Хітин

Хіти́н (хімічна назва: полі-N-ацетил-D-глюкозо-2-амін) — азотовмісний полісахарид, який хімічно дуже схожий з целюлозою, лише замість гідроксила (—ОН) на кожному кільці (мономері) із 6 атомів Карбону розташована аміногрупа, в якій один з двох атомів Гідрогену заміщений на ацетильну групу.

Хітин
Систематична назва	Хітин
Ідентифікатори
Номер CAS	1398-61-4
Номер EINECS	215-744-3
KEGG	C00461
Назва MeSH	Chitin
ChEBI	17029
SMILES
InChI
Властивості
Молекулярна формула	C8H13NO5
Молярна маса	203,19
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
Примітки картки

Вперше був виділений із зовнішніх оболонок тарантулів.

Етимологія

Назва речовини «хітин» походить від грец. χιτών — хітон, що було назвою одягу. Зокрема це символізує ключову роль хітину в будові покривів багатьох організмів.

Поширення в природі

Хітин — один з найпоширеніших у природі полісахаридів. Його вважають другою після целюлози органічною речовиною за поширенням в природі. Щороку на Землі в живих організмах утворюється і розкладається близько 10 гігатонн хітину^[]. Хітин є основним компонентом членистоногих: панцирів раків, крабів, креветок, скорпіонів, кутикули комах і ін. В клітинних стінках грибів — виконує захисну й опорну функції, забезпечуючи жорсткість клітин. Також хітин утворюється в організмах багатьох інших тварин — різноманітних червів, кишковопорожнинних, кнідарій та ін.

Попри те, що хітин є речовиною, дуже близькою за будовою, фізико-хімічними властивостями і біологічною роллю до целюлози, в організмах, які виробляють целюлозу (рослини, деякі бактерії) хітин знайти не вдалося.

У всіх організмах, що виробляють та використовують хітин, він перебуває не в чистому вигляді, а в комплексі з іншими полісахаридами, і дуже часто асоційований з білками. В клітинній стінці грибів хітин входить в хітин-глюкановий комплекс, кутикула комах побудована з хітин-меланінового комплексу (хітин ковалентно зв'язаний з білками і та великою кількістю меланінових з'єднань), в панцирі ракоподібних хітин зв'язаний з білками і утворює хітин-білковий комплекс (однак панцир цих організмів являє собою більш складну структуру — поверхневий шар є більш-менш чистим хітин-карбонатом кальцію, в той час як внутрішні шари містять також білок).

Фізичні властивості

Жорсткий напівпрозорий матеріал.

Хімія хітину

Транс-розташування в елементарній ланці макромолекули хітину заміщувачів (ацетамідної і гідроксильної груп) у С(2) і С(3) обумовлює значну гідролітичну стійкість ацетамідних груп, в тому числі і в умовах лужного гідролізу. Тому відщеплення ацетамідних груп вдається здійснити лише в порівняно жорстких умовах — при обробці 40-49%-ним водним розчином NaOH при температурі 110—140^оС протягом 4-6 годин. Однак і в цих умовах ступінь деацетилювання (частка ацетамідних груп що відщепилися, в розрахунку на одну елементарну ланку) не досягає одиниці (тобто не забезпечується кількісне видалення цих груп), складаючи зазвичай 0,8-0,9.

Сильний водневий зв'язок ланцюгів хітину між собою перешкоджає його розчиненню в кислотах та лугах. Проте, шляхом підбору розчинників і умов розчинення, порушуючих міжмолекулярні зв'язки, вдалось знайти багато способів.

Одним з найважливіших властивостей полімерів, що визначають в багатьох випадках можливість їх переробки та застосування, є їх розчинність. Саме на використанні розчинів найближчого аналога хітину — целюлози заснована технологія отримання волокон, плівок, лаків, загущующих і клеючих композицій. Оцінка деяких властивостей розчинів полімерів (осмотичного тиску, в'язкості, розсіювання світла) дозволяє визначити такі важливі характеристики, як молекулярна маса і молекулярно-масовий розподіл (співвідношення кількості макромолекул з різною молекулярною масою). Однак через порівняно високу жорсткість полімерного ланцюга, значної інтенсивності міжмолекулярної взаємодії, хітин розчиняється в порівняно обмеженій кількості розчинників — концентрованих мінеральних кислотах (соляна, сірчана, азотна, фосфорна), безводній мурашиній кислоті, і , розчинах хлориду літію в . У більшості цих розчинників відбувається деструкція полімеру, що ускладнює визначення справжнього значення молекулярної маси і характеру молекулярно-масового розподілу.

З хітину різного походження шляхом гідролізу можна отримати хітозан або його солі.

Отримання

Для виділення хітину з панцирів крабів, омарів, криля (містять 20-25 % хітину і близько 70 % карбонату кальцію), проводять послідовні операції демінералізації і депротеїнізації, що включають обробку подрібнених панцирів розчинами соляної кислоти і їдкого натру з наступним промиванням водою, видаленням фарбувальних пігментів обробкою відбілюючими реагентами і ліпофільних речовин — промиванням спиртом і ефіром.

Застосування

У медицині хітин застосовується для прискорення загоєння ран: вкрите хітином волокно, хітинові мати, губки та плівки скорочують час загоєння ран до 30 %. Особливо перспективним є використання хітинових матеріалів та інструментів з хітиновим покриттям під час лікування опіків.

Окрім того, хітин застосовується в косметиці як безпечний полімерний наповнювач, що не подразнює шкіру.

У водному середовищі хітин виявляє хелаторні хімічні властивості, завдяки чому фільтри на основі хітину успішно застосовуються для очищення стічних вод від аніонних забруднень і таких речовин як ДДТ та .

Докладніше: Хітозан

Примітки

1. Фома Аксенов «Экспансия хитина» / «Техника — молодежи», 1995, № 1. ISBN 0320-33IX
2. Гальбрайх Л. С. Хитин и хитозан: строение, свойства, применение // Соровский образовательный журнал. 2001
3. Немцев С. В. Комплексная технология хитина и хитозана из панциря ракообразных. — М.: Изд-во ВНИРО, 2006. — 134с.

Посилання

• ХІТИН [ 3 серпня 2016 у Wayback Machine.]