壳聚糖是一种经过甲壳素脱乙酰化处理后的产物，由2-乙酰氨基-2-脱氧-D-吡喃葡萄聚糖和2-氨基-2-脱氧-D-吡喃葡萄聚糖通过 β-1,4糖苷键连接而成的二元线型聚合物。它是自然界中唯一大量存在的碱性阳离子聚多糖。
壳聚糖具有生物可降解性，可以被氨基葡萄糖苷酶、脂肪酶、溶菌酶等分解，分解产物为氨基葡萄糖（glucosamine），可以通过新陈代谢排出体外。壳聚糖含有大量活性基团，如氨基、羟基和乙酰氨基，因此具有良好的反应功能性和生理活性。它已广泛应用于生物医药、化工、食品、环境等领域。
通过对壳聚糖进行化学改性，可以得到一系列壳聚糖衍生物，如羧甲基壳聚糖、N-三甲基壳聚糖和壳聚糖硫酸盐等。引入羧甲基可以显著提高壳聚糖的水溶性。根据羧甲基引入位置的不同，羧甲基壳聚糖可分为O-羧甲基壳聚糖和N-羧甲基壳聚糖。
O-羧甲基壳聚糖可通过壳聚糖与一氯乙酸反应制备，N-羧甲基壳聚糖通过壳聚糖与乙醛酸反应得到。羧甲基壳聚糖是一种两性离子聚合物，其溶解度受pH值影响，与其氨基的质子化和羧基的解离平衡密切相关。
N-三甲基壳聚糖是一种被广泛研究的季铵盐壳聚糖衍生物。它的制备方法主要有三种：
①壳聚糖与甲醛-乙酸混合物反应得到N-二甲基壳聚糖，之后再与碘甲烷和N-甲基吡咯烷酮反应得到N-三甲基壳聚糖；
②壳聚糖与二甲基硫酸盐和氢氧化钠反应直接得到N-三甲基壳聚糖；
③壳聚糖在甲磺酸盐的存在下与叔丁基二甲基甲硅烷基（tert-Butyldimethylsilyl ether，TBDMS）氯反应得到Di-TBDMS保护的N-三甲基壳聚糖，最后脱去 Di-TBDMS基团得到N-三甲基壳聚糖。N三甲基壳聚糖由于含有季铵基团，所以在酸性与碱性条件下均有良好的水溶性，且黏膜黏附性能优于壳聚糖。此外，带正电N-三甲基壳聚糖能与上皮膜（epithelial membrane）上带负电的位点作用，增强小分子与大分子物质的穿透性。
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