химический каталог




Химия древесины и целлюлозы

Автор В.М.Никитин, А.В.Оболенская, В.П.Щеголев

одного типа — гликозидные, но гемицеллюлозы могут образовать сетчатую систему в клеточной стенке за счет возникновения различных межмолекулярных связей, например слЬжноэфирных между карбоксильными группами уроновых кислот и гидро-ксильными группами.

Химическая связь между компонентами древесины, по-видимому, возникает в процессах их образования.

Фибриллярная структура позволяет делить волокно на продольные фрагменты и связывать волокна между собой. На этом основаны, процессы бумажного производства — размол волокнистой массы и формование бумажного листа.

1.3. СТРОЕНИЕ ЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ ФИБРИЛЛ

Целлюлоза, являясь основным компонентом клеточных стенок древесины, во Многом определяет ее строение и свойства. Большое влияние на физические, физико-механические и химические свойства целлюлозы оказывает физическая структура целлюлозных волокон.

1.3.1. ХИМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Целлюлоза — это полисахарид, молекулы которого построены из звеньев p-D-глюкопиранозы, соединенных глюкозидной связью 1—4. Эмпирическая формула целлюлозы (CeHio05)„ или [СаН702(ОН)3]п. Ее структурная формула имеет вид

НО Н

И О

н он

HO/I U

(gHH)

h\L_0oh снгон

Н-С—ОН

но-с—н о

н-с-он

Н—СCHjOH j3 -.D-глюкопврвноза

Н-С-ОН НО-С-Н : Н-С—ОН Н—С-"-ОН CHjOH D~ глюкоза

н он

Щ-Jn сн2он

н он СН2ОН CHsOH н он

Строение молекулы целлюлозы было установлено с помощью химических и физико-химических методов исследования.

В результате химических исследований было выяснено, что элементарным Звеном в цепной макромолекуле целлюлозы является остаток ft-Д-глюкозы (ангидро-в-О-глюкопиранозы) СвНюОб. При полном гидролизе целлюлозы Д-глюкоза получается с выходом 96—98% от теоретического:

(С,Н10О5)л + пН,0-,.л С,НцО, •

целлюлоза rj-глихоаа

При любых реакциях этерификации, например при метилировании диметилсульфатом в присутствии щелочи, всегда получаются трехзамещенные продукты:

(С„Н1(А)„ + Зя (СН,), SO, + Зл NaOH-»- [СзНА (ОСН,),]я + 3n CHjNaSO, +. + ЗяН,0.

Это говорит о том,-что в каждом глюкозном звене содержатся три гидроксильные группы. Эти гидроксилы находятся во 2, 3 и 6-м положениях, так как при метилировании с последующим гидролизом в качестве основного продукта получается 2,3, 6-триметилглюкоза:

Один из спиртовых гидроксилов является первичным, а два — вторичными. Они различаются по реакционной способности.

Так как в каждом элементарном звене содержатся только три гидроксила, а не четыре, элементарное звено должно иметь циклическое строение. Сравнительная устойчивость целлюлозы к гидролизу кислотами говорит о пиранозкой структуре глюкозного звена (внутреннем кислородном мостике 1—5) и, следовательно, о наличии глюкозидных связей 1—4. Известно, что пиранозиды значительно более устойчивы к гидролизу, чем фуранозиды.

96

Связь между звеньями является 6-глюкозидной, так как предпоследним продуктом гидролиза является целлобиоза — дисахарид, состоящий из двух остатков Д-глюкозы, соединенных р-глюкозиднои связью, устойчивой к действию фермента мать-тазы и гидролиэуемой под действием фермента эмульсина

Н ОН н\<_А-0

сн2рн

Эти данные были впоследствии подтверждены исследованием ИК-спектров.

В продуктах гидролиза метилированной целлюлозы в очень небольшом количестве находят 2, 3, 4, 6-тетраметилглюкозу, которая получается из одного (нередуцирующего) концевого ЗВ6НЗ цепи.

н он" н^н~М

CHjOHО

Другое концевое звено является редуцирующей (восстанавливающей) группой, так как оно может существовать в открытой альдегидной форме:

Глюкозидныи гидроксил, находящийся в этом звене у 1-го атома углерода, отличается по свойствам от других (спиртовых) гидроксилов. Например, он способен метилироваться метанолом с образованием метилглюкозида, при этом его восстановительная способность исчезает

Макромолекулярная структура целлюлозы была доказана

рГизГсе"-3МИЛ-04ВГ%ЛеНИЮ пРОмежУ™""ых продувов гидролиза с n-i, л_4, п = 5, определением выхода 2, 3,4,6-тетра4 Закал № 2938

метилглюкозы, а также в результате исследований свойств цел-, люлозы в растворах, что дало возможность установить ее молекулярную массу (степень полимеризации).

сгь

Степень полимеризации целлюлозы (СП) связана с молекулярной массой (М) соотношением

М

162 '

где 162—молекулярная масса ангидроглюкозного звена.

Исследования природной целлюлозы (хлопок, рами, лен) с помощью ультрацентрифугального метода показали, что ее СП может достигать 20000, а древесной целлюлозы 6000— 14000.

Установлено было, что целлюлоза, как н все высокомолекулярные соединения, обладает молекулярной неоднородностью, т. е., состоит из цепных макромолекул различной длины. Однако у природной целлюлозы степень полидисперсности сравнительно небольшая. В- процессе выделения целлюлозы из древесины степень полндисперсности резко возрастает. Эти понятия о строении-целлюлозы сложились окончательно примерно к 1932 г. В дальнейшем был уточнен вопрос о химической однородности целлюлозы. В настоящее время считают, что она состоит исключительно из звен

страница 40
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144

Скачать книгу "Химия древесины и целлюлозы" (7.01Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
судебная речь адвоката пример по гражданскому делу
медсправка для водительских прав с наркологом
обучение массажу
номерные рамки купить

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(05.12.2016)