химический каталог




Химия древесины и целлюлозы

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

ьев глюкозы. Хромато-графическнй анализ показал, что очень чистые препараты . целлюлозы при гидролизе дают только глюкозу. Доказана была идентичность всех связей в макромолекулах целлюлозы. Однако не отрицается возможность присутствия в молекулах целлюлозы, выделенной из растительных-тканей, так называемых „слабых связей". Считают, что в природной целлюлозе нет слабых связей, но химическое воздействие, например незначительное окисление с введением небольшого числа карбонильных .групп, может ослабить соседние с ними глюкоэидные свяэя. В препаратах выделенной целлюлозы иногда находят карбоксильные группы, но их приписывают примесям и продуктам разрушения целлюлозы. Природная же целлюлоза, по мнению большинства исследователей, не содержит карбоксильных групп.

1.3.2. ФОРМА И КОНФОРМАЦИОННЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ МАКРОМОЛЕКУЛ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Целлюлоза представляет собой линейный гетероцепной сте-реорегулярный гомополимер, имеющий большое число групп ОН, образующих водородную связь. Поэтому целлюлоза является одним из довольно жестких полимеров, характеризующихся высокой степенью асимметрии макромолекул. Для нее характерны значительное внутри- и- межмолекулярное взаимодействие и высокий потенциальный барьер вращения. Однако молекулы целлюлозы не являются абсолютно жесткими. Они могут принимать различные конформацни.

Кроме гибкости цепей за счет глюкозидных связей между тлюкозными единицами у целлюлозы возможны конформацион-ные превращения и в самих глюкозных звеньях. Глюкопираноз-ные звенья могут принимать форму «кресла», или «ванны».

ВАННА.

Вообще для пиранозного цикла возможно существование двух конформацни типа кресла (К1 и 1К) и шести конформацни типа ванны, но не все они равноценны энергетически. Напряжение меньше в циклах типа кресла, поэтому эти конформацни предпочтительнее, а конформацни типа ванны менее предпочтительны, за исключением особых случаев (переход молекулы в процессе реакции в возбужденное состояние с менее выгодной энергетически конформацией).

О-Глюкопираноза обычно существует в конформацни К1, в которой группы ОН экваториальны (лежат в плоскости кольца), а не в конформацни 1К, в которой группы ОН аксиальны (перпендикулярны плоскости кольца).

CHjOH ОН

Конформация К1 с экваториальным расположением гидро-ксилышх групп энергетически более выгодна, причем показано, что в этой конформацни гидроксилы оказываются более реак-ционноспособными, например по отношению к реакциям этери-фикации, и, по-видимому, легче образуют глюкозидные связи.

По мнению одних исследователей гибкость цепей целлюлозы в природном состоянии ограничивается глюкозиднымн связями, и ее молекулы в волокне представляют собой как бы плоские Ленты, а конформационные превращения в глюкозных звеньях оказываются возможными лишь в особых условиях (например, в растворах, при набухании).

Однако большинство исследователей считают, что и в естественном состоянии в природных волокнах звенья глюкозы в молекулах целлюлозы не являются плоскими, а принимают наиболее устойчивую для глюкопиранозного цикла информацию К1.

4* 99

« 1.3.3. МЕЖМОЛЕКУЛЯРНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ и ВОДОРОДНЫЕ СВЯЗИ В ЦЕЛЛЮЛОЗЕ

Для целлюлозы характерны оба типа сил межмолекулярного взаимодействия: межмолекулярные силы с малой энергией взаимодействия — силы Ван-дер-Ваальса — и водородные связи.

В структуре целлюлозы, у которой каждое элементарное звено макромолекулы имеет три гидроксильные группы, водородные связи имеют очень большое значение. Считают, что водородная связь может образоваться между водородным атомом гидроксила одной цепи и кислородом гидроксила соседней цепи или глюкозидным кислородом:

JroВодородные связи стягивают, параллелизуют (ориентируют) цепные молекулы целлюлозы в целлюлозных волокнах.

В последнее время некоторые исследователи пришли к выводу, что наиболее вероятными в природной целлюлозе являются водородные связи следующих типов: 1) внутримолекулярная водородная связь между гидроксилом у Са и кислородом пиранозного кольца соседней глюкозидной единицы; 2) межмолекулярные связи между гидроксилом у Се и кислородным мостиком соседней цепи.

Допускается существование и других типов внутри- и межмолекулярных водородных связей, однако точно установить характер связи очень трудно, и исследования в этом направлении продолжаются.

Водородные связи целлюлозы, как и других ВМС, изучают методом ИК-спектроскопии (по изменению полосы поглощения, соответствующей колебаниям гидроксильных групп), особенно методом ИК-спектроскопии в поляризованном свете. В ИК-спек-трах целлюлозы нет полосы поглощения на частоте 3650 см-1, что говорит об отсутствии в целлюлозе свободных гидроксилов. Вместо этой полосы обнаружена полоса с частотой 3350 см-1 (внутримолекулярная связь между ОН у Сз и пиранозным кислородом другой единицы). Отнесение остальных полос поглощения гидроксилов, участвующих в образовании водородной связи, носит пока лишь предположительный характер. В зависимости от типа водородной связи могут существовать различные структуры целлюлозы с разными ИК-

страница 41
< 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
чугунные твёрдотопливные котлы длительного горения цена
плитка latte sea
настенные вешалки
kbad 280-4

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
(08.12.2016)