木素的存在及生物合成未整理

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1、第二章木素ChapterⅡLignin第一节木素的存在及生物合成针叶材木素的结构模型Sakakibara,1980木素：是由苯丙烷单元通过醚键和碳碳键连接而成的，具有三维空间立体结构的芳香族高分子化合物。木素和半纤维素在一起，填充在细胞壁的微纤丝之间，同时也存在于胞间层。对于木素的研究历史很长，可以追溯到十九世纪三十年代，当时Gay-Lussal开始研究木材的元素组成。至今已有一百七十年的历史了，但正规的化学研究始于1930年以后。第一节木素研究发展简史1．AnselmePayen实验将木材用硝酸和碱交替处理，然后用酒精和乙醚洗净，得到一种残余物质，这种残余物质为固体纤维

2、状，A.Payen称它们为纤维素。然而，他注意到在这种分离过程中如果不除去比纤维素含碳量高的其它物质就不能很好地分离纤维素。他把这种必须除去的物质命名为真正的木材物质（Thetruewoodymaterial），以后他又将此物质命名为被复物质（Theincrustingmaterial）。因为他认为纤维素可能被此物质包围，或者沉积在这些物质之中。于是他想从木材中将这些被复物质原形取出，但没有成功。2.Schulze的研究1857年Schulze将上述被复物质开始称为木素（Lignin），Lignin是由拉丁文Lignum而来的，Lignum拉丁文的意思是木材，这个名字至今

3、仍被使用。使用被乙醇和醚抽提过的木材以0.8分氯酸钾和1.2分硝酸(相对密度1.16)的混合物在15℃处理两周,再用稀氢氧化铵在60℃处理将木素分离出。3．PeterKlason的研究1897年提出：木素是与松柏醇密切相关的物质；并在1901年他建议木素是高分子化合物；十年之后人们证明了，松柏醇之间是由醚键联结在一起的。松柏醇结构第二节木素在植物体内的分布及生物合成机理一.木素的存在1．木素在植物内的作用在木材中木素作为一种填充和粘结物质，在木材细胞壁中能以物理或化学的方式使纤维素纤维之间粘结和加固，增加木材的机械强度和抵抗微生物侵蚀的能力，使木化植物直立挺拔和不易腐朽。

4、副作用：原料及纸浆的颜色的主要来源。Pulping:TheSeparationofWoodFibres2．木素的含量针叶木(裸子植物)中，木素含量25%~35%（应压木35~40%）；阔叶木(被子植物中的双子叶植物)木素含量达20%~25%；（应拉木20~23%）单子叶植物中禾本科植物一般含15%～25%。意义：木素含量是制定蒸煮及漂白工艺条件的重要依据。AveragechemicalcompositionofScotspine(Pinussylvestris)andsilverbirch(Betulapendula).Figuresaregivenasapercenta

5、geofthewooddrysolids.FateofLignininPulpProductionKraftPinePulpingMaterialBalances3．木素的结构单元愈疮木基丙烷紫丁香基丙烷对-羟基苯基丙烷针叶木：愈疮木基丙烷含量在80%~90%，受压材(Compressionwood)约含70%愈疮木基丙烷和少量的对-羟基苯基丙烷；G型木素阔叶木和草类原料：愈疮木基丙烷、紫丁香基丙烷和很少量的对-羟基苯基丙烷。GS型木素禾本科植物：愈疮木基丙烷、紫丁香基丙烷和少量的对-羟基苯基丙烷。GSH型木素Severecompressionwoodonacross-s

6、ectionsurfaceofaleaningsoftwoodsteminScotspine(Pinussylvestris)(PhotobyHannuKalaja).AveragechemicalcompositionofnormalandreactionwoodsfromScotspine(Pinussylvestris).Figuresaregivenasapercentageofthewooddrysolids.Figure12.Averagechemicalcompositionofnormalandtensionwoodsfromsilverbirch(Bet

7、ulapendula).Figuresaregivenasapercentageofthewooddrysolids.4．木素的分布云杉早材管胞的木素分布左图：横切面在240nm的紫外光显微镜摄影图；右图：沿虚线木素分布图Fergus,Procter,andGoring,1967SCCML云杉管胞中木素的分布单位：%白桦各种细胞中木素的分布S-紫丁香基型G-愈疮木基型单位：%木材中木素含量最高的部位在复合胞间层；次生壁的木素含量较低，但由于次生壁比复合胞间层厚得多，所以木素大部分分布于次生壁。木素的生物合成：模拟植物生长过程中