《纤维素及其衍生物》PPT课件

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1、第三章纤维素及其衍生物第一节纤维素的化学结构及生物合成从能源的观点看：太阳能是无限的，而植物经过叶绿素与水和二氧化碳进行光合作用，产生大量纤维素也是无限的。所以可以说纤维素是自然界中取之不尽，可以再生的有机资源。一．纤维素的化学结构研究方法：纤维素是天然高分子化合物，其化学结构式的确定，就是将纤维素水解成纤维素叁糖、纤维素贰糖，最后一个产物是葡萄糖。1．纤维素分子的基本结构单元1921年Mener-Willians用浓H2SO4水解纯的棉花纤维，分离出得率为：90.7%的结晶D-葡萄糖。1922年Irvine和

2、Hirst把棉花醋酸化，转化成纤维素醋酸酯，然后甲醇解得到一种得率为：95.5%的甲基α-D-葡萄糖苷和甲基-β-D-葡萄糖苷的混合物,不含戊糖和其它物质。另外也有人将纤维素先溶于40%HCL或72%H2SO4中，放置12~24hr，然后冲稀至含酸低于1%的水解液，再煮沸数小时，纤维素几乎完全成葡萄糖，其得率达理论值的96%~98%。由此证明：纯纤维素只含葡萄糖基。2．葡萄糖基的键合（1）葡萄糖基之间为1-4苷键连接将纤维素甲基化，可以得到甲基纤维素，将它水解可以分出2,3,6—三甲基葡萄糖。甲基化纤维素2,3

3、,6—三甲基葡萄糖（2）D-葡萄糖基的构型为β-型包含在麦芽糖中的糖酵素，很容易破坏α-配糖连接，而对β-配糖连接则无作用。相反、包含在纤维素中的酵素，只能破坏β-配糖连接，而对α-配糖连接无作用。3．纤维素中的羟基纤维素化学结构式的结构单元中，含有三个游离醇羟基，分别处于葡萄糖基环的2、3、6位，其中在C6上的羟基为伯羟基，而C2、C3上的羟基为仲羟基。4．纤维素大分子中的末端基纤维素大分子的两个末端基的性质是不同。一端为还原性末端基；另一端为非还原性末端基。还原性末端基非还原性末端基纤维素的化学结构Ster

4、eochemicalStructure二．植物细胞壁中纤维素的生物合成细胞壁生物合成的过程包括：细胞壁中聚合物母体的形成(糖核苷酸，UDP-D-葡萄糖)；聚合物的生物合成；细胞壁中聚合物的聚集。UDPG—UridineDiphosphateGlucoseUDP—葡萄糖尿苷二磷酸酯葡萄糖尿苷UDP-D-葡萄糖+[(1-4)-ß-D-葡萄糖]n→[(1-4)-ß-D-葡萄糖]n+1+UDP聚合物的生物合成细胞壁中聚合物的聚集第二节纤维素的分子量和聚合度一、概述1．纤维素的分子式C6H11O5-（C6H10O5)n

5、-C6H11O5M=DPXl62+182．纤维素的多分散性纤维素是不同聚合度的分子混合物，即分子结构单元相同，结构单元间的连接方式也相同，但各个分子的聚合度不同。这种现象称之为纤维素的多分散性。二、常用的统计平均分子量和平均聚合度常用的统计平均分子量有：数均分子量Mn；质均分子量Mw；黏度平均分子量Mη；Z-均分子量Mz。1．数均分子量Mn对于一个纤维素试样：分子量分别为：M1、M2、…Mi…分子个数为：n1、n2、…ni…第i组聚合物的质量为：wi=niMi分子的总质量∑niMiMn=------------

6、------------=---------------分子的总个数∑nini=∑-------Mi=∑NiMi∑ni注：Ni=i组聚合物的分子分数Pn=Mn/162=∑NiPi2．质均分子量Mwwi∑niMi2Mw=∑---------Mi=------------∑wi∑niMiMwwiPw=------------=∑----------Pi162∑wi3.黏均分子量MηMη=(∑WiMi)1/winiMi∵Wi=---------=------------∑wi∑niMi∑niMi+1∴Mη=(-

7、------------)1/∑niMi∑niMi当α=-1时Mη=----------=Mn∑ni∑niMi2当α=1时Mη=-----------=Mw∑niMi通常α=0.5~1.0Mn

8、下数均相对法冰点下降5103以下数均相对法气相渗透压3104以下数均相对法膜渗透压2104~1106数均绝对法光散射2104~1107质均绝对法超速离心沉降速度1104~1107各种平均绝对法超速离心沉降平衡1104~1106质均、Z均绝对法粘度1103~1107粘均相对法凝胶渗透色谱1103~5106各种平均相对法（六）黏度法1．黏度的基本概念黏度是指液体