天然纤维的优点化学

发布网友 发布时间：2024-10-24 00:00

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热心网友 时间：2024-11-16 19:23

性质1、溶解性
纤维素在常温下难以溶解于水和大多数有机溶剂，如酒精、乙醚、丙酮和苯。它也不易在稀碱溶液中溶解，因为其分子间存在稳定的氢键。
性质2、纤维素水解
在特定条件下，纤维素与水反应，断裂氧桥，并加入水分子。这导致纤维素的长链分子转化为短链分子，直至完全水解成葡萄糖。
性质3、纤维素氧化
纤维素与氧化剂作用会产生一系列结构上与原纤维素不同的物质，这一过程称为纤维素氧化。
纤维素的化学组成
纤维素是由D-葡萄糖单元通过β-1,4糖苷键形成的大分子多糖。其分子式为（C6H10O5）n，化学组成大约含碳44.44%、氢6.17%、氧49.39%。纤维素广泛存在于维管束植物、地衣植物以及部分藻类的细胞壁中。此外，醋酸菌的荚膜和尾索类动物的被囊中也存在纤维素。棉花种子毛是高纯度的纤维素，含有98%的纤维素。
纤维素分类
α-纤维素是指从原始细胞壁样本中使用17.5%的NaOH不能提取的部分。β-纤维素和γ-纤维素是相对于半纤维素的纤维素，它们的化学组成除了纤维素外，还含有多种多糖类。
纤维素结构
细胞壁中的纤维素形成微纤维，宽度在10-30纳米之间，长度可达到数微米。通过X射线衍射和负染色法，可以观察到链状分子平行排列形成的结晶性基本微纤维，这些基本微纤维集合构成了微纤维。
溶解性
纤维素能溶于Schwitzer试剂或浓硫酸。虽然它不易被酸水解，但稀酸或纤维素酶可以将其转化为D-葡萄糖、纤维二糖和寡糖。在醋酸菌中，存在从UDP葡萄糖转移糖苷合成纤维素的酶（cellulose synthase（UDP-forming）EC2.4.1.12）。在高等植物中，已获得具有相同活性的颗粒性酶的标准样品。
分解与合成
关于纤维素的分解，推测在初生细胞壁伸展生长时，微纤维的一部分会因纤维素酶的作用而被分解，成为可溶性。纤维素的合成涉及利用GDP葡萄糖（cellulose synthase（GDP-forming）EC2.4.1.29）的情况，在UDP葡萄糖转移的情况下，会产生β-1,3键的混合。微纤维的形成场所和纤维素排列的控制机制尚不十分明确。
热稳定性和反应性
纤维素在约150℃时不会发生显著变化，但超过这个温度会因脱水而逐渐焦化。纤维素与较浓的无机酸水解生成葡萄糖等，与较浓的苛性碱溶液作用生成碱纤维素，与强氧化剂作用生成氧化纤维素。