纤维素的分子结构.ppt

第一节纤维素分子结构
第三章纤维素及其衍生物
纤维素的定义:
学术上:常温下不溶于水、稀酸、稀碱的D-葡萄糖基以β-1,4苷键联接起来的链状高分子化合物
工业上:植物原料经过特定的纤维化工程所得到的剩余物——纸浆
元素分析:精制棉花纤维素进行化学分析,测得纤维素的元素组成为:C:%,H;%,O:%,分子式( C6H10O5)n
一、纤维素的化学结构
1、决定纤维素化学结构的过程
强酸水解:得到近于理论得率的葡萄糖
——基本结构单元为葡萄糖
醋酸分解纤维素:得到理论量约40%的八乙酰基纤维素二糖,皂化脱去乙酰基得到纤维素二糖
缓和条件下水解:得到3~7个D-葡萄糖构成的低聚糖, β-苷键相连
***化、彻底水解:
2,3,6 –三– O –***– D –葡萄糖
2,3,4,6 –四– O –***– D –葡萄糖
2、纤维素大分子的结构特点
①由D-葡萄糖基(即失水葡萄糖)组成,分子式(C6H10O5)n
D-葡萄糖在水溶液中存在开链式和氧环式的动态平衡
②大分子一端为非还原性端基,一端为非还原性端基,开环形成醛基。整个大分子具有极性并有方向性。
、
③除两端外,每个糖单元上有三个游离羟基,纤维素羟基对纤维素的物理及化学性质有着重要影响,如:吸湿润张、氢键、氧化、酯化、接枝共聚等。C2、C3、C6的反应活性不一样。
④每个葡萄糖单元是氧环式而不是开链式结构,只有还原性末端基才有氧环式和开链式的互换。
⑤糖基间以1 →4 β-型苷键相连
⑥葡萄糖环是六环(吡喃型)而不是五环型(呋喃型)
二、纤维素大分子的构型和构象
构型和构象
1、葡萄糖环的构型和构象
①纤维素由葡萄糖基环构成,构形属ß–D型。
D-葡萄糖
②葡萄糖单元在水溶液中存在动态平衡:
α-D-葡萄糖β-D-葡萄糖