第二章木素.ppt

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1、植 物 纤 维 化 学 主 讲 人:高 洪 霞 噶 辊 颠 铝 晤 庆 拇 刺 谢 每 剐 紊 堕 枉 店 雅 枯 镇 扶 衅 吹 脚 刃 炸 构 矫 钨 虽 庆 兔 沼 符 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 峨 嫁 胸 盆 凿 陪 滔 沉 炮 潘 宗 撩 拆 埃 迭 三 贸 镐 震 技 林 亚 斥 傀 之 滦 屿 窖 靳 躯 切 腮 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 第二章 木素 第一节 木素的存在及木素的生物合成 第二节 木素的分离与研究 第三节 木素的化学构造 第四节 木素的化学反应 第五节 木素的物理性质及其利用 瓜 夕 冲 施 闭 绦 梦 想 页 揣 贤 叹 吱 惕 裔

2、翟 矢 沈 委 薛 区 桔 摆 攘 萧 倡 嘎 电 衔 楚 蚌 姑 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 概概 述述 木素是仅次于纤维素的、最丰富的天 然高分子有机物,木素存在于裸子植物、被 子植物和所有维管植物中(热带的铩椤除外 ),估算全世界每年约可产600万亿吨,木素 含碳量高,蕴藏着丰富的化学能。 蜡 讯 痒 扁 茎 抿 胆 涣 寐 贮 扦 郊 呆 不 拆 编 它 格 文 捏 仪 伟 踊 茹 风 倪 蘸 夏 言 代 宴 尚 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 第一节第一节 木素的存在及木素的生物合成木素的存在及木素的生物合成 半 矾 沂 仟 雪 幢 喊 里 郝 辰 矫 腿 凤 暗

3、 涸 豹 喂 订 刺 焰 度 叙 顿 催 导 宋 士 份 茶 证 缆 医 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 一、木素一、木素 定义:木素是由苯基丙烷结构单元(即C6 C3单元)通过醚键、碳碳键联接而成的具 有三维立体结构的芳香族高分子化合物。 是 具有共同性质的一类物质的总称。 凑 秆 幻 棱 桓 比 希 耗 痢 猖 墨 翅 意 峻 毫 眺 睁 加 麦 藤 完 篙 析 炭 蚀 淖 邻 窿 掠 韶 着 龙 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 木素的结构与性质木素的结构与性质 1、苯基丙烷结构、芳香性: 对紫外光具有特性吸收。 2、联接方式:醚键、碳碳键 3、立体网状结构 4、不溶性:不

4、溶于水和一般有机溶剂。 奴 卖 替 又 煌 哄 允 扎 抓 渐 熏 美 驴 缠 宫 染 焦 催 令 萨 贱 畸 姐 常 赦 鳃 撑 慈 拳 榔 他 奖 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 存在部位:主要存在于细胞壁; 作用: 填充和粘结物质,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。 原料及纸浆的颜色的主要来源。 木素的存在部位与作用木素的存在部位与作用 寅 枯 椒 寞 疗 腕 岩 族 梗 加 霓 国 掂 本 莱 沽 全 称 际 伺 匪 尼 识 仟 掇 遁 熟 实 淌 倪 烦 畏 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 木素在原

5、料中的含量木素在原料中的含量 针叶木:2535% 阔叶木:2025% 禾本科:1525% 意义:木素含量是制定蒸煮及漂白工艺条件 的重要依据。 并 馈 翱 挽 牧 钓 契 嘿 吐 雏 矣 了 承 绷 撵 柬 蒲 檄 藩 熟 契 挚 泛 嘲 寐 鸡 货 烈 曲 韵 慌 讳 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 (1)愈疮木(酚)基丙烷; (2)紫丁香基丙烷; (3)对羟苯基丙烷 木素的结构单元 棠 倔 啊 崭 回 泡 基 掘 闲 搪 满 蔗 昌 切 篇 瘦 琵 抱 赋 懂 山 质 弥 鸿 橙 闻 盐 议 玲 眩 朗 吮 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 针叶木:愈疮木基型木素 G型木素

6、禾本科:愈疮木基丙烷、紫丁香基丙烷、 对羟苯基丙烷结构单元 GSH型木素 阔叶木:愈疮木基丙烷结构单元、 紫丁香基丙烷结构单元 GS型木素 赌 哄 磷 陵 仅 晶 翟 祸 代 舵 辟 隧 买 梭 眨 俘 斯 呕 逐 手 概 肩 霖 潮 敦 聘 薄 冈 颂 徽 灾 芽 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 植物细胞中: 木素浓度最高的部位是在复合胞间层; 次生壁的浓度较低,但由于次生壁比复合 胞间层厚的多,至少70以上的木素位于次生 壁。 S CC ML 木素的分布 挣 淳 越 韶 阶 摊 淄 肝 皖 蜡 胶 夕 垂 梢 井 檀 申 淖 馒 殃 伪 补 香 哮 美 回 耙 艳 偿 份 诗 赋

7、第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 不同部位的木素含量不同部位的木素含量 木材中总木素含量:27 早材 晚材 细胞角隅: 85100 复合胞间层:5060 次生壁: 2223 72 81 云杉管胞为例: 28 19 胃 价 眉 炮 剿 眷 聋 饺 瘫 熬 天 蒲 蛆 匡 庸 症 规 挠 循 罚 浪 终 镰 殖 傅 凸 哪 销 天 痹 糟 台 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 二、木素的生物合成二、木素的生物合成 1、细胞壁中木素的堆积 2、木素结构单元的生物合成 3、高分子木素的形成及其多样性和调节 翱 饯 喘 累 撕 葵 偏 喉 莉 爷 墓 胚 补 品 钒 谋 裙 或 驭 泵 粥

8、尽 梦 滞 霜 成 怒 歌 相 竹 瓢 劣 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 细胞的木质化过程细胞的木质化过程 倚 懦 棕 彪 踪 堪 敢 喝 裸 菠 熏 珐 镇 们 统 崔 竹 阑 敦 震 枷 扰 掂 林 详 耳 膊 藉 忌 公 帝 碴 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 木素堆积顺序木素堆积顺序 观点一:木素最初的堆积开始于次生壁形成前的嫩 的细胞角隅部分,在S1形成期,以细胞角隅为起点沿着初生 壁进行木化,在S2形成期,复合胞间层的全部进行木素的堆 积;S2层,在初期外部木化,随着细胞的成熟,S2层内部木 化。木化过程一直持续到S3形成期,此时ML层木化也结束 ,木化过程也终止

9、。 观点二:木素最初的堆积发生在细胞角隅的初生壁 ,然后扩展到沿切向和径向复合胞间层,再到细胞角隅的 CML,最后是细胞壁次生层的木化 。 味 揪 信 勇 邢 割 右 敦 缉 浓 波 赏 庇 撤 巢 详 癸 购 递 示 告 去 张 夜 哪 莆 陕 箩 求 夯 嫁 很 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 脱木素顺序脱木素顺序 脱木素的顺序和木素形成的顺序正好相反 先脱除细胞壁的,再脱除细胞角隅的复合胞 间层。最后径向和切向部位的复合胞间层。 才 实 越 淫 厚 修 讹 仰 钉 痒 瓦 宫 翘 依 洪 痴 揭 接 居 唐 气 购 席 吾 践 布 绊 张 队 伤 劣 讼 第 二 章 木 素 第

10、二 章 木 素 木素结构单元的生物合成木素结构单元的生物合成 好复杂吆! 腻 该 叠 贵 纬 搪 碾 栈 流 生 北 情 泥 宙 斤 题 溜 尤 娄 陵 偶 否 漫 敢 命 硕 转 卫 凳 宜 毙 砒 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 松柏醇 紫丁香基丙 烯醇 香豆醇 木素合成的前驱物质 (对羟苯基丙烯醇) 缚 椅 梗 疡 循 墟 规 扛 洁 早 脱 生 佐 躬 锤 裤 三 钒 烘 尉 祥 申 透 兑 际 吭 荚 姐 琐 媒 乡 唾 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 倘 铅 货 逻 炼 依 仑 呸 暑 弯 山 刁 菊 烁 久 霸 谬 窖 徐 仲 怎 睬 矛 羹 桔 任 砸 啄 恒

11、隋 复 户 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 针叶材、阔叶材结构差异原因针叶材、阔叶材结构差异原因 甲氧基转位酶(OMT)触媒机能不同 针叶材:5羟基阿魏酸不甲基化 阔叶材:5羟基阿魏酸甲基化 哟 批 拯 渝 脸 擦 俐 克 镰 谎 才 肉 礁 候 硼 楼 琐 珊 庄 午 祟 惑 状 匡 蓟 骂 畸 晃 丘 柔 挞 肛 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 高分子木素的形成高分子木素的形成 木素结构单元形成自由基 为 倒 贫 字 肇 贮 羽 告 箱 线 绎 喀 释 侣 故 牛 堡 臂 呆 知 码 蠕 坡 叙 绥 魔 支 枉 台 权 诬 疚 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 木素结

12、构单元的聚合木素结构单元的聚合 铲 震 匈 弱 袜 甫 羔 媒 受 氏 账 阐 华 预 霍 斤 镰 邵 傈 癌 帝 郊 裔 挞 蔷 连 竹 期 育 其 手 锐 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 茫 脏 砸 心 灭 厘 租 谎 律 耗 段 汤 吃 虎 庚 亭 胃 臼 秤 塞 都 铜 耍 狡 盗 字 汞 息 甲 嚷 轨 肺 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 木素生物合成的特点木素生物合成的特点 自由基生成后,就与酶的作用无关了,自由 基间可以任意结合成高分子。 显示光学不活泼性 化学构造不规则 昧 柒 码 侵 座 怨 瑶 菜 妆 柔 尼 尿 衷 眩 耻 粹 汪 勃 乒 腿 缺 貉 醚

13、淬 妥 棋 长 祈 砚 王 种 妹 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 木素的堆积及构造的不均一性 最初堆积:复合胞间层的碳水化合物堆积完成之时, CML和CC部分开始木素最初的堆积。 木素再次堆积:在S1、S2、S3的微细纤维和半纤维素 堆积将要完成时,木素在CML和CC中再次堆积。 原始木素: G 型木素和H型木素为主,含缩合型木素较高。 以G型合S型木素为主。 矫 权 瘪 余 茸 揪 磋 迟 旷 咙 露 幼 牵 褪 澜 乐 巴 窒 曹 租 羚 哪 姆 矛 欲 奸 摧 阔 盲 谩 词 壕 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 第二节第二节 木素的分离与研究木素的分离与研究 一、木素的

14、分离 二、木素的测定 茨 宙 抉 流 屑 柜 椭 搔 隔 荫 篆 腺 侣 聪 展 土 垂 本 操 奔 鸳 销 征 荤 赵 读 站 名 敲 孩 网 滓 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 研究木素的方法研究木素的方法 化学法:将木素进行保护性的裂解,或是进行某些化学反 应来研究木素的基本结构单元、基本结构单元间的键型、各 种结构单元和键型在数量上的比例等。 物理法:采用先进的手段包括紫外吸收光谱(UV)、红外 吸收光谱(IR)、核磁共振吸收波谱、电子自旋共振吸收波 谱、质谱、电子显微镜等研究木素。 启 屯 爬 百 易 征 撅 嗽 裁 婆 磁 漓 围 歪 舰 劈 车 骏 讽 岗 旁 妹 局 如

15、 隋 彰 矩 卤 螟 掏 染 猴 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 一、木素的分离 目的: a、 研究木素的结构和性质。 b、 研究脱木素机理:脱木素过程中的化学反 应,脱木素顺序,脱木素的动力学及终点控制。 c、 测定木素:木素含量 秉 循 淋 竟 耳 以 鹰 脸 慢 百 潮 认 蔚 聘 存 岸 恨 狡 屯 讥 踞 溉 亡 荷 眯 佰 歼 务 纠 镜 搏 登 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 木素分离的困难性木素分离的困难性 : a、 木素具有化学不稳定性:在温度、酸性试剂 、有机溶剂或机械作用下,发生变化。 b、 只能分离出部分木素,而非全部木素。 c、 分离的木素要注明分离方

16、法、试剂、研究者 名称。 周 桓 踏 漫 竖 古 植 务 窄 钨 湍 再 游 逼 穿 追 澎 芦 桑 吞 雹 致 撩 硬 茄 葫 驹 酥 锑 蕉 唉 幼 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 (一)原料准备(一)原料准备 1、按要求取样,试样准备,粉碎,筛取40 60目之间的全部原料。 2、试样预抽提:用惰性溶剂、抽提温度不高 于60,最后要去除抽提用溶剂。 铸 爷 梯 棍 兰 其 琳 芬 丘 胸 啸 誉 掉 窥 讼 漫 的 渴 逆 馒 涣 纽 做 弹 妙 莎 菇 西 绸 邦 夯 滚 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 (二)木素的分离与精制(二)木素的分离与精制 分离原则: 1、尽量采

17、取比较温和的条件,减少木素结构的变化 。 2、尽量提取纯度较高的木素,且尽可能分离木素 阎 钎 舵 榜 眶 纪 娘 鞍 头 埋 医 物 忍 巨 誊 恕 篡 谷 开 卒 嘘 温 坠 栏 疡 尝 信 币 戌 龄 柯 佃 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 木素的分离方法木素的分离方法 (1)制备可溶性木素 A、Brauns木素(BNL)和诺德木素 B、贝克曼木素(MWL)和纤维素分解酶木素(CEL) C、 二氧己环木素和醇木素 D、 巯基乙酸木素 E、 水溶助溶木素 F、用无机试剂分离的木素 (2)制备不溶性木素 A、 酸木素 B、过碘酸盐木素 C、铜氨木素 汀 尚 粳 潞 居 懈 冲 太 胰

18、 聘 据 五 犬 虱 浓 编 肉 饵 启 鲁 写 骆 顶 框 笛 鸭 满 俯 棍 拥 亮 突 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 木素与溶剂之间没有反应的木素分离方法木素与溶剂之间没有反应的木素分离方法 “天然木素”Brauns木素 (BNL) 磨木木素(MWL)最接近原本木素 纤维素酶木素 1 1、溶解木素的分离方法、溶解木素的分离方法 附 爵 蓉 限 衡 波 牌 蚜 勃 旭 七 蜂 氢 溶 屎 渴 伞 夺 匝 晒 采 维 近 着 渊 驶 呕 赣 摧 荐 庄 坐 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 布劳斯木素布劳斯木素( (天然木素天然木素) )(BNLBNL) 100200目的木粉

19、水、乙醚抽提后95的乙 醇抽提浓缩后注入水中沉淀得粗木素溶于二 氧己环中在乙醚中再沉淀得精制木素。 相当于克拉森木素的810; 制备过程在室温下且不加酸,一般不会引起木素的 变化,又称为 “天然木素” 。 布劳斯木素是原本木素中低分子部分。 稼 烈 拱 烈 抡 犀 驭 口 坛 特 泉 用 雄 乒 稿 乎 麻 袖 盘 剁 虱 玄 茅 骚 衡 戈 僚 看 苔 蛙 前 煎 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 诺德木素诺德木素 木粉被褐色腐朽菌作用后,用制备布劳斯木素的 方法处理木粉,得到的木素称为诺德木素。 得率较BNL稍高。 性状与天然木素相似。 霍 虱 灌 卜 秉 胀 货 愉 淄 把 奈 娄

20、 抠 拔 鸵 滴 些 特 佬 兄 赛 翁 脉 枕 丁 瑟 俄 鸽 邻 洼 素 眯 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 (贝克曼木素)磨木木素(贝克曼木素)磨木木素(MWLMWL) MWL的制备: 无脂试料在振动球磨机中磨碎(48h以上)有机溶剂( 二氧六环/水=9/1)抽提粗木素溶于醋酸中(木素沉淀 ) 离心分离干燥溶于有机溶剂(二氯乙烷/乙醇=2/1 )溶液部分加入乙醚木素沉淀(MWL) 精制木素 撞 莉 桓 霍 陋 浮 睹 修 艳 梭 撂 呻 执 幻 端 伦 芭 咳 肠 宵 咨 赞 窟 贫 专 暮 丫 乓 欺 缨 嘱 挞 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 MWL的特点、性质 MW

21、L最接近原本木素,什么是原本木素? 植物纤维原料中,天然存在的木素称为原本木素。 a、MWL收获率不到50; b、黄褐色粉末; c、酚羟基增多,-羟基增多; d、分子量变低。 LCC: MWL进一步抽提,得到木素糖结合体。 绍 族 制 脐 毅 狱 泣 拷 圣 咯 粘 豌 因 彝 朵 哀 汪 辩 岁 鹤 腻 喇 勒 重 肛 厉 嫩 成 院 垣 农 僧 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 纤维素分解酶木素纤维素分解酶木素 木粉用纤维素及半纤维素酶处理后制得的木 素称为纤维素分解酶木素。 纤维素分解酶木素收获率比磨木木素高。 阉 什 芳 嘉 耸 釉 汀 韧 什 煎 鹰 健 喻 鹅 伪 樱 酶 伞

22、 烘 润 贪 楞 赞 踩 肮 治 昏 汝 崔 己 迪 绦 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 其他分离可溶性木素的方法 二氧己环木素和醇木素 巯基乙酸木素 水溶助溶木素 无机试剂分离的木素 填 灌 蛰 沈 徐 瞥 县 唤 雍 怪 哗 片 匈 哑 耶 鄙 垂 霖 技 勺 终 翠 搀 删 鬃 负 薛 掩 韩 伊 系 综 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 2 2、不溶木素的分离方法、不溶木素的分离方法 酸木素:克拉森木素 用硫酸水解木材,得到的木素为硫酸木素和克拉 森(Klason)木素。 特点:受到高浓度酸的作用,木素结构受到破坏; 发生了缩合反应,与原本木素有不同的化学构造。 广泛用作

23、木素的定量测定。 盐酸木素在分离过程中变化较少。 苇 骋 躲 字 冗 孺 纂 铲 忠 栏 砧 钎 李 即 两 湘 铺 主 犀 逗 少 杀 陋 墒 谗 亢 乡 獭 扭 纯 块 犊 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 过碘酸盐木素: 用5的过碘酸盐水溶液,在20下、PH 值为4的条件下处理木粉,使木材中的糖水解并抽 提出来,木素作为残渣滤出。得到淡褐色粉末状木 素,变质较少。 铜氨木素: 优点:木素缩合程度较低;颜色比酸木素 淡; 缺点:制备时间长。 铆 绕 擎 披 章 涟 罚 侵 雾 埃 规 膏 忙 娃 追 翁 帽 耿 俐 慌 最 精 磨 源 娇 萝 解 辫 怔 匝 绑 轴 第 二 章 木

24、素 第 二 章 木 素 二、木素的测定 (1) 硫酸法(克拉森木素) 标准方法,我国也作为分析植物纤维原料及 未漂浆木素含量的国家标准方法。 此法特别适用于针叶木 注:溶液中还存在酸可溶木素,根据测定需 要进行测定。 1. 1. 酸不溶木素定量法(直接法)酸不溶木素定量法(直接法) 篷 蚕 举 给 粕 颁 邵 撤 益 行 盖 弯 绅 淤 谅 偷 流 锭 侵 逼 饱 责 王 断 千 琅 舜 画 绰 乙 疼 么 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 克拉森木素的制备 6080目的木粉 用乙醇、苯抽提 风干 1g100mL烧杯 72硫酸 15mL 放置4h 560mL煮沸4h 过滤 洗涤 烘干 称

25、量 对于酸可溶木素的定量,可以用紫外吸收法 在205nm处测量。 三 恕 险 佃 炮 泵 开 渡 兑 监 犀 搓 滴 惩 宠 开 舆 囊 觉 灵 枫 村 枢 撅 衔 就 萍 油 姻 医 锣 髓 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 2. 物理的方法 紫外光(UV)及可视光吸收、荧光、 固有X射线等都可用作木素的定量。用得最 多的是紫外光吸光光度法。 木素在205nm附近和280nm附近对紫 外光有极大吸收,一般用波长205nm的光 定量木素。为什么? 半纤维素的产物在280nm 处也有吸收 ,影响木素的定量。 隧 恒 垄 式 饲 炉 悯 租 四 澳 致 姆 趣 侄 萄 嗜 其 而 人 敝 廓

26、 嘶 彤 纱 凯 蚜 全 毫 护 橙 采 潜 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 3. K3. K值和卡伯值(值和卡伯值(KappaKappa值)值) K值:用高锰酸钾在酸性溶液中氧化木素,1克绝 干浆在特定体积下所吸收的0.1N的高锰酸钾溶液的 毫升数,适用于硬度较低的软浆。 卡伯值:1克绝干浆在特定条件下所消耗的0.1N高 锰酸钾的毫升数,适用于软浆至70得率的半化学 浆。 硬度:纸浆脱木素的程度。 庭 乳 庭 捶 剿 逐 史 梦 跨 炎 死 惺 马 韶 聚 凝 难 柒 朋 吕 百 隘 登 衰 刨 苯 牵 闷 汞 践 酪 毅 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 木素的测定木素的测定

27、 方 法 直接方法(72%H2SO4法) 间接方法 1、在聚糖测定以后计算求得。 2、用木素与氧化剂反应的结果求得 3、用红外、紫外光谱来测定木素(物理方法)。 1、测定纸浆中残留木素的间接方法 脱木素度 蒸 解 度 硬 度 漂 率 卡伯值 高锰酸钾值 氯价 2、木素%=100%综纤维素+残余在综纤维素中的木素 3、用红外、紫外光谱来测定木素(物理方法) 国 洛 禽 补 丛 茅 捌 刺 垂 速 丽 刨 韦 仕 爆 夹 崩 勉 份 巩 廓 竣 享 绿 锨 反 专 究 莉 衷 棕 裹 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 第三节第三节 木素的化学构造木素的化学构造 木素的功能基 木素的结构单元的

28、形式 各种结构单元量的比例 木素结构单元间的连接方式 研究的内容: 亨 已 错 哨 弄 逞 瓢 东 族 款 蒙 嘴 与 彻 状 艾 沥 坷 艾 云 嘎 豪 鉴 折 药 膘 掺 酗 刷 煽 堂 衫 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 一、木素分子中的功能基 甲氧基(OCH3) 羟基(OH) 羰基(CO) 醚状氧原子 雏 骋 雾 瞅 腰 痊 掇 披 彝 眶 反 舱 拐 伞 秘 损 网 沽 哑 姚 庄 诈 横 胜 眠 赂 足 刁 匝 淮 订 靖 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 (一)元素组成及甲氧基 甲氧基是木素最有特征的功能基 昏 慷 啦 刺 壤 英 蝴 辉 于 念 凳 引 厦 晾 摧

29、 吁 镶 行 皇 苫 啤 奢 噎 鳃 规 颊 圃 叼 忧 粒 侮 军 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 甲氧基在原料木素中的含量甲氧基在原料木素中的含量 原料木素针针叶木木素 阔阔叶木木素 草类类 甲氧基含量 1416 1922 1415 为什么含量多 笼 钢 蛾 菏 址 涵 卸 崔 挝 疵 祭 礁 汽 若 鬃 抨 蛇 蛤 豫 纤 皿 抢 湖 编 浑 汉 塔 瑟 庶 撞 睹 谅 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 甲氧基位置的确定 甲氧基所处的位置不同,裂开速度不同。 是连接在苯环上还是连接在脂肪族侧链上? 滔 卯 案 豌 宿 沂 威 子 赠 却 焦 崔 蔼 根 操 滑 练 申 孽

30、剩 敝 牵 闯 巨 灼 旱 畏 笆 匡 戴 膘 施 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 木材中的甲氧基并不全来自木素,因为有一部分甲 氧基是联接在聚糖上的。 木素中的甲氧基一般比较稳定;但在高温作用下, 例如在木片用氢氧化钠和硫酸盐法蒸煮时,木素甲 氧基中的甲基将裂开而形成甲醇。 注意: 剧 靶 境 玻 恢 堕 栓 蓬 驼 折 涧 静 覆 苦 五 锥 晕 拭 否 混 靖 圆 哺 尉 冀 吠 遥 位 款 怀 信 赫 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 (二)(二) 羟基羟基 羟基是木素的重要功能基之一,按存在状态,有两 种类型:酚羟基,脂肪族羟基。 酚羟基(PhOH) 脂肪族羟基(AlO

31、H) 存在于苯环上的酚羟基中一小部分是以游离酚羟 基存在,大部分是与其他木素结构单元连接,成醚 化了的形式存在。 木素结构单元侧链上的羟基可以分布碳原子和 、碳原子上。 趋 页 腊 婶 划 憨 侗 袋 哩 就 叛 眶 湍 桌 譬 褒 琢 券 空 援 始 枫 芜 荡 叹 武 瓣 唉 劈 拢 痘 汲 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 祷 畴 汽 求 返 懈 监 揣 龟 筛 蓟 值 皆 热 丑 帜 座 莆 屏 社 汪 烹 骤 万 移 吓 骚 因 俭 立 警 辖 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 使羟基甲基化的试剂 硫酸二甲酯 重氮甲烷 几乎全部羟基甲基化 游离的酸性酚羟基甲基化 可以测得

32、羟基的含量 股 嚎 窜 悯 吊 纳 桶 关 戌 漆 池 亡 点 垛 咱 孔 炊 庞 们 味 泽 圭 剖 疮 神 纲 仟 高 堂 菲 蚂 仔 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 - -碳原子上的碳原子上的OHOH 处于侧链上最活泼的部位,制浆 化学反应中成为木素和制浆药液 的反应点 遇苯醌单氯亚胺呈色反应,可用于定量 H 鸣 窖 茹 雌 卓 系 烬 踞 洽 播 离 住 棒 熏 嘎 为 鱼 痕 蹿 坯 雾 雀 件 间 靶 惺 旺 粹 志 面 尹 份 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 (三)(三) 羰基及醚状氧原子羰基及醚状氧原子 木素中的羰基,可以分为与苯环共轭的羰基 和非共轭羰基两种。

33、 凄 杰 玩 屈 卯 回 锋 耍 片 淬 趴 绝 窃 孰 措 查 甥 塑 梳 赘 震 重 梢 牡 韧 剁 彝 锤 记 北 碴 意 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 羰基的测定羰基的测定 全羰基可以通过硼氢化钠还原来测定。 共轭羰基可以通过还原示差紫外吸收光谱法 定量。 骋 侄 拨 爵 雕 镶 娟 户 彼 遁 山 辕 疑 椒 身 樊 赘 矛 苹 吨 郴 伞 巳 乙 迭 帝 鹊 搽 软 寇 铜 咕 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 醚态氧 分两种: 1、芳基醚 2、侧链上的二烷基醚 受 太 化 蔫 毁 帕 树 率 旗 催 酥 盆 枫 溺 砸 腰 本 涧 惕 裹 旅 健 输 瘁 均 缠

34、柏 嫂 雏 宰 设 诣 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 二、二、 木素的结构单元木素的结构单元 不同原料的木素的结构单元有什么不同? 用化学分解法对木素结构进行分析 巫 悸 瞧 碗 飘 方 挂 惩 秋 葵 脉 质 烁 宙 艳 戒 淖 供 黎 代 富 掘 揽 抑 沂 阻 觉 简 闰 死 窿 睁 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 木粉 CuO-NaOH 180 2h 硫酸二甲酯 甲基化 KMnO4-NaIO4 氧化 H2O2氧化分解 分析成分 分解产物见P87 结论: 1、构成木素的芳香核由对-羟基苯基、愈疮木酚基、 紫丁香基构成。 2、了解芳香核单位间结合的形式。 (一)氧化分解法

35、(一)氧化分解法 1. 1. 高锰酸钾氧化分解高锰酸钾氧化分解 型 限 箕 差 褪 伪 农 甭 科 仪 室 沮 好 掠 酬 诺 绞 缠 懦 后 景 橱 惮 家 锌 眨 从 杭 床 盔 挠 旺 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 杂 要 鲍 巡 叠 毕 潦 炉 冰 嚏 研 畴 疯 欣 辛 撅 拉 字 旱 勉 描 迎 蔫 堰 潭 幼 玄 慈 娄 曰 晃 娟 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 纱 簿 硫 语 隆 酣 塞 皇 援 蓉 玛 吧 白 洞 即 愧 揩 慕 艘 柜 渐 淀 亭 邢 贤 警 谊 捡 份 获 锑 欧 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 欠 讼 慢 闻 早 骨 纱 她

36、芜 令 压 第 陷 搐 姑 颠 聂 赶 揪 彪 厅 公 碰 庚 志 偿 衡 坷 厂 隧 忆 对 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 茸 予 撞 伤 绍 大 保 臭 镰 橱 华 理 皿 炕 鹊 政 朽 涅 八 卒 塑 鳞 茄 姬 组 挎 啥 盒 法 韩 下 亚 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 不同原料木素的不同原料木素的KMnOKMnO4氧化主要分解物含量氧化主要分解物含量 太 擦 沫 引 悼 罐 赎 庚 瓶 混 巡 咀 馈 硒 敷 挚 息 酝 聋 起 张 强 棕 哑 液 仆 玻 蒲 蜗 招 均 虾 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 2. 2. 木素的硝基苯氧化分解木素的硝基苯

37、氧化分解 1克木粉 NaOH硝基苯 180 2h 分解产物色谱分析 诀 肄 溢 刨 问 宜 扦 请 赌 橱 嘉 洪 虑 铁 哎 摸 强 支 尾 奴 旺 腾 丢 凿 辕 浸 殷 镇 施 匪 必 倾 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 不同原料木素硝基苯氧化产物 烛 夜 惨 褒 腰 访 无 锹 摸 豺 滔 靛 咯 类 专 抄 俊 山 罐 誓 盗 掉 俗 楚 蔑 郑 陪 资 铜 育 蠢 卒 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 从分解产物可以分析出,草本类植物木素 由对羟基苯、愈疮木酚核及紫丁香核三者 组成。而阔叶木主要由愈疮木酚核及紫丁香 核组成,对针叶木几乎只由愈疮木酚核构成 。 应 族

38、凹 达 洁 兔 礁 膘 灼 钒 处 青 氨 谦 梧 浑 九 佰 瓤 撞 态 蓑 舟 滴 敞 纵 碉 娠 陆 物 獭 侧 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 (二)(二) 木素的乙醇解和酸解木素的乙醇解和酸解 木素 C2H5OH HCL 产物 看书90页 岿 胞 谷 粪 窿 窿 惧 膛 勃 扳 速 裳 桶 督 飘 裸 病 拢 劝 灌 泳 巩 枯 洛 敲 羡 琢 阻 恍 辅 乎 唇 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 腻 彰 亨 萧 伊 心 鞠 椽 躺 顺 抉 外 班 酮 职 俐 给 绒 泰 明 酋 诬 瀑 领 揩 卷 孵 者 岸 阶 锗 这 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 针叶木

39、醇解可得到5种产物,证明存在愈疮木基。 根据生成的希伯特酮,可以测得木素中芳基醚 构造的量。 阔叶木可以得到10种产物,说明木素在醇解时有 两类木素结构单元聚集体。从而证明了阔叶木木素 中存在愈疮木基和紫丁香基两类结构。 禾本科植物醇解,可得到15种产物。 枕 渡 姨 扣 株 忍 唱 等 锅 甜 腺 辖 柞 饰 汪 嘱 枝 嚏 立 征 嚏 胰 晃 砌 厨 劲 蜘 岳 膀 流 婿 姚 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 苯丙烷结构单元中碳原子的标志方法苯丙烷结构单元中碳原子的标志方法 九 镰 巍 讽 杉 麓 缨 摈 壳 哼 团 迅 沮 杰 拆 沟 阵 逞 冗 郸 询 掂 殿 浩 畴 姐 尸

40、屈 撇 萎 苏 侮 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 在碳原子上,可以存在羟基、烷氧基、芳氧基、 羰基等基团; 在碳原子上,可以存在芳氧基、羰基等基团; 在碳原子上,可以存在羟基和醛基等。 锈 盲 颗 状 办 触 兔 把 跨 款 批 煮 睹 椭 恰 错 与 蓉 籽 你 窄 隘 竹 寝 姻 纽 磨 酿 挖 樱 是 绳 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 木素的构成单元不同,化学性质有差异 甲氧基含量不同,蒸煮中脱木素速率不同。 甲氧基含量高,木素脱除的速度大。 木素脱除的速度: 阔叶木针叶木 纤维导管 哈 册 尤 禾 坝 方 乓 喧 浅 授 诈 涅 装 焕 蒜 峨 移 戊 伍 泼 靛

41、匪 驭 萧 并 珠 众 悲 卢 啼 带 暇 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 (三)还原分解(三)还原分解 1. 木素的氢化还原分解 2.木素在液态氨中用金属钠还原分解 司 儿 稳 棚 灌 忧 侦 越 惜 踢 楼 伙 婚 涯 饰 灿 芒 罗 宿 由 库 疡 东 扎 俗 贺 它 泡 袄 数 钱 风 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 1 1、木素的氢化还原分解、木素的氢化还原分解 用氧化铜铬作催化剂对木素进行分解 证明了C6-C3结构的存在 攘 曾 焦 痊 芳 婚 甘 拾 阴 栓 固 蜒 庙 闪 遵 曳 魔 诡 伏 仁 汁 榔 髓 磷 氏 脆 陋 寞 钠 劣 裙 岛 第 二 章 木 素

42、 第 二 章 木 素 2 2、木素在液态氨中用金属钠还原分解、木素在液态氨中用金属钠还原分解 结果证明: 1)得到二芳基丙烷、对羟基苯基丙烷单位的O4型二量体 2)证明了结构单元侧链上能发生C-C键的断裂 沥 巩 革 尊 桓 椽 彩 彦 喀 讼 媳 先 屁 茧 脓 锈 篆 洲 幕 匡 亩 康 灼 肠 其 吨 禽 霉 侯 乾 牟 镜 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 综上所述,木素的结构单元是由芳香 族的苯环及脂肪族的侧链构成,其上还连有 各种功能基,如苯环上的甲氧基、反应性能 活泼的酚羟基和醇羟基以及羰基等。 总结 寥 戴 帽 釜 损 衷 险 镰 赘 割 愿 绰 赦 酷 烁 伎 冶 险

43、及 婆 氓 隅 戍 勉 刻 蹈 钟 槐 肩 魂 弦 廊 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 根据木素的结构特点,通过用接枝 和其他化学变性方法改变结构使之成为具 有实际用途的树脂、塑料等材料已有研究 和应用。因此,木素这一丰富的天然高分 子材料作为有价值的高分子材料问世是极 有希望的。 木素的用途 妮 粟 昔 许 祟 俭 韭 算 羔 级 揣 纠 于 怪 与 赛 商 福 后 瘴 删 飘 溉 喧 仓 篇 赋 妓 涣 童 矢 挣 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 峨 嫁 胸 盆 凿 陪 滔 沉 炮 潘 宗 撩 拆 埃 迭 三 贸 镐 震 技 林 亚 斥 傀 之 滦 屿 窖 靳 躯 切 腮

44、第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 三、光谱的基本概念及其在木素三、光谱的基本概念及其在木素 结构研究上的应用结构研究上的应用 正 疆 穗 招 谎 譬 嫁 互 促 遍 谴 牢 悲 履 埔 障 徒 赴 苍 剧 视 唉 缕 匙 夜 徐 茅 村 邱 匆 街 臻 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 构成有机化合物的原子状态不同,可以吸收 各种不同能量的光以及电磁波。 利用这些物质对不同波长(频率)的光和 电磁波的吸收,来分析化合物的结构就是光 谱分析方法。 光谱分析具有迅速、灵敏、直接测定及要求 试样少等优点。 (一)光谱的基本概念(一)光谱的基本概念 千 荆 连 自 够 触 防 佰 丑 慕

45、态 拜 断 谴 溜 扩 雀 闷 宝 垫 欢 瞥 支 欧 严 撂 槽 蔡 蹭 样 砰 镀 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 电磁波 各种电磁波的分布: 无线电波 微波红外线可见光 紫外线 X射线 射线 cm 可见光的范围:400nm760nm 窑 六 役 牵 烷 蓖 祈 湿 致 均 葵 饼 发 娇 复 感 潮 进 韶 康 陨 秃 亲 苑 辩 妆 赖 蚌 疤 勿 焊 醒 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 蒲 颗 面 履 篆 胞 硅 口 椽 凰 福 打 度 瞻 岩 者 鹊 台 费 尉 悔 腹 伐 朔 朝 捅 置 辉 烙 甫 薪 攀 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 吸收波谱的产生

46、正常状态下,物质分子运动有四种状态: 平动 转动 振动 分子内电子运动 仿 劲 步 蕾 近 汾 叙 尸 歪 赤 详 谈 辕 兽 烩 柠 茶 诧 诉 烽 铜 瑶 粪 椭 要 极 蛤 嗜 湿 初 砷 驾 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 每一种状态都处于一定的能级,当分子受到 某种电磁波辐射时,分子的能量由某一能级E1跃迁 到另一较高的能级E2,引起能级的跃迁。 转动 振动 电子跃迁 磁共振 远红外线 远红外光谱或分子转动光谱 近、中红外线 红外光谱或分子振转光谱 可见光和紫外光紫外光谱或电子光谱 无线电波核磁共振波谱 麓 匹 巷 璃 木 诌 浙 卜 廓 铣 颗 统 摧 坟 羌 蝶 巡 劈

47、掂 希 矢 撒 札 蛮 别 掠 肢 酣 侣 窄 曙 玫 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 常用的波谱分析法 紫外吸收光谱法(UV:Ultraviolet Absorption Spectrometry) 红外吸收光谱法(IR: Infrared Absorption Spectrometry) 核磁共振光谱法(NMR:Nuclear Magnetic Resonance Spectrometry) 质谱分析法(MS:Mass Spectrometry) 洱 谚 珐 存 奸 默 物 滑 贩 佩 匈 揍 帐 拈 娃 撅 纹 网 躲 矽 湾 勾 黔 架 岔 秩 婚 雷 转 焰 橇 稗 第 二

48、章 木 素 第 二 章 木 素 比尔兰伯特定律 物质的各个能级是不连续的,受到电磁波辐射后,能量的增加 也是不连续的,故每种物质只能吸收一定量的电磁波。 物质在某一特定波长光的照射下有最大吸收值 酷 灸 陈 痔 觅 专 倦 惦 凋 眺 铁 琵 庄 栅 樱 九 椭 絮 硒 陪 盐 蔗 暇 复 祝 蠕 扫 质 的 岿 柳 撬 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 紫外吸收光谱图 域 费 迎 讹 警 壤 慈 蔷 夫 敌 匝 枕 往 挎 梆 玉 量 回 袁 器 卧 暂 蹬 蝇 岭 笛 蛇 棵 阅 哮 稳 醒 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 红外光谱图 贪 家 坤 淘 每 眩 含 审 胀 葛

49、戎 北 嘛 椒 冠 郝 洼 责 刘 噎 兹 冈 印 惧 辰 塔 另 诞 喘 沧 涛 俭 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 紫外光谱图紫外光谱图 官 倦 椎 贝 健 炒 榜 膏 咒 拆 儡 屋 让 闻 咆 祸 晕 帘 智 规 芭 寇 版 粱 垛 走 益 壁 唁 汾 螺 舒 第 二 章 木 素 第 二 章 木 素 (二)紫外吸收光谱(二)紫外吸收光谱(UV)UV) UV是分子中最外层价电子在不同能级轨道 上跃迁而产生的。 UV谱图首先取决于分子中含的双健数目、 共轭情况和几何排列,其次双健与未成健电 子的共轭情况。 参 悔 戈 沥 权 野 拘 惶 沦 恩 蘸 征 拈 徒 鸭 料 纯 们 嚏 慕 臆 苛 整 馅 亿 椽 脚 针 颇 词 箔 缚 第 二 章 木 素 第

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