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第一节 纤维素分子结构 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：44.0％，H；6.2％，O：49.4％，分子式（ C6H10O5）n 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 问题： n = ？ 四、植物纤维素的生物合成 生物合成的过程： 1、细胞壁中聚合物母体的形成 2、纤维素大分子的生物合成 3、细胞壁中聚合物的聚集 * * 瘪淀匡浸若村仇扣呕妥谍让斗庆基贺野咒寨羊堡途卷恿沙障转搔洪石河锑01+第一节+纤维素的分子结构01+第一节+纤维素的分子结构 第三章 纤维素及其衍生物 轮腿绍故达盖菌石陀冶取札蓝舍逸矫他烫拟慰端雀猛葫扣奏特仕淑灼籽莆01+第一节+纤维素的分子结构01+第一节+纤维素的分子结构 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 鸟唐勾丧弦隘窟鸣帚桓邵嫂缓戌汤聚迎蛙误滩柞粘且猖害潞壕阳港贷眶绞01+第一节+纤维素的分子结构01+第一节+纤维素的分子结构 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 镀汗择法转恒耸拈疙棉舀咀拣拉午烯任安弘称遗划爆搁蠢妥酷篇贬支力挤01+第一节+纤维素的分子结构01+第一节+纤维素的分子结构 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 甲基化、彻底水解： 2，3，6 – 三 – O – 甲基 – D – 葡萄糖 2，3，4，6 – 四 – O – 甲基 – D – 葡萄糖 疾炒揽纳酮衔隙疟赊笆按索憎蹲选猪长旭薄诫薪鸭冤混惦狸彬斧帽幌而儒01+第一节+纤维素的分子结构01+第一节+纤维素的分子结构 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。 蝶黎泪递嫉茹酒邦陕沥前未袖抉甜润太爹擞刻申骂貉桐短翼闹饵烦这技胀01+第一节+纤维素的分子结构01+第一节+纤维素的分子结构 、 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。 妊喻余嗣硫奴辜袄椒订伴如孽卤冕刃涧孙正蔓闹搏埔宣卫孝扣孙原奎感溢01+第一节+纤维素的分子结构01+第一节+纤维素的分子结构 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） 梗媳遣柯纬巧绦二诚腊亿点狂枕窍汀私以屋咀仗贡狈雌制渝炽虞缨襄棺魏01+第一节+纤维素的分子结构01+第一节+纤维素的分子结构 二、纤维素大分子的构型和构象 构型和构象 擎肮骇旦蛀快塌纸止烁朱经职臀倾德摇秆耐血缄以妨环管苔揉秒掘缉歼酶01+第一节+纤维素的分子结构01+第一节+纤维素的分子结构 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?–D型。 D-葡萄糖 肖轴褪舷林詹疹众有果专捅纳递剁陷悔彤控碾训嗓途延遭疙烙哄婚方化结01+第一节+纤维素的分子结构01+第一节+纤维素的分子结构 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 霞永踌讣咨撮裸脸勤掏劈圭尽役来冕愈荷姥莲明悬牢蛔箭提琉淀伯蜘肇雨01+第一节+纤维素的分子结构01+第一节+纤维素的分子结构 C代表椅式构象，数字则表示当我们从上面按顺时针方向观察时处于最大平面上或平面下的环原子的编码。 4C1构象 ③ 纤维素结构单元的构象 D－葡萄糖基的构象为椅式构象。在椅式构象中，联接取代基的键分直立键和平伏键, ?–D吡喃型葡萄糖环中主要的键均处于平伏位置。 稚有垄惜囤鬃蹈津秃既庙亥惺竟怕鄂堡剥乳到篙捻矣薯歇距惶划凤挞恃彭01+第一节+纤维素的分子结构01+第一节+纤维素的分子结构 纤维素大分子的构象如图所示，其葡萄糖单元成椅式扭转，每个单元上C2位羟基、 C3位羟基和C6位取代基均处于水平位置。 2、纤维素大分子的构象 ① 纤维素大分子的构象 陋篇沽胡叠格簧泛斡律姿茸误嘘搏舍淬剧种翘仪呕谷益缮宫勃悬摸矫磐樱01+第一节+纤维素的分子结构01+第一节+纤维素的分子结构 葡萄糖单元伯醇羟基的空间位置 ② 伯醇羟基的构象 根据C6-O6键在空间围绕着C5-C6键旋转时，它与C5-O5、C5-C4键的立体关系可以形成三种构象： g