五讲木质素课件.ppt

五讲木质素;Content;1 木素概述;1 木素概述;1 木素概述;亚硫酸盐制浆法;硫酸盐制浆法;1.1 木素分类及分布;木素的分类;1.1 木素分类及分布;1.1 木素分类及分布;1.2 木素的生物合成途径;芥子气;1.2 木素的生物合成途径;Ra+Rd;研究认为，在植物细胞壁中，木素高分子的形成阶段，主要是向已经堆积木素的生长末端依次供给木素单元，不断地结合下去，形成木素大分子结构。也可以与已经形成的纤维素与半纤维素结合形成亚甲基醌加成的碳水化合物。这样也就形成了木素与纤维素或者半纤维素之间的结合。由于这一过程是在酶的催化作用下形成的，这种极为特殊的生物过程，带来了化学结构的不规则性。使得不同树种之间的木素有不同的结构。;2 木素的分离与精制;2.1 天然木素的提取;用有机溶剂抽提后的试样 ;2.2 木素作为不溶残渣而分离的方法;木素是非常复杂的天然聚合物，其化学结构与纤维素???蛋白质相比，缺少重复单元间的规律性和有序性。 研究表明，木素是木素的结构单元（木素的先驱体）按照连续脱氢聚合作用机理，用几种形式相互无规则地连接起来，形成一个三维网状的聚酚化合物。因此它不能象纤维素等有规则天然聚合物可用化学式来表示，木素的结构是一种物质的结构的模型，是按测定结果平均出来的假定分子结构。这些测定包括：元素组成、结构单元和比例、官能团、连接方式，从而推得结构模型。 ;3.4.4 木质素结构单元间的联接;3.1 木素的元素组成;3.2 官能团;3.2 官能团;3.3 木素与糖类连接;3.4 木素的结构模型;3.4.1 木质素中的官能团存在方式;苯丙烷结构单元中碳原子的标志方法 ; 木质素结构中存在较多的羟基，是木质素的重要官能团之一，对木质素的物理性质和化学性质都有很大的影响。 木质素中羟基主要有两种存在方式：醇羟基和酚羟基(缩合型70%); 木质素结构中的羰基位于侧链上，分为两类： 共轭的羰基；非共轭的羰基;3.4.4 木质素结构单元间的联接;4 木素的物理性质 ;4.1 一般物理性质;4.2 热性质;4.3 木素的摩尔氏反应与木材的颜色;5 木素的化学性质;5.1 木质素的显色反应;木质素与酚类及芳胺的显色反应;显色剂;5.2 氧化;硝基苯氧化;高锰酸钾???化;过氧化氢氧化; 侧链的反应：改变侧链上有色的共轭结构，变有色基团为无色基团。;次氯酸盐的氧化;二氧化氯的氧化;5.3 还原;5.4 水解;酚型α-芳基醚的水解;非酚型α-芳基醚的水解;酚型β-芳基醚的水解;非酚型β-芳基醚的水解;5.5 光解;5.6 生物降解;大部分真菌除产生LiP和MnP外，还能产生漆酶。漆酶是含铜的氧化酶，分为漆树漆酶和真菌漆酶2类。作为一种多酚氧化酶，它在分子氧存在时能使羟基脱去质子形成酚氧阴离子，引起木质素酚型结构单元侧链断裂，包括C－C键、脱甲氧基、脱羟基等，铜在其中起决定作用，漆酶降解木质素不需要H2O2 参与，因此有一定的优越性。但漆酶由于其氧化还原电位较低，不能氧化占木质素含量90%的非酚型木质素，只能氧化木质素的酚型结构单元。但在低分子物质作为介质时，漆酶也可以氧化非酚型结构的木质素。;5.7 乙酰化;5.8 磺化;5.9 缩合 ;缩合; 木质素与异氰酸酯类的缩合反应（羟基的活性，酚羟基和醇羟基）;5.10 木质素的Mannich反应;5.11 芳香核取代反应;6 木质素的应用; 目前在国外利用木质素生产的产品很多，我国近年来将木质素经过改性，使其在农林、石油、冶金、染料、水泥和混凝土工业及高分子材料，工业上的应用已取得了较好的经济效益和社会效益。;染料分散剂; 在诸多的木质素技术开发中，木质素作为木材胶粘剂的潜力最大。 木质素的结构单元上既含有可用作酚与醛反应的基团，又含有可用作醛与尿素反应的基团，因此，如果将木质素进入木材工业胶黏剂中，则既可以节约甲醛，又可以节约尿素。 ;木质素在胶黏剂中的应用方式有两种： 一是木质素本身作为胶粘剂； 二是木质素对传统树脂进行共混改性 木质素-脲醛树脂胶粘剂 木质素-三聚氰胺树脂胶粘剂 木质素-酚醛树脂胶粘剂 ;6.1 木质素自身胶合;2.6.1 木质素—脲醛树脂胶粘剂;6.3 木质素—三聚氰胺甲醛树脂;6.4 木质素-酚醛树脂胶粘剂; 木素结构单元上既有酚羟基又有醛基，因此在合成木素-酚醛树脂时，木素既可在碱性条件下作为酚与甲醛反应，又可在酸性条件下作为醛与苯酚反应，即可节约甲醛，又可节约苯酚。是一种极具前途的酚醛树脂替代原料。;思考题;Thank you!