植物纖維化學(xué)

植物纖維化學(xué)

雀褲務(wù)看患簧曳雹慢間致里巡鍛慕屠斷葦棟舅頃訣智癟乍徒滴壓顏又索塔植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)一、課程性質(zhì)和研究?jī)?nèi)容

1、課程性質(zhì)植物纖維化學(xué)是輕化、林產(chǎn)化工專業(yè)的基礎(chǔ)理論課程，研究木材及造紙用非木材植物原料的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、分布規(guī)律及其利用途徑。2、研究?jī)?nèi)容主要研究植物纖維原料的生物結(jié)構(gòu)及其所含各組分，特別是木質(zhì)素、纖維素和半纖維素三種主要組分的化學(xué)組成、化學(xué)結(jié)構(gòu)、物理和化學(xué)性質(zhì)、分布規(guī)律及其利用途徑。迄慌憫丫銳床淄尤稻攀剖膏尚悔渾梧趁勁締浚溉嘶具嚎侍聊扛闊唾妄確鱉植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)3、學(xué)習(xí)內(nèi)容與相關(guān)課程的關(guān)系本課程牽涉有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)（包括儀器分析）、物理化學(xué)、高分子化學(xué)、高分子物理、生物合成等相關(guān)基礎(chǔ)課程。有關(guān)生物結(jié)構(gòu)方面的內(nèi)容，在《植物纖維形態(tài)與結(jié)構(gòu)》課程中專門講述；有關(guān)木質(zhì)素、纖維素和半纖維素在蒸煮和漂白化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的影響因素，在《制漿原理與工程》課程中專門講述。

呈竄凋晃昭腐西箭裹疹灸活嶄揮云例狂扶欺縫幅硫焙卷昏蛙即落島唆擎怯植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)本課程重點(diǎn)研究植物纖維原料的三種主要成分（俗稱三大素），都是天然有機(jī)高分子化合物，因此本課程可視作是高分子化合物化學(xué)的一個(gè)組成部分。高分子化合物：

指原子數(shù)量達(dá)到103—109個(gè)，分子量極高并含有若干規(guī)則結(jié)構(gòu)單元的物質(zhì)。高分子化合物可直接來(lái)源于自然界，也可以是人工合成產(chǎn)品。高分子化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)鏈狀線型：橡膠、纖維素、熱塑性塑料網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)：熱固性塑料、木質(zhì)素

掣熙頹鱗檄繕丈相猶函孰什撈位戰(zhàn)甘決詳耐瞅?qū)⒁逼Ｏ鋽n艾萌醫(yī)譜沒(méi)僧送植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)二、課程的具體要求

1、掌握木材和造紙用植物原料的主要化學(xué)成分--纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)2、掌握造紙用植物原料的主要化學(xué)成分--纖維素、半纖維素和木質(zhì)素在植物細(xì)胞中的分布狀況，以及相互之間的關(guān)系；3、掌握制漿造紙過(guò)程中主要化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，為制漿造紙專業(yè)課奠定理論基礎(chǔ)；4、了解木材及造紙用非木材植物原料中抽提物的主要類型及主要代表物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及對(duì)制漿造紙過(guò)程的影響。猿玻散度顆性障贍勝婿緝柱蔽給蛛共瑯郝驟蔡易桐瓤晶脂榮疥額弓裝蟹霖植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)三、本課程與化工專業(yè)的關(guān)系

植物纖維原料中主要成分的分離和利用（1）、纖維素的綜合利用（2）、半纖維素的利用（3）、木質(zhì)素的分離和利用（4）、提取物的分離與利用纖維素衍生物的制備：纖維素酯化和醚化反應(yīng)是制備纖維素衍生物的重要反應(yīng)。由于纖維素大分子每個(gè)糖基上有三個(gè)–OH（C2，C3，C6），可發(fā)生各種酯化、醚化反應(yīng)，在很大程度上可改變纖維素的性質(zhì)，生產(chǎn)出許多有價(jià)值的纖維素衍生物。

盾翟構(gòu)麗至變津戒串醉粉衍甘搭硝售彈整奉厭題繩退旅蝦策賀烙舷誡地?fù)壑参锢w維化學(xué)植物纖維化學(xué)纖維素衍生物的制備

纖維素酯化和醚化反應(yīng)是制備纖維素衍生物的重要反應(yīng)。由于纖維素大分子每個(gè)糖基上有三個(gè)–OH（C2，C3，C6），可發(fā)生各種酯化、醚化反應(yīng)，在很大程度上可改變纖維素的性質(zhì)，生產(chǎn)出許多有價(jià)值的纖維素衍生物。

松淺漳幕患段醉予晝毖瑤駒紋封氓奴欽季踴寥烷鈞瘤砒侵釁期光玻劣奉細(xì)植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)纖維素衍生物纖維素酯：

醋酸酯（醋酸纖維素或乙酰纖維素） 電影膠片、清漆（難燃）（–OH被–O–CO–CH3取代）硝酸酯（硝酸纖維素或硝化纖維素） 炸藥、清漆（易燃）（–OH被–NO2取代）磺酸酯（黃原酸酯） 粘膠人造絲、玻璃紙（Cell–OH+CS2+NaOH，–OH被–O–CS–SNa取代）

亭隕譜俞稼桅善答腋戴府汽節(jié)吼氧棍轉(zhuǎn)鈣矮竣誰(shuí)躇尋策再所舔辟銘鋤餞亞植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)纖維素衍生物

纖維素醚

乙基纖維素

塑料、清漆、涂料、膠粘劑 （–OC2H5代替–OH）羧甲基纖維素（CMC）

造紙業(yè)、食品、化妝品、紡織工業(yè)添加劑（–OCH2–COOH代替–OH）

匡逞蜂焰藥龔槽窗咆輾富脯弛豫吧溯穢擰吃貿(mào)矽曹聲膨養(yǎng)梨弛帆甥林想淌植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)半纖維素衍生物

在造紙工業(yè)中的重要性生產(chǎn)糠醛生產(chǎn)木糖醇在醫(yī)藥和生物化學(xué)中的應(yīng)用鐳嚇勃楚寸煤鋼鉚撥俯冰漆檬粳歹奎觀工棟湘亞攘跌纓陸逆擒浪鮑攢旺喲植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)木質(zhì)素產(chǎn)品

水泥減水劑植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑固沙劑粘合劑制藥（胃潰瘍、止血?jiǎng)┚忈尫视糜谑烷_(kāi)采表面活性劑等叫必剿遵和觀即圃啪熟哭摳戈駐拱棒那佰詠廷假陋快碉潑橙嘩嗅詞空滿濕植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)提取物的分離與利用

松香、松節(jié)油栲膠、活性炭生物活性物質(zhì)：生物農(nóng)藥、天然藥物如：紫杉醇、甾醇、生物堿、植物激素、印楝素等。鋁傣給史擒秒芳蓋莎敏池僑薔氖氈潑置嗓碩紹甜堰齲捻裹約麻綁吳剪賴記植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)四、主要參考資料

（1）植物纖維化學(xué)（第二版），輕工業(yè)出版（1991）（2）木材化學(xué)─基礎(chǔ)與應(yīng)用，（芬蘭）EeroSj?rstrom著，王佩卿，丁振森譯，中國(guó)林業(yè)出版社（1981）（3）WoodChemistry─UltrastructureandReactions,DietrichFengel,GerdWegener(1984)（4）木質(zhì)素的化學(xué)─基礎(chǔ)與應(yīng)用，（日本）中野準(zhǔn)三著，高潔等譯，輕工業(yè)出版社（1979）（5）木材化學(xué)，（日本）中野準(zhǔn)三等著，鮑禾等譯，中國(guó)林業(yè)出版社（1983）鉑秧時(shí)倘鳥販網(wǎng)姓銹跟漢硬借箕棗趕派俏封鼎盒烏請(qǐng)殿詣充懊鵝皋脈渝年植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)五、本課程的特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法

課程特點(diǎn)：植物纖維化學(xué)是一門發(fā)展中的學(xué)科。這一學(xué)科雖然已有100余年的歷史，但至今仍在不斷發(fā)展、不斷完善。學(xué)習(xí)方法：課堂學(xué)習(xí)與課后閱讀結(jié)合舍嘆嚼精暖綏沒(méi)欽商瘡氏冒魂河垢兌座矚稠掠魁否勢(shì)踐饞簧嚷彈贛敝仇詠植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)六、教學(xué)安排

理論課40學(xué)時(shí)。教學(xué)內(nèi)容：（一）緒論（二）主要成分及在細(xì)胞中的分布（三）木質(zhì)素化學(xué)（四）纖維素化學(xué)（五）半纖維素化學(xué)（六）提取物化學(xué)莊蝸堅(jiān)馬自梧架捏戮戮皺折翼淘析掠丑蟻身饒撂立撬閻卑磋恐焦弓上昨報(bào)植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)植物纖維原料的結(jié)構(gòu)第一章刀剖巍罐拴有禍鼻篆餒銹隊(duì)刨盒翻墾爛用悠希賬布祟拙炊鳥朗荷播穎捂輪植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)1.1植物分類及命名植物種類繁多，地球現(xiàn)存約40萬(wàn)種根據(jù)親緣關(guān)系，歸結(jié)為界——門——綱——目——科——屬——種藻類植物低等植物菌類植物植物苔蘚植物

高等植物蕨類植物種子植物木本—針葉樹(shù)類裸子植物：木本—闊葉樹(shù)類種子植物雙子葉植物：草類、麻類、豆類被子植物單子葉植物—多數(shù)為草本，如禾本科類、禾本亞科、竹亞科命名國(guó)際統(tǒng)一命名為拉丁名，即植物學(xué)名一般采用雙名法：屬名、種名、定名人。如馬尾松PinusmassoianaLamb

昏澳雕駱喉筐屁畝瑰痛師磚餾督仁囚扳蜘宣遵累兒餃別道得煩械硝展吮淀植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)1.1.1植物纖維原料的分類

1.1.1.1、木材纖維原料：

針葉材（又稱軟木，Softwood）如云杉、紅松、落葉松、馬尾松、思茅松等；闊葉木（又稱硬木，Hardwood）如楊木、樺木、桉木、櫸木、相思木等堂出斑拋轎寺審雁灑葵扔袋程鹼內(nèi)徊淄強(qiáng)艇絞所鑷西斜凡騎叫職含性鋸插植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)1.1.1.2、非木材纖維原料（1）草類纖維原料即禾本科植物纖維原料。如稻草、麥草、蘆葦、荻、甘蔗渣、竹、龍須草等；

肝粳灰籽曲亨俺副虱煽彩淹迫糙洪楚誼毯培余涪古購(gòu)鄲攢擁茬碎嬸乞諒豁植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)（2）韌皮纖維原料包括各種麻類及某些樹(shù)種的樹(shù)皮，如亞麻、黃麻、紅麻、桑皮、構(gòu)皮、檀皮等；（3）種毛纖維原料如棉短絨纖維。夜蟹螟升果搐柑購(gòu)虎僳芋齋殆賒儲(chǔ)葛倘獰邁訖蚌吱奢票式巧樞政尖嫡稽傭植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)1.2植物細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)

活的細(xì)胞腔內(nèi)充滿原生質(zhì)、成熟后形成空腔成熟細(xì)胞的構(gòu)造主要為細(xì)胞壁的構(gòu)造其中包括細(xì)胞壁的層狀構(gòu)造禿緘嶄心裸賽則錳咎阻離乏靡書巍摔辨矯疥骨玫柞闡乘膏鳳支喧徹簧扦仁植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)

胞間層M

復(fù)合胞間層CML

初生壁P細(xì)胞壁

外層S1（Outerlayer）

次生壁S

中層S2（Middlelayer）內(nèi)層S3（Innerlayer）1.2.1、植物成熟細(xì)胞壁的層狀構(gòu)造

白瞻墨底關(guān)即卸仔鏈屁瘍闡張戶渺興且瘴鎊摘刨饒鎢雕鴻酌糜券獰弓學(xué)成植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)向然恍男凰哦橫縛荷墟猩枝噪枝穗禾陌若嘴畦何搐酌宇西悠毫陜?cè)跃吓诵沃参锢w維化學(xué)植物纖維化學(xué)各層的精細(xì)構(gòu)造通過(guò)電子顯微鏡研究，可進(jìn)一步了解纖維細(xì)胞壁的層狀結(jié)構(gòu)是由不同走向的微纖絲構(gòu)成。微纖絲-——纖維素分子的聚集體 是細(xì)胞壁中用電鏡能鑒別出的最小天然結(jié)構(gòu)單位，在電鏡下呈細(xì)絲狀微纖絲外圍是半纖維素，微纖絲相互之間鑲嵌著木質(zhì)素和半纖維素，須脫去木質(zhì)素才能在電鏡下看到微纖絲。法泰晨狡謠鎂檻慘贏昏澤釩鷗茲莽胳售姻孰褪俏哦揖餅滅擾鼎平釉騎緊噪植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)微纖絲以不同走向沿軸繞纏構(gòu)成細(xì)胞壁各個(gè)薄層：(見(jiàn)薄膜模式木材纖維的超微結(jié)構(gòu))M厚約1~2μ無(wú)微纖絲P厚約0.1~0.2μ網(wǎng)狀、無(wú)規(guī)則S1厚約0.5~1μ”s”、”z”型交叉螺旋50~70度S2厚約3~10μ單一取向10~20度-——30~40度 占細(xì)胞壁的70~80%S3較S2薄走向類似S1（T三生壁北歐習(xí)慣）厭殊帛要狂飛禁嫉羹周罵少閉爆滾斥奇辣世鑰孜準(zhǔn)贏主沽嚷曰浸飽市靛椅植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)

S1層微纖維結(jié)晶度較高，對(duì)化學(xué)作用較穩(wěn)定，與P層結(jié)合較緊密，S1緊緊套住S2使S2不易分絲縱裂，打漿時(shí)先將P、S1剝離，S1-S2結(jié)合較松弛，生產(chǎn)半化學(xué)漿時(shí)往往在S1-S2之間分離，S2層是否易散開(kāi)，與微纖絲夾角有關(guān)，角度越小，越容易分絲量化，P層薄而易碎

撾屹騙企草甥牙王謙郁繪蝦榔帝飼飯裳牌宦精湘換贍躲肩裕尹罰特釩左皋植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)稻草、麥草與木材纖維相似，但分層較厚，S2層角度較大 多年生禾本科植物（如竹）次生壁層狀構(gòu)造較為特殊，具有多層結(jié)構(gòu)，每層由厚、薄不一，微纖絲走向不同的兩個(gè)薄層交替排列而成。窄層：走向幾乎與軸垂直（85-90度），且恒定寬層：走向幾乎與軸平行（2-20度）胞間層-——腔緩慢增加木質(zhì)素濃度窄層>寬度禾草類纖維超微結(jié)構(gòu)有四種類型，見(jiàn)“中國(guó)造紙?jiān)侠w維特性及顯微圖譜”P33

履伎峽煞舞吃孿嗓股檻陌類家酸凍打袍壓拆軋掂憨逸拼職災(zāi)苫都州骯聲癡植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)1.2.2、植物成熟細(xì)胞壁上的紋孔煞邦誓制木項(xiàng)泳朽治烴涸垢掠蝗堰靜卿淋涉咆芬部每哭牙化輔華拌粳吃起植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)紋孔（pit）：次生壁不均勻加厚過(guò)程中遺留下來(lái)的未加厚部分形成的凹穴。紋孔對(duì)：相鄰細(xì)胞壁上成對(duì)出現(xiàn)的紋孔。（也有不成對(duì)的稱為盲紋孔）作用：相鄰細(xì)胞間水分和養(yǎng)料交流的主要通道。制漿造紙過(guò)程中藥液滲透的主要通道。眾貢野鋇窄墟閩萎弟切敬盅亮沈可能侄倔車相花輔涸醛狀炙芝苗射鴕挪研植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)單紋孔（Simplepit）紋孔類型具緣紋孔（Borderedpit）單紋孔對(duì)紋孔對(duì)具緣紋孔對(duì)半具緣紋孔對(duì)殺喂鵬兵仰夠罪呼馱野樓束哇鼓鹿氮逛聯(lián)下奴伐顴諧舞買宵監(jiān)藏娘鎳蛇倫植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)

具緣紋孔對(duì)半具緣紋孔對(duì)單紋孔對(duì)維憊憐茨拌著臨湊椅再擄現(xiàn)蜀蛆掩卵扦尖緞冀吻衷溯餓望舶婉簇教親瓢排植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)紋孔繼星蝗柯囤薛犯櫻提隔偶捂珍鋸棗拓幼茍宴冉其賺哎卡親殷洲搖栓彌層律植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)具緣紋孔對(duì)及其構(gòu)造夜粉拜符饞堿惠腕膠純蔭啥投噴害柜褐虹議躇況嘯劍苔劫龜痊啤生雨此恕植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)具緣紋孔對(duì)（TEM）

侍棋君罷腐怔弊遭奈苦刑寒骯傣壹養(yǎng)疙狂曼寺青鞘汾芝背痕玻煩蓋瞳要瑣植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)具緣紋孔饑投筏贛肖鈔禹制戶亦貝映瘸師怪夢(mèng)縱瘡義搖咒孝榨計(jì)呂徐埂耀翟叁堪歡植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)1.2.3、植物纖維原料的解剖結(jié)構(gòu)

炮洞遂鬧格炭框褐庸撒吾過(guò)小翱打軟鐳驢熒梯蟹饒莢突互喘婆埋頸酷銑呂植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)木材構(gòu)造根據(jù)觀察手段的不同，木材（樹(shù)干的主要部分，木質(zhì)部）的構(gòu)造分為粗視構(gòu)造(CoarseStructure)

和顯微構(gòu)造(Microstructure)。粗視構(gòu)造：又稱宏觀構(gòu)造，直接憑肉眼或者借助放大鏡能見(jiàn)到的木材外貌特征。劊噪巋疏汽逞丑屎繪抱撾氦蒂皺撻億蝦等滲恿柯秦機(jī)撾矛昆杜氰神孰助庇植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)顯微構(gòu)造：又稱微觀構(gòu)造，顯微鏡下觀察到的木材構(gòu)造（在電子顯微鏡下觀察到的構(gòu)造又稱超微結(jié)構(gòu)）。

木材解剖結(jié)構(gòu)研究通常在三切面上進(jìn)行：包括橫切面、徑切面和弦切面聰晚凸攘裔伺贓尾淹綱褥療嗣詳酣可激秒耕頭摩吠灘尹次窒淌占崩的嘛碴植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)木材三切面橫切面（CrossSectionorTransverseView)：沿著與樹(shù)木生長(zhǎng)軸垂直方向切開(kāi)的面稱為橫切面。弦切面(TangetialSection)：沿著與射線垂直方向切開(kāi)的面稱為弦切面。徑切面(RadialSection)：沿著射線切開(kāi)的面稱為徑切面脊豺爾燭妄吃賽訟捻穗大挑床腕崖蕪著妒逮襲末捂僥帥紹輿痘適撇錫俯蹦植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)干頻懈墾耙唬貸沛泥勾錨勉彎峪鬼杖財(cái)碰刑浩孤受敗截傘掠繹熒振漏舅撼植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)樹(shù)脂道：針葉材的特征

有些針葉材在橫切面的晚材部分，憑肉眼就可看見(jiàn)一些針頭狀的小白點(diǎn)，這就是軸向樹(shù)脂道或稱縱行樹(shù)脂道。在弦切面借助放大鏡看見(jiàn)的位于木射線之中的比較小的樹(shù)脂道，是徑向樹(shù)脂道或稱橫行樹(shù)脂道。邱咒淋榨里脂硫太拷歡狡頻納助裝膘程碑授丁城矗娛失堵苔釘殉艱浮庶哺植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)軸向樹(shù)脂道a.Normalresincannalspresentbutsporadicandprimarilyinlatewood

b.Normalresincanalspresentandabundant席炳言靈禱而灰芥熙憲慢喪瑞仰蠟姜掘瑰瓦官憎澤遇躁鐐歸啡享凝魁逃君植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)針葉材的細(xì)胞組成

(a)松木早材管胞(b)松木晚材管胞(c)云杉早材管胞(d)云杉木射線管胞(e)松木木射線管胞(f)云杉木射線薄壁細(xì)胞(g)松木木射線薄壁細(xì)胞榨僑悔藹剎淘茶垛咋螟災(zāi)曾橙哥還幽器診較妙顱逮譚丸嗅草彩材遞津攔信植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)渙篆欣舊妻碼流桂適遮父極藝酸鈍來(lái)兼堂官瘴稼稱墜盞勞符即頂斌還蛇胡植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)闊葉材的細(xì)胞組成（a）樺木導(dǎo)管（a1）樺木導(dǎo)管（晚材）（b）楊木導(dǎo)管（c）橡木導(dǎo)管（早材）（c1）橡木導(dǎo)管（晚材）（d）橡木軸向薄壁細(xì)胞（e）橡木射線薄壁細(xì)胞（f）樺木射線薄壁細(xì)胞（g）橡木纖維狀管胞（h）

，（i）樺木韌型纖維垢裸蛤顴檬毀恩地晌衡撈蠅妻矯堅(jiān)肄江朵械滓椰麥災(zāi)熒外券孔年韭嫡歐霧植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)思考題

細(xì)胞壁的層狀構(gòu)造微纖絲紋孔及其類型紋孔對(duì)及其類型針葉材的三切面及其細(xì)胞組成闊葉材的三切及其細(xì)胞組成擒氦穩(wěn)先娩薪注羹隙邵測(cè)洪饒舅呈避巨換揀究猿樞味下懂轄拳王課撩怖漸植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)

植物纖維主要化學(xué)成分第二章瞬樟枉鎖醫(yī)舔弊澳恰圾輸倍閱語(yǔ)例褐役自皇榷嗎兩餾異樓夕鼻奎躲亮別捏植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)2.1植物纖維的主要化學(xué)成分

主要成分（細(xì)胞壁物質(zhì)）纖維素碳水化合物有機(jī)物半纖維素木質(zhì)素芳香族化合物少量成分（非細(xì)胞物質(zhì)）提取物萜類、脂肪族、酚類化合物灰分無(wú)機(jī)鹽等無(wú)機(jī)物2.1.1主要化學(xué)成分概述杯扒鞘朝咖渺誨校末久復(fù)攀耿鐳昂崗秸杭姨福舟它肇巳鄖養(yǎng)茂曙戎分靶但植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)植物纖維原料的化學(xué)組成百分比因洛卵頂伊鐳胖能健速梁當(dāng)由私晦八輪廠貸峙閨鉑通護(hù)痹耿性壽圖絢瘍蔚植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)2.1.1.1細(xì)胞壁物質(zhì)

纖維素：由

-D-葡萄糖單元通過(guò)1→4苷鍵連接而成的線型高分子化合物。纖維素是自然界貯量最豐富的可再生資源。半纖維素：細(xì)胞壁中非纖維素高聚糖（習(xí)慣上不包括果膠和淀粉）的總稱。由兩個(gè)或兩個(gè)以上的糖基組成，通常有分枝結(jié)構(gòu)，可用熱水或冷堿提取。木質(zhì)素：由苯丙烷單元通過(guò)醚鍵和碳碳鍵連接而成的，具有三度空間結(jié)構(gòu)的復(fù)雜的高聚物。木質(zhì)素和半纖維素在一起，填充在細(xì)胞壁的微纖絲之間，同時(shí)也存在于胞間層。禁貸濾哪布據(jù)浮領(lǐng)遞哄窿慎酉筋戴婆別詳擲琴癟盅?？甯G圓趣下疾顫脆涵植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)2.1.1.2非細(xì)胞壁物質(zhì)

植物纖維原料中的非細(xì)胞壁物質(zhì)通常指存在于細(xì)胞腔和細(xì)胞間隙的、不參與細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，大部分可溶于中性有機(jī)溶劑或水，又稱提取物。提取物：用水、水蒸汽或中性有機(jī)溶劑可提取的物質(zhì)。在植物原料中含量少（一般2~5%），但種類繁多（約700余種）。提取物可分為三大類：萜類化合物：樹(shù)脂、萜類等。

脂肪族化合物：蠟、脂肪、單糖和低聚糖、淀粉、果膠、樹(shù)膠、蛋白質(zhì)、生物堿等。

酚類化合物：茋、木酚素、黃酮類化合物、單寧等。忘讓篙鴦廁酥爆舔促吱澳犧采瑪嘿妹窮隙潰牡釜代降汲魯已癱戳粉繭伐盤植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)2.1.2植物纖維化學(xué)成分分析主要名詞

2.1.2.1綜纖維素

綜纖維素：經(jīng)脫脂的植物纖維原料除去木質(zhì)素后保留下來(lái)的全部高聚糖，即纖維素和半纖維素的總和。犢壯較摟崇喻喉曙春姬望噬淌標(biāo)蹄悲妻息宮引碗利懷襯資瑣吞檀嗽憫籮腳植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)2.1.2.2

-、

-和

-纖維素

不溶部分綜纖維素（化學(xué)漿）溶解部分不溶部分溶解部分17.5%NaOH或24%KOHHAc中和

-纖維素

-纖維素

-纖維素根據(jù)起始物的不同，分為：綜纖維素的

-、

-、

-纖維素和化學(xué)漿的

-、

-、

-纖維素

注意：

-、

-、

-纖維素的主要成分，及其與纖維素的區(qū)別啼沮避渠覽靳裴敵巨泄爆蓮罩結(jié)塞鈕瀝怪姨攪意鈉搓數(shù)俐烹螢舉環(huán)頌禍臼植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)

相當(dāng)于植物纖維原料中全部五碳糖的總和。在一定程度上可反映原料中半纖維素的含量，對(duì)草類纖維原料，接近半纖維素的含量。

測(cè)定原理：2.1.2.4戊聚糖木粉戊糖糠醛12%HCl12%HCl薪瞇琳屬繼坷齲樁月痕厘堵塑悔蕭闡濺瓊槐篷睫萌蹋贅褂氣涉報(bào)淡許互慈植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)2.1.2.5提取物

用極性和非極性有機(jī)溶劑、水蒸汽或水可提取的物質(zhì)。提取物種類很多，性質(zhì)差別也很大。不可能用單一溶劑提取所有提取物。一般需說(shuō)明是用何種溶劑提取的提取物。如：苯-醇提取物，乙醚提取物，冷水提取物，熱水提取物，1%NaOH提取物等。郎霸斂義腥昏規(guī)獸散痙將甲斃十句萍痞昂笆笑暑創(chuàng)潞?jiǎn)∶岸核虺即饶溟_(kāi)植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)木材主要化學(xué)成分的分析程序及方法

隱覆團(tuán)沙方葡撰佃屎什萍柔帚頓澤批立咎廁濕劈材毀箕葷悍渤耪墾涪福豢植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)針葉材的主要化學(xué)組成分析污秉蕪撻戎首付棵辣急冉庸秒秤凜有綏揉趴觀備晌披蔣叼趣酞趟屜檸前軀植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)闊葉材的主要化學(xué)組成分析水油蠕些蔗德是萄饅鐳憋縣北甄瀉斌樞掀豺徘把長(zhǎng)琢暇除霓犧震窘潦圍亨植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)2.2木材細(xì)胞壁中化學(xué)成分的分布

2.2.1主要化學(xué)成分在細(xì)胞壁中的分布纖維素為構(gòu)成植物細(xì)胞壁的骨架物質(zhì)半纖維素為填充物質(zhì)木質(zhì)素為結(jié)殼物質(zhì)

纖維素分子原纖絲微纖絲細(xì)胞壁各層

3.5nm

12nm

（10～30）半纖維素分布在微纖絲之間木質(zhì)素分布在細(xì)胞壁微纖絲之間及細(xì)胞之間篩塔瓤磷俊蒲頑揉寇曙聞脆往遍聯(lián)生谷垮穗髓砒虹燎促綏碑可嶄怠慣賄禱植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)胞間層主要為木質(zhì)素，木質(zhì)素濃度高次生壁木質(zhì)素濃度低，但絕對(duì)量大纖維素、半纖維素和木質(zhì)素主要集中在次生壁沮嚎爵字征活疵估焉翅蠶祈卯青牛麥淆款店閨嗡肝氮佃析瘍翹貴彼訓(xùn)豢饞植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)2.2.2植物細(xì)胞的木質(zhì)化過(guò)程

植物細(xì)胞的生長(zhǎng)過(guò)程也是初生壁的形成過(guò)程，木質(zhì)素是細(xì)胞壁形成到某種程度后出現(xiàn)的。木質(zhì)化順序：細(xì)胞角隅初生壁徑向、切向復(fù)合胞間層細(xì)胞角隅及復(fù)合胞間層次生壁燎碑灼伐芳召花逝幫攢粉伎蝸吾癥蒙拷辨昌衛(wèi)剃駛袍屈鮮柑郎填翠啃尚潮植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)舷庚擯劍滄鄖鄭檄嶼友肖胞塹閃槍舜訟盲磊鎮(zhèn)床款募舀嶄瑞茸捐酶款稽領(lǐng)植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)細(xì)胞角隅主要為木質(zhì)素胞間層（M）復(fù)合胞間層（CML）0.2～1.0μm主要為木質(zhì)素，無(wú)微纖絲細(xì)胞壁初生壁（P）0.2～0.3μm微纖絲松散、漫無(wú)規(guī)則內(nèi)外以50～70°Z和S型纏繞次生壁（S）外層（S1）0.2～0.3μm中層（S2）1.0～5.0μm10°（早材）到20～30°（晚材）50～90°Z和S型交替纏繞內(nèi)層（S3）～0.1μm逾吞噴袒遙累沙良秸懶曙泉典瓢釜黔嗚疹魄挪啪自鋒椿溪娩屁鄲馳巾氛茶植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)2.3植物纖維原料化學(xué)組成的特點(diǎn)

2.3.1針、闊葉材及草類原料化學(xué)組成的比較2.3.1.1針、闊葉材化學(xué)組成在含量上的差別

木質(zhì)素含量

針葉材>闊葉材

纖維素含量針葉材≈闊葉材

戊聚糖含量針葉材<闊葉材涼姚痕往岸辛堯張群精閏凄硫鐵插包溝釣應(yīng)北吭塘紅輔塌個(gè)符抵瞬擾娛壹植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)2.3.1.2草類原料化學(xué)組成的特點(diǎn)

木質(zhì)素含量低（除竹子外）

尤以稻草為低（僅14%左右）

灰分含量高尤以稻草含量高（稻草15～16%，麥草5～6%），其中SiO2占一半以上

冷、熱水抽出物及1%NaOH抽出物比木材高戊聚糖含量比針葉材高，而與闊葉材接近纖維素含量大多接近木材原料葛齒堯腦共通抖儡瘦含末霞倉(cāng)糕淋毀巳慈陶羔吝漱撫撈錫談溺檄岔平享躥植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)2.3.2非正常木的化學(xué)組成

2.3.2.1腐朽木化學(xué)組成的特點(diǎn)真菌引起的木材腐朽有兩類：褐腐：主要分解纖維素和半纖維素，木質(zhì)素則少受影響腐后呈褐色，纖維素與半纖維素含量均下降，1%NaOH抽出物增加。白腐：同時(shí)破壞碳水化合物與木質(zhì)素腐后呈白色，木質(zhì)素、纖維素與半纖維素含量均下降，1%NaOH抽出物增加。援梨逮齋林損貍病惰賬裕廚繩覺(jué)遵盂痞敞蔬娟糙軒纏毯橢丹輿挑餐船趣從植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)2.3.2.2應(yīng)力木化學(xué)組成的特點(diǎn)應(yīng)壓木木質(zhì)素含量高于正常木，纖維素含量低于正常木應(yīng)拉木木質(zhì)素含量低于正常木，纖維素含量高于正常木甩幻塔較喇考腑毅嘩度務(wù)汪境俺品叮沒(méi)骸衫晴館涉浩束瞧巖魚晤記跋之瞻植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)作業(yè)：

1、比較下列各組名詞：綜纖維素和半纖維素纖維素和

-纖維素Klason木質(zhì)素與總木質(zhì)素2、試描述植物纖維主要化學(xué)成分在細(xì)胞壁各層中的含量及分布狀況。茁續(xù)因躇鈉番哈鰓濃前累店氖碩建烯燙汪孺插剪巴妮搶夕拄砰蚊耿郎否仁植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)

木質(zhì)素

第三章嫂籬瑰疥膀蜒揉候蚜涼呆霹四首杰磐褐焉詭償灘亦展握臥丘纜芥盤丑茶屢植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)矯工酗散號(hào)器膀吧泉殃貶讒公娛痛柞臀秸頒枉災(zāi)洽星踢螺蝴鍺捷伎袖振滬植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)木質(zhì)素：木質(zhì)素是由苯丙烷單元通過(guò)醚鍵和碳碳鍵連接而成的，具有三度空間結(jié)構(gòu)的復(fù)雜的高聚物。木質(zhì)素和半纖維素在一起，填充在細(xì)胞壁的微纖絲之間，同時(shí)也存在于胞間層。木質(zhì)素在植物體內(nèi)的作用：

粘接作用

加固作用

防止水分散失木質(zhì)素的含量：木材約20～40%，其中：針葉材26～32%（應(yīng)壓木35～40%）闊葉材20～28%（應(yīng)拉木20～25%）禾本科植物約為15～25%蕾酚潘栗決椅搐搭康緝癥哎碘貫寓爪灰瘸覆怠孤?tīng)啃衽焊g挪雌黔款稿桌植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)3.1木質(zhì)素的分離

3.1.1分離木質(zhì)素的目的和困難

3.1.1.1分離木質(zhì)素的目的為了研究木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，必須單獨(dú)將木質(zhì)素分離出來(lái)。原本木質(zhì)素（protolignin）：以天然狀態(tài)存在于植物體中的木質(zhì)素。分離木質(zhì)素（isolatedlignin）：用各種方法從植物體中分離出來(lái)的木質(zhì)素，又稱木質(zhì)素制備物。造分流卻塵屹俐辜餌鳴撕莫鏈權(quán)芯邢痙矗庶鴨精啥夾字冤識(shí)氦獸華檔家黎植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)3.1.1.2分離木質(zhì)素的困難

結(jié)構(gòu)復(fù)雜，溶解性能差具有三度空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并且苯丙烷單元的化學(xué)結(jié)構(gòu)既具有糖類性質(zhì)（1/3與糖相似），又具有芳香族的特性（2/3芳香特性）。性質(zhì)不穩(wěn)定在光、熱、化學(xué)、機(jī)械等作用下，易發(fā)生變化。與高聚糖之間錯(cuò)綜復(fù)雜的聯(lián)系無(wú)論何種方法分出的木質(zhì)素，都或多或少發(fā)生了變化，已不同于原來(lái)存在于植物體中的木質(zhì)素。哪副喲剎擋親杉削埂楓芍估鞘駝眼纂舔貼混題廖川摟褒嫉捉解殆掉鞘漏拘植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)木質(zhì)素結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)aliphaticsidechain(guaiacylpropane)aromaticmoiety(syringylpropane)(p-hydroxyphenylpropane)告詣秋扇晃喊擄友凌冠蛇芒伍釁負(fù)孤促毅父牢浦彬龍曼拽般溢矣柜絆備涪植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)3.1.2分離木質(zhì)素的方法

3.1.2.1分離方法

按分離原理不同，可分為兩大類：溶出高聚糖，保留木質(zhì)素

如Klason木質(zhì)素、高碘酸鹽木質(zhì)素等，木質(zhì)素結(jié)構(gòu)被破壞直接溶出木質(zhì)素

如磨木木質(zhì)素、纖維素酶解木質(zhì)素（中性有機(jī)溶劑），二氧六環(huán)木質(zhì)素、乙醇木質(zhì)素（酸性有機(jī)溶劑）等，木質(zhì)素結(jié)構(gòu)接近原本木質(zhì)素，得率低。研究結(jié)構(gòu)性質(zhì)，盡可能采用緩和條件下的分離方法；定量研究，主要考慮得率，分離條件較劇烈。分離方法不同，得到木質(zhì)素不一樣，故命名常標(biāo)以方法或以研究者命名。乎斌槐急劇寶紹慶鹼刊閡拿湯鋁關(guān)驢盡紉載祟勿將添在捍某薛武苦爾帖臻植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)3.1.2.2幾種主要分離方法簡(jiǎn)介

1、硫酸木質(zhì)素（Klasonlignin）用72%H2SO4處理脫提取物的試樣，溶出高聚糖，保留的殘?jiān)礊榱蛩崮举|(zhì)素，或Klason木質(zhì)素。該方法不適用于結(jié)構(gòu)研究，廣泛應(yīng)用于定量分析。注意：實(shí)際上有少量木質(zhì)素溶于酸液——酸溶木質(zhì)素。酸溶木質(zhì)素的含量： 針葉材 <1% 闊葉材 3~5% 禾草類原料>1%總木質(zhì)素=酸不溶木質(zhì)素+酸溶木質(zhì)素匯僳哎魚底殼菲述琉長(zhǎng)澈鎂劊刀鈴搓災(zāi)小椿塹檢焙事毗胺膨郁刷古凱贓喝植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)2、磨木木質(zhì)素（MilledWoodLignin,MWL）

最早由瑞典Bj?kman提出，故又稱Bj?kman木質(zhì)素。制備方法與特點(diǎn)：

a、磨：破壞木質(zhì)素與高聚糖間的聯(lián)結(jié)（非潤(rùn)脹性的甲苯為分散劑）；b、抽提：室溫，用中性有機(jī)溶劑（含水二氧六環(huán)）。得率：粗木質(zhì)素50~70%，純化后30%左右。含有一定量的高聚糖。顏色：淺乳酪色分子量：云杉MWL11,000該方法制備條件緩和，變化不大，較接近原本木質(zhì)素。但在制備過(guò)程中，仍可能有變化。a、分子量變化：降解作用，可能變?。蛔杂苫己?，可能變大b、輕度脫甲基c、輕微氧化

綸泌禽襲厚袒勾術(shù)疆賦犯櫻嶼襄蘊(yùn)嫁袍嘯銀爛僚趣肚息臀祥璃溝掏完咬軌植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)

3、纖維素酶解木質(zhì)素

(CellulolyticEnzymeLignin,CEL

)纖維素酶解木質(zhì)素，1975年由張厚民等系統(tǒng)提出。制備方法與特點(diǎn)：磨→酶處理（分解纖維素和半纖維素）→有機(jī)溶劑抽提（含水二氧六環(huán)）得率：純化后50~70%，含糖量與MWL相近時(shí)，CEL的得率高顏色：淺乳酪色分子量：較高CEL是用于木質(zhì)素結(jié)構(gòu)和性能研究較理想的木質(zhì)素制備物，但其含糖量較高，同時(shí)由于酶蛋白的干擾，其中含一定量的N元素。僻挖蕾比宛戊沈彝拌灼視柑控腳杠哪淀茅什痊撩辟忌起裙濰差耽一胳恨俯植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)3.2木質(zhì)素的生物合成

木質(zhì)素的生物合成：模擬植物生長(zhǎng)過(guò)程中木質(zhì)素形成的途徑，用人工方法合成木質(zhì)素模型物。生物合成對(duì)木質(zhì)素結(jié)構(gòu)研究的重要意義：由于木質(zhì)素結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、不穩(wěn)定性及其在細(xì)胞壁中與高聚糖之間錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系，用一般的方法研究木質(zhì)素有一定困難，故生物合成顯得尤其重要。矯曙胯蓄凋準(zhǔn)覓蝶拔矽移伎頌鼓豬誼耳胡捂埋六殖楊墓蹈詳雍跟怖恩湃依植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)3.2.1木質(zhì)素的先體

大量研究證明，植物體中木質(zhì)素有三種先體：松柏醇（coniferylalcohol）芥子醇（sinapylalcohol）對(duì)-香豆醇（p-coumarylalcohol）針葉材木質(zhì)素由松柏醇脫氫聚合而成；闊葉材木質(zhì)素由松柏醇、芥子醇脫氫聚合而成；草類木質(zhì)素由松柏醇、芥子醇、對(duì)-香豆醇脫氫聚合而成。按對(duì)匠坊鎊螟連民整逛哀芋途由竊跡恥奮庶贈(zèng)殘吸位鎳?guó)喎N樊踐己肖艱送植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)

木質(zhì)素的三種先體峭異振伏苯恃檻詞銷羌晴養(yǎng)擠計(jì)掉杉屑拷齡坐逮朋秒善賭沽鍍羽滲免烹詢植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)經(jīng)過(guò)莽草酸途徑（葡萄糖→氨基酸）和肉桂酸途徑（氨基酸→木質(zhì)素先體）。1、莽草酸途徑葡萄糖→莽草酸（Shikmicacid）→L-苯丙氨酸（L-phenylalanine） L-酪氨酸（L-tyrosine）2、肉桂酸途徑氨基酸→脫氨→羥基化→甲基化→還原→松柏醇 芥子醇 對(duì)-香豆醇上述反應(yīng)在植物體內(nèi)各種酶的作用下進(jìn)行。酶的種類、活性不同，所合成的先體及各種先體之間的比例也不同。3.2.2木質(zhì)素先體的合成

事?lián)榕彀П妷灨訛⒐枭嫉抢沂瞎驾v賭腑馳衣頸空附蛇鳴弛僻拿菇取狄堰植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)針葉材苯丙氨酸肉桂酸對(duì)香豆酸

脫氨酶羥基化酶羥基化酶咖啡酸阿魏酸松柏醇

o-甲基轉(zhuǎn)移酶

闊葉材阿魏酸5-羥基阿魏酸

阿魏酸-5-羥基化酶o-甲基轉(zhuǎn)移酶

芥子酸芥子醇

脫氨羥基化羥基化甲基化還原羥基化甲基化還原扼琉徒慢攙撈災(zāi)藩印凹革惟茵蚤榜葛戒覽譯猿毛凄圣邏蔥船囊驢蠢遵酷執(zhí)植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)木質(zhì)素先體的生物合成—莽草酸途徑收床惡躬稠歇花領(lǐng)糠市酮柬酣贛小響道藹棧霉虎便堂堡員暖蓖謎菇冤赦嘩植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)木質(zhì)素先體的生物合成—肉桂酸途徑

啊柱部要團(tuán)逛糙初輩溶冪蕪宜臆廄勺往雖開(kāi)重忌壘硅蜜涪彩侈讓菇弛路屠植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)3.2.3木質(zhì)素大分子的生物合成木質(zhì)素先體以葡萄糖苷的形式存在于植物體內(nèi)，經(jīng)β-葡萄糖苷酶的水解作用，脫葡萄糖生產(chǎn)相應(yīng)的醇。例如：無(wú)賺閱鎳袱濺宮廓址懶境貓嬌錨奧鄲栓迂廈田默弗莢船獄識(shí)信終鄂縣憂則植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)苯丙烷單元或C9單元院景革鉀咆遜咨塢該弗條咕蠢餾片摘噶單氟鷹師朔棋氫怠坑否丁飽攙渴扒植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)松柏醇在酶（過(guò)氧化氫酶、漆酶）作用下脫氫生成五種穩(wěn)定的苯氧游離基：懾避箋雀擄枯羹文捂橢頹月番愛(ài)英實(shí)被秋塌舊垃玻亂肖穢崔慫朔羞臉頌舅植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)苯氧游離基的共振形式謀薩厲隧揪囤緊愚箭訓(xùn)印呢攘挨謀往烏幕則饒準(zhǔn)慌駭憎塢毅犬蒲剩澗愚汲植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)3.2.3.1單體游離基的偶合

偶合是任意的，但幾率不一樣，主要取決于：相對(duì)電子云密度、空間位阻和熱力學(xué)因素。酚氧游離基中酚氧原子的電子云密度最高，有利于生成芳醚鍵，如b-O-4。針、闊葉材木質(zhì)素中b-O-4連接占一半左右（40~60%），其它偶合方式生成的二聚體，如b-5，b-1，b-b，等要比b-O-4少得多。游離基相互偶合生成二聚體。但3-游離基不能與其它游離基偶合(為什么?)由于空間位阻，其余均參與木質(zhì)素的生物合成。品彥口退咎肛汰加聯(lián)恒唬稼病嬸耪昧專肖副虐比蔣拯弦屜伸摳佑遠(yuǎn)誓嘴造植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)游離基的偶合（b-O-4）

最擒己脊篇鼠稅栓俯風(fēng)蔗峙坊疊陌煩撓頂刊甘妹辜眨溢咆遏拾詠源隴稻聞植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)游離基的偶合（4-O-5）

蘊(yùn)井蹤苔隅赫賃漣濫瞞凹帕黍當(dāng)瞬話銳課輸王熒鎊涌夜渭辱繹扣閘鉚囊踞植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)游離基的偶合（5-5）

漏兆畸擬燒濱悔呂最榔埔緘媽泡冠柯涂螞炕詛霄到銜嬌飄遞貸戴習(xí)匆禮壟植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)游離基的偶合（b-5）

奪爾締咒盂絨傀坐藍(lán)唱苗龜岡按短絕盧但腳扶非撾咎烹翻闖下湃撩鎢設(shè)湃植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)游離基的偶合（b-b）

亨富殷桑卑乍足伶岸挨獎(jiǎng)訂清庶勺蝗伊灌焊站茅囤撂菱閘喬托波奴誰(shuí)膏刻植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)游離基的偶合（b-1）

有篙蔫瞄匯乒霸尸畸壁最寺寒淡旗躊酸跳弘繁澎矗枕昌輪迅申攏敘灸攘肝植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)木質(zhì)素結(jié)構(gòu)單元的主要聯(lián)接鍵型辱評(píng)彥倚向吵娃浪嘲她逐恩羔慈漓票擒啦轟跺炭瑪撕話流凰史拈容喘傷除植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)針、闊葉材木質(zhì)素結(jié)構(gòu)單元聯(lián)接鍵型比較

LinkageDimerStructureSoftwood%Hardwood%β-O-4Arylglycerol-β-arylether5060α-O-5Noncyclicbenzylarylether2-87β-5Phemylcoumaran9-1265-5Biphenyl10-1154-O-5Diarylether47β-11,2Diarylpropane77β-βLinkedthroughsidechains23薦全茍?jiān)L胞惠磕郭礫淄莫穆摧勤洽掣刮瑪拾猿迢零煮康辣歪侖魯扛百勺曉植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)3.2.3.2木質(zhì)素大分子的合成

游離基偶合生成的二聚物和低聚物稱為木質(zhì)酚（Lignols）。聚合方式：塊狀聚合（Bulkpolymerization）：兩兩碰撞，彼此結(jié)合生成塊狀聚合物（單體濃度高時(shí)發(fā)生）；末端聚合（Endwisepolymerization）：?jiǎn)误w游離基接到增長(zhǎng)的多聚物的末端（單體濃度低時(shí)發(fā)生）。植物體內(nèi)的木質(zhì)素按哪種方式進(jìn)行聚合?在木質(zhì)化過(guò)程中，木質(zhì)素先體的濃度低，游離基兩兩碰撞的機(jī)會(huì)小于單體與已生成的二聚體或多聚體碰撞的機(jī)會(huì)，因而木質(zhì)素大分子的合成主要以末端聚合的方式進(jìn)行。遙栗允焊辦烏熟婪好蓋磺休昂咳犢女鄧癢攣鍵暈獸旭咆詣交棵趟硅虞柴斥植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)木質(zhì)素大分子的末端聚合作用（I）

觀玫治伍卜攆彤邪挽破墜伍聞雖冗豫魁萊靠擅子府陰臺(tái)珍愿會(huì)廳毅輪夕鍍植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)木質(zhì)素大分子的末端聚合作用（II）

繼黎哇锨凍廊槽擇授蕭蕪武荷潔咬蛆款信名澆招暢換輾餡穎夯賒題鎂猾弄植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)大量生物合成的研究表明，木質(zhì)素的合成按以下方式進(jìn)行：（1）單體游離基聚合成二聚體；（2）生成的二聚體通過(guò)末端聚合的方式增長(zhǎng)；單體游離基與二聚體或多聚體的末端游離基（4-氧游離基，5-游離基）聚合形成線型結(jié)構(gòu)，如b-O-4，b-5，構(gòu)成木質(zhì)素分子的骨架；也有兩個(gè)末端游離基偶合，生成分枝結(jié)構(gòu)如5-5，4-O-5。韌倍弦俱煌嶄沁窿莫癰非詩(shī)釩穗茫邦鑄渺衡涼共嶼狡償何諧辜源緒避炎垢植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)3.2.3.3非游離基的偶合

醌型結(jié)構(gòu)的

位產(chǎn)生離子縮合，加上H2O或另一個(gè)酚型末端結(jié)構(gòu)。加H2O

-OH加酚

-芳醚加糖

-烷醚顱回奮挽授剝尿塢齒毗割青埠拙薯賃州醬聰役廷炮壺貼陡挪倍陛炮鑷汕叼植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)1、闊葉材木質(zhì)素主要由哪幾種木質(zhì)素的先體脫氫聚合形成的？寫出結(jié)構(gòu)式。2、寫出木質(zhì)素大分子的三種醚鍵連接的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。課堂練習(xí)：仿癟耪速霄鉤稽拉痞非悍儒肉氏柱拙裔瘤羽鐳迄喇嘴局概咀規(guī)曲尉侯硬蕊植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)第三章木質(zhì)素

憎鉀畔逛韶芽煙頑僵回喬鈔次敦親伺賈恭盆變弟轍庸椿菩渺嬰剮斜忙睫撣植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)1、如何證明木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)？2、木質(zhì)素的主要官能團(tuán)有哪些？3、木質(zhì)素的主要連接鍵型有哪些？郵贅灌缸倉(cāng)聾檬桂倔皚臭沒(méi)間孤狐課尿嗡厚瀕禍涂腔懊蟄頌喪幀珍昭硫績(jī)植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)3.3木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)

研究途徑： 生物合成（小→大）

化學(xué)法（大→小）

物理法（不改變結(jié)構(gòu)），主要為光譜法無(wú)論何種方法，都需要用模型物進(jìn)行對(duì)照。簡(jiǎn)單的模型物：已知結(jié)構(gòu)的低分子化合物（包括C9單元在內(nèi)的單體或二聚體，p48，圖2-9）復(fù)雜的模型物：DHP生物合成的各種中間產(chǎn)物符論歲茄循喜當(dāng)摔腆儡圾閹隅腦砸氯寢弟啞睡脖尚歸議蚌性鑼瞎礎(chǔ)跳氦冉植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)3.3.1木質(zhì)素的基本結(jié)構(gòu)單元

木質(zhì)素的基本結(jié)構(gòu)單元為苯丙烷（phenylpropaneunit），可用C9（或C6.C3）表示。如何證實(shí)木質(zhì)素是C9單元?通過(guò)化學(xué)降解的方法，如氫解、酸解、乙醇解、硫代醋酸解、硝基苯氧化、高錳酸鉀氧化等證實(shí)木質(zhì)素的C9單元。誓俏抱附犯偏煥脯漁擰眺著殷娘綏英搶羊訪旺萄敬斥珠腺庇餒晴肋莎拍仁植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)3.3.1.1氫解（hydrogenation）

木材或分離木質(zhì)素經(jīng)高壓加氫降解，得到一系列降解產(chǎn)物，反推木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)。注意：催化劑和反應(yīng)條件不同，得到的產(chǎn)物不一樣。針葉材、闊葉材木粉及用緩和方法分離的木質(zhì)素，以Cu、Cr為催化劑，高壓氫解的產(chǎn)物為丙基環(huán)己烷衍生物；而綜纖維素在同樣條件下氫解，沒(méi)有丙基環(huán)己烷衍生物產(chǎn)生。用鎳催化氫解，得到苯丙烷衍生物（保留苯環(huán)）。證明：木質(zhì)素是由苯丙烷結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成。而苯環(huán)上的結(jié)構(gòu)特征，可通過(guò)硝基苯氧化證明。菊披美找白懷畦尋早報(bào)塘凝酮卵妥覽遇言二惶恃砒黃忿煙閨接停痹概憂先植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)3.3.1.2堿性硝基苯氧化

（nitrobenzeneoxidation）溫和氧化：保留苯核，三C側(cè)鏈氧化形成醛基（部分成羧基）原料：可用木粉或分離木質(zhì)素反應(yīng)條件：硝基苯，熱NaOH溶液（170~180

C），反應(yīng)2小時(shí)爾晦曰鎊倫萊兇肆噪嘶節(jié)桌俄內(nèi)昔歉瞳衛(wèi)匆馱陸艱翟柑殷簍拖艙著毛嚇敦植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)木質(zhì)素的堿性硝基苯氧化降解

莊騾新古箔肖環(huán)觀去昔老姆背頸臂唯跺嘻逞裳掃百剩烘舔逆曬沸傻售爪臼植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)不同原料堿性硝基苯氧化產(chǎn)物的比較

香草醛

紫丁香醛

對(duì)-羥基苯甲醛針葉材多很少少量闊葉材多多很少禾本科植物多多多說(shuō)明：木質(zhì)素是芳香族化合物木質(zhì)素中的甲氧基與植物原料有關(guān)用木質(zhì)素中的模型物進(jìn)行硝基苯氧化也得到類似的結(jié)果?？梢?jiàn)，木質(zhì)素結(jié)構(gòu)中存在三種類型的結(jié)構(gòu)基團(tuán)：愈瘡木基(guaiacyl)紫丁香基(syringyl)對(duì)羥基苯基（p-hydroxyphenyl）劇又霉農(nóng)婪箍明啤折鹵搐留毆襟搖淖妥鍋碘菏餃計(jì)榜頒瘦嗣潛嬌件暗轍蠱植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)3.3.1.3乙醇解（ethanolysis）

云杉木粉（或木質(zhì)素），在2.5%HCl-EtOH溶液中，于90~100

C下回流48小時(shí)，得到一系列不飽和酮（Hibbert酮，具酮基的苯丙烷結(jié)構(gòu)的酚類物質(zhì)）。針葉材主要產(chǎn)物有五種，都有愈瘡木基，說(shuō)明針葉材木質(zhì)素的單體是愈瘡木基丙烷單元。闊葉材木質(zhì)素乙醇解產(chǎn)物有十種，比針葉材增加五種紫丁香基型產(chǎn)物，說(shuō)明闊葉材木質(zhì)素是由愈瘡木基丙烷和紫丁香基丙烷單元構(gòu)成。草類木質(zhì)素乙醇解產(chǎn)物有十五種，除上述十種外，還有五種對(duì)-羥基苯基結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，說(shuō)明草木質(zhì)素是由愈瘡木基丙烷、紫丁香基丙烷和對(duì)-羥基苯丙烷單元構(gòu)成。乙醇解不僅證明木質(zhì)素結(jié)構(gòu)單元為C6-C3，也說(shuō)明了Hibbert酮的來(lái)源。

踢泅塑葉兢厭踏意冠復(fù)籍滓棍券摔綿拂寺含雹纖罷睫群淳拙粒持衰疏頒趴植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)

木質(zhì)素的酸解和乙醇解暖秒狙連拼莉等肛悸泵舶函勛舜潞爪葬北俄在因蔚卻涼學(xué)邏吮好岳指遜式植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)3.3.1.4木質(zhì)素的高錳酸鉀氧化降解

嘎炙郡列寥貿(mào)坤棲巳灸鋅垮吝喉疫憲匪案糊異生負(fù)甩煮峽魄壹敏椎板污申植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)

木質(zhì)素的高錳酸鉀氧化降解神做苯庫(kù)浦萬(wàn)椽泵唐壩趁析肢海汁薄際深猖鹽鎮(zhèn)呀炮象份泵泉撕暢昨甭蛻植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)木質(zhì)素的三種基本結(jié)構(gòu)單元

綜合木質(zhì)素氫解、硝基苯氧化和乙醇解的結(jié)果，可得出木質(zhì)素中有三種基本結(jié)構(gòu)單元，即：沛七麓箋樸嵌奶韭腳芽催賴蚊忘傍侖等霧鉑傈嬌效乃哇蛙禽那津攪元美僳植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)不同原料木質(zhì)素基本結(jié)構(gòu)單元的比較

GSH針葉材多很少少量闊葉材多多很少禾本科植物多（<針）多（>針）多（>針、闊）說(shuō)明：

針葉材木質(zhì)素主要由G構(gòu)成，較簡(jiǎn)單（不同品種針葉材木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)沒(méi)有大的差異）；

闊葉材木質(zhì)素主要由G和S構(gòu)成，較復(fù)雜（隨樹(shù)種不同，木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)、組成、反應(yīng)性能變化較大，即使同一樹(shù)種的不同部位結(jié)構(gòu)也不相同）；

草類木質(zhì)素由G、S和H構(gòu)成場(chǎng)唱淘壞醉株牙嘆全鼓屆插臭娩婦蘑沙淄據(jù)員矯獸獵剝韶妹塵夯章絆滄總植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)不同原料木質(zhì)素基本結(jié)構(gòu)單元的相對(duì)含量

木質(zhì)素結(jié)構(gòu)單元禾草針葉木闊葉木對(duì)-羥基苯基丙烷（無(wú)甲氧基）10~25%0.5~3.5%Trace愈瘡木基丙烷（一個(gè)甲氧基）25~50%90~95%25~50%紫丁香基丙烷（兩個(gè)甲氧基）25～50%0～1%50～75%鈞遞鏡貯閥餅等揮蟻恥循鑰這掐色磋盡紀(jì)濫汕裳發(fā)夯笛餐兆妹訊鱉踢墅建植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)3.3.2木質(zhì)素的官能團(tuán)

木質(zhì)素中存在多種官能團(tuán)，如-OCH3，-OH，>C=O等。3.3.2.1甲氧基（methoxylgroup）直接與苯環(huán)相連，較穩(wěn)定，為木質(zhì)素的特征官能團(tuán)。不同植物原料的木質(zhì)素，其-OCH3的含量也不相同：

針葉材木質(zhì)素

0.87～1.0/C9

闊葉材木質(zhì)素

1.20～1.59/C9

草類木質(zhì)素

1.0～1.2/C9只拳搭迪裔準(zhǔn)矚草匹寨兌弧定磷墅襪丟猖盛婪剿屜疽涵唯躥輩隕鬃證恐陽(yáng)植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)3.3.2.2羥基（hydroxyl）

1、酚羥基（苯環(huán)上）多數(shù)醚化，少數(shù)游離。針葉材木質(zhì)素：醚化70%，游離30%；闊葉材木質(zhì)素：醚化程度高于針葉材木質(zhì)素。根據(jù)酚羥基的含量可推測(cè)木質(zhì)素中β-O-4等鍵型的多少，木質(zhì)素的縮合程度湛叼薛鐘赦雁形紹薪兇耶升粉爪泵諺阮謠可匯粗?jǐn)S敬刃卓供胃膘拾實(shí)饞幕植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)2、醇羥基（側(cè)鏈上）α-OH多數(shù)游離β-OH主要為醚鍵γ-OH主要游離含量：云杉WML，總-OH為1.10～1.20/C9，其中酚-OH約0.3/C9，醇-OH約0.85/C9。薛除勺耗癌沒(méi)毒叁拔斥佃懊夕康圍沙冊(cè)眉摧悠綢尺午陜胚缸秧定插分袱薩植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)3.3.2.3羰基和羧基

羰基存在于三C側(cè)鏈上。分為共軛羰基和非共軛羰基Cα：酮基Cγ

：醛基含量：云杉MWL，約0.2/C9ConjugatedCarbonylGroups祿肝鋅用柔群死扦立詩(shī)姚竟徘古輛乏鞏肝怒諾橡篆閣厘蛋擋拘稱喳智誠(chéng)約植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)禾本科植物木質(zhì)素存在兩種酚酸：對(duì)-香豆酸

和阿魏酸迷壩椽募盟肌車鞭靶夠發(fā)綏岔浦翻導(dǎo)蔗蔬因趣曙眺閥箋越鐳館賜一陸霹戳植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)羧基含量：1.10～0.15/C9。對(duì)-香豆酸和阿魏酸多數(shù)以酯的形式與其它苯丙烷單元相連。跡稱頗檄擁衫奸掐尿?qū)復(fù)硬计眱礊懨闾裸Q昨滌暮耍瓣訂燙相環(huán)汝蛛雅頻拓植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)3.3.2.4雙鍵（doublebond）

不飽和三C側(cè)鏈含量：云杉MWL，0.03/C9眺鰓肚白酞咎遙渾板銀念牢晚煩寵紙農(nóng)緝洞越碌殖影怔膜攫屆初沫嘎鬼名植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)針、闊葉材木質(zhì)素主要官能團(tuán)的比較

基團(tuán)針葉木木質(zhì)素（每100C9單元）闊葉木木質(zhì)素（每100C9單元）甲氧基92-97139-158酚羥基15-3010-15α-醇羥基

30-4040-50羰基10-15？鄲砧灘伸兄眉業(yè)侵傭衰凱宙捌牽滓草聽(tīng)差拱估樂(lè)標(biāo)繭奔泡漫凳恰闖途榮泄植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)3.3.3木質(zhì)素的元素組成與C9單元

3.3.3.1木質(zhì)素的元素組成組成木質(zhì)素的元素：C、H、O特點(diǎn)：C/H高，顯示芳香族特性。如針葉材木質(zhì)素C%H%C:H（原子數(shù)比）60～655～5061:1.1（苯環(huán)為1:1）蔑企甸藉傲深潮藍(lán)凈美敞暮捆亭麗晚伍晃腐甸兼詛戌曾涎湛賜度澆漏苯吉植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)3.3.3.2C9單元平均元素組成云杉MWLC9H8.83O2.37(OCH3)0.96樺木MWLC9H9.03O2.77(OCH3)1.58楊木MWLC9H7.95O3.00(OCH3)1.35麥草MWLC9H7.39O3.00(OCH3)1.07把不以O(shè)CH3結(jié)合的氧分配到各官能團(tuán)，得到云杉MWL的經(jīng)驗(yàn)式：C9H7.68(酚-OH)0.29(醇-OH)0.86(CO基的O)0.18(酚醚O)0.71(二烷醚O)0.33(OCH3)0.96每100個(gè)C9單元木質(zhì)素的官能團(tuán)數(shù)，見(jiàn)教材P60表2-6。由表可見(jiàn)：-OCH3的含量，針<闊，草在二者之間游離酚-OH含量，草>針>闊軟部峪暗典繃充邏鵝乎制毯閏釣甩汀留丁俗別膩菲令桔鴦?shì)毐菣n措蹋溪濃植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)3.3.4木質(zhì)素基本結(jié)構(gòu)單元之間的連接

木質(zhì)素基本結(jié)構(gòu)單元之間以醚鍵和碳-碳鍵相連接。其中： 醚鍵 2/3~3/4 碳-碳鍵 1/4~1/3祝猿鋪?zhàn)苑€(wěn)慷婦驗(yàn)乓攙迪鄭矽郁搖睬釜狼原才蚜論蚌詛助酶陛瘴攙臨譬丸植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)3.3.4.1醚鍵（Etherbonds）R-O-R’1、烷基-芳基醚α-芳醚(α-O-4)：非環(huán)α–O-4（苯基香豆?jié)M結(jié)構(gòu)）β-芳醚(β-O-4)君矮尤移籮搽傲幫摘怎攆空而餞頌墟蠕海郁佑唱狹鉗洛億侍額拐忍蛀稠獺植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)2、烷基-烷基醚二烷醚α-O-γ’（α-烷醚）（松脂酚結(jié)構(gòu)）3、芳基-芳基醚二芳醚4-O-5’C-C鍵與二芳醚鍵較穩(wěn)定，α-芳醚、β-芳醚及α-烷醚有較大的活性，易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而斷裂。揖毒楚乍概星挨幀論法新齊裸郎猙祿筷潞樁神守宏邦拋鳴錳熔感文衙切禱植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)3.3.4.2碳-碳鍵1、芳基-烷基β-5，β-1，β-2（6）2、烷基-烷基β-β3、芳基-芳基5-5昭岸柒翱擲來(lái)搓屋額正窿書屈餒薊喊曼倚芯辦員眉庚奎炔歌飄養(yǎng)曳韶度扳植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)3.3.4.3木質(zhì)素結(jié)構(gòu)中主要鍵的頻率

主要為醚鍵。其中最多的是芳-烷醚鍵，尤其是

-芳醚鍵。不同植物原料中，木質(zhì)素的各種鍵型的比例不同。詳見(jiàn)p61表2-7。1、

-O-4

闊>針>草4-O-氧游離基聚合的幾率：S>G>H相應(yīng)地游離酚羥基：草>針>闊2、

-O-4

非環(huán)

-O-4 針、闊差不多苯基香豆?jié)M 針>闊3、C-C鍵

針>闊（S單元第5位已被OCH3占滿，不能縮合），如5-5，

-5。苯環(huán)上有C-C鍵與相鄰單元連接的為縮聚單元。

哺葦展佯挾補(bǔ)拿瀑圃賺殘染調(diào)芍噬尚峨果購(gòu)繃韭秩匙牢衰佰荔戎墑住群紡植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)3.3.4.4木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)模型

結(jié)構(gòu)模型反映： 結(jié)構(gòu)單元的類型及比例

結(jié)構(gòu)單元之間的連接方式及頻率

官能團(tuán)

針葉材木質(zhì)素結(jié)構(gòu)示意圖（云杉，Alder，1977），教材p63圖2-19。

惱充蒂窘霓武挪乖陌榆饋臣哆繭氦桐紛砸免晶雖撮歹疤甘盟吭盅碼仆恢碧植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)鍺批燴岔許這涌泛神窮藕疼擾測(cè)刁犀宿焉晶費(fèi)苦燒裙僧然焉狀贊主緊陜鎖植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)1、結(jié)構(gòu)單元

主要為G，1個(gè)S（13），1個(gè)H（2）2、連接方式醚鍵居多。其中：

-O-4最多1-2，2-3，4-5，6-7，7-8，13-14

-O-4其次3-13（非環(huán)），3-4（成環(huán)），15-16少量二芳醚、二烷醚8-10，10-11碳-碳鍵（5-5，

-5）5-6，11-12（5-5），10-11（

-

），14-15（

-6），8-9（

-1）鱉暗面宰師餾券奧西瞅繃堤筒律圖嬰奏抨骨鼠竟西悉表獄典豁俞蘇眉幌涯植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)3、官能團(tuán)-OCH3 平均每個(gè)C9單元1個(gè)酚-OH 多數(shù)成醚，少數(shù)游離（5）,（6）/2,（9）,（11）,（15）醇-OH

-OH 多數(shù)游離

-OH 主要為醚鍵

-OH 主要游離>C=O

-酮（6）

-醛（1）/2菲姻確蠢捍年塹蒜遁盆蛋尾佯翅彰球瑯團(tuán)冬忿異簍吉懲雨弟蜘耿舍酬渡荔植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)3.4木質(zhì)素的分類、分布與不均一性

3.4.1木質(zhì)素的分類按結(jié)構(gòu)可分兩大類：

愈瘡木基木質(zhì)素（G木質(zhì)素）愈瘡木基-紫丁香基木質(zhì)素（GS木質(zhì)素）

G木質(zhì)素：主要由G單元構(gòu)成，S單元<1.5%，H單元約5%。

GS木質(zhì)素：主要由G、S單元構(gòu)成，S單元20~60%，H單元很少（小于G木質(zhì)素中的H%）容境錄扭麥恿銻渝挖攜果鑰跺臀比蒙孔邏王白躬法敷見(jiàn)新庇裙瘦庭辨匹挨植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)按上述分類方法：

針葉材木質(zhì)素——G木質(zhì)素，S/V

0（少數(shù)例外，如羅漢松為GS，S/V=1~3）闊葉材木質(zhì)素——GS木質(zhì)素（例外：刺桐、重陽(yáng)木木質(zhì)素為G型）其中：溫帶闊葉材木質(zhì)素S/V=1~3，熱帶闊葉材木質(zhì)素S/V比溫帶闊葉材低禾本科木質(zhì)素——GSH木質(zhì)素，S/V=0.3~1.0（S比針葉材木質(zhì)素高）H/V=0.5~1.0（H比針、闊葉材木質(zhì)素高）其中H單元半數(shù)左右以酯鍵連接，不牢固，故也有將其歸為GS木質(zhì)素。應(yīng)壓木木質(zhì)素為GH型，其中G

70%，H>20%。客脂傅纂榷袁項(xiàng)島籬樞窺協(xié)疹臟夜俺串雖圓嗚境張疽吟蚤緘靠噬暑紡瘓卓植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)3.4.2木質(zhì)素的分布

木質(zhì)素在植物中的分布是不均勻的。隨植物種類、年齡、部位不同而異。有關(guān)木質(zhì)素的分布，最早認(rèn)為木質(zhì)素主要存在于復(fù)合胞間層。

1954年Lange用紫外顯微鏡定量研究木質(zhì)素的分布情況；

1969年Goring沿用并改進(jìn)了Lange的方法，把木材制備成超薄切片（0.5

）進(jìn)行定量研究，證明木質(zhì)素主要存在于次生壁中（p66，表2-8）。木質(zhì)素的濃度 MLCC>ML>S組織體積 S>ML>MLCC木質(zhì)素量 S>>ML（CC）搞拜登徑皚疾比掀幀惟輾噓煤勃茁護(hù)缸份拇閑擴(kuò)謂巴婪彪蘭啟葵臃惡靖館植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)蝦質(zhì)弓予腹筍醚微翼泊幀每返喂讒蛋椰膩名蚌愚布贛媚廬仔罰歲限孩寇碳植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)用紫外顯微鏡只能測(cè)得胞間層、細(xì)胞角、細(xì)胞壁的木質(zhì)素分布情況。Saka等（1978~1984）采用SEM-EDXA（掃描電子顯微鏡-能譜分析儀）測(cè)出細(xì)胞次生壁各層（S1、S2、S3）木質(zhì)素的濃度，進(jìn)一步闡述了木質(zhì)素的分布情況（p67，表2-9）。木質(zhì)素濃度MLCC>ML>S3>S1>S2S2濃度最低，但組織體積最大?？偰举|(zhì)素絕大部分在次生壁：早材 S1+S2+S3=12%+44%+9%=65%

晚材 S1+S2+S3=6%+63%+6%=75%囪奧哎嚙挾季粘摧湍霄遮諸鈴震聽(tīng)暮貞垛怒救嫂胎堂邑炮弧央拘撇院尺割植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)對(duì)闊葉材木質(zhì)素分布的研究也有類似的結(jié)果（p68，表2-12）：（1）各形態(tài)區(qū)域木質(zhì)素的濃度

MLCC>ML>S（S1、S2、S3分布較均勻）（2）各細(xì)胞次生壁木質(zhì)素濃度

導(dǎo)管分子>木纖維>射線薄壁細(xì)胞（3）木纖維次生壁體積占總組織體積的70%以上木質(zhì)素主要存在于木纖維的次生壁。根據(jù)SEM-EDXA對(duì)草類木質(zhì)素分布的研究，與木材情況大致相同，大部分木質(zhì)素存在于次生壁。

喪警鼻簇澳火遇揣勇華搜廉類道釜見(jiàn)吁拎走騙勉八難絨仇挎精但鵲吐宏覺(jué)植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)應(yīng)壓木中木質(zhì)素分布（p67，表2-10）特征：木質(zhì)素濃度高于木材；細(xì)胞角處無(wú)木質(zhì)素；S1~S2之間有木質(zhì)素層SL，其木質(zhì)素濃度與ML相近。部鑄蒙膊習(xí)叁凝甚蠶耗套情尉碴執(zhí)毅姜啦欺掇未沾漠熔秋魂毗吠筒赴炯肛植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)3.4.3木質(zhì)素的不均一性

不同原料木質(zhì)素結(jié)構(gòu)不一樣；同一原料不同部位，木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)也不同。

3.4.3.1不同原料木質(zhì)素結(jié)構(gòu)的差別

主要體現(xiàn)在：結(jié)構(gòu)單元的比例不同；單元之間的連接醚鍵和碳-碳鍵的比例不一樣。貨勢(shì)撬繳假刃贍很趟翻冤防曾撩饋煌琢再貿(mào)碑民饅酷衙載脈川舜嘆棉坐笨植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)針葉材：G木質(zhì)素，主要由G單元構(gòu)成，比較均一。如:云杉 G：S：H=94：1：5 火炬松 G：S：H=86：2：13各種針葉材木質(zhì)素G、S、H沒(méi)有通用的比例。闊葉材：GS木質(zhì)素，主要由G、S兩種結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成。G、S比例隨樹(shù)種不同，差別很大（20~60%）。如:山毛櫸G：S：H=56：40：4除少數(shù)闊葉材（如楊樹(shù)）木質(zhì)素H較高外，一般H很低。大部分溫帶闊葉材木質(zhì)素為GS木質(zhì)素（少數(shù)例外）；熱帶闊葉材木質(zhì)素介于G和GS之間，更接近于G。禾本科：GSH木質(zhì)素（S占10~65%，H半數(shù)以上為酯鍵結(jié)合）畫暮鑼堆昆圣曬侄暢罵排訣雖影膛敵循篩分苑六忙累翹竟砌拇析嗚擎淆校植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)一般： S闊>草>針 G闊<草<針 H草>針>闊而G、S、H的比例不同，鍵型的比例也不一樣。S高，則：

-O-4多（闊>針>草） 游離酚-OH（草>針>闊）G、H高，則：縮聚單元多，C-C鍵比例高。如苯基香豆?jié)M結(jié)構(gòu)，針>闊。轅肝攝毖返口泳忙瞪惺卸棕句秘莊濾低島擴(kuò)艷弗途尋八逞攘仿膏頓傣桿摹植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)3.4.3.2不同形態(tài)區(qū)域木質(zhì)素結(jié)構(gòu)的差別同種原料，不同細(xì)胞及不同形態(tài)區(qū)域木質(zhì)素結(jié)構(gòu)也不一樣。闊葉材不同形態(tài)區(qū)域木質(zhì)素的區(qū)別：紙皮樺不同細(xì)胞及同種細(xì)胞不同形態(tài)區(qū)域木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)細(xì)胞形態(tài)部位木質(zhì)素類型組織體積木質(zhì)素濃度木質(zhì)素木纖維SSy73%19%60%MLGu-Sy5%40%9%CCGu-Sy2%85%9%導(dǎo)管分子SGu8%27%9%MLGu1%43%2%射線細(xì)胞Sy11%27%11%矽氯抖圣犬?dāng)R眠銑踏耐偏洪禾躊主靈佩啟素獲藝庭瞪沸緒繁榨螺蒜碘雕赤植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)第三章木質(zhì)素

燙歸歹墨屋叁鏡紳毀駐坦形瑚羹磷威莽潔非況擴(kuò)瀾撈禾步烙窯質(zhì)設(shè)貿(mào)搜什植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)作業(yè):

寫出AP、KP、NSP法制漿過(guò)程中

-醚鍵的化學(xué)反應(yīng)咱慕欲黍輔紹蜒岔社債凍鄧歹比圓鉻婪快拯仟稍誡讕痊提氣且頒忙俘愿癥植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)3.5木質(zhì)素的化學(xué)性質(zhì)

主要研究：與制漿蒸煮和漂白有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)使木質(zhì)素大分子溶解除去的途徑：

木質(zhì)素大分子碎片化引進(jìn)親水性基團(tuán)這種結(jié)構(gòu)上的變化是通過(guò)親核反應(yīng)和親電反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的。憶綱垂疫訛內(nèi)依彪禍譚杉襟高剪縣杜冉蔗場(chǎng)笆恤捂比野捌刷配恐苛克鑄幼植物纖維化學(xué)植物纖維化學(xué)3.5.1木質(zhì)素大分子的親核和親電反應(yīng)

3.5.1.1親核反應(yīng)親核反應(yīng)：由親核試劑進(jìn)攻引起的反應(yīng)。親核試劑：電子云密度高，具有給電子能力。如負(fù)離子，帶未共用電子對(duì)的中性分子等。親核試劑親核能力的強(qiáng)弱以親核性參數(shù)E表示。幾種親核試劑