纤维素的分子结构

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,第三章 纤维素,第二节 纤维素的结构,纤维素的结构包括一次结构、二次结构和三次结构。,一、纤维素的分子结构（一次结构）,分子结构是指链结构，分为,近程结构,和,远程结构。,近程结构属于化学结构，包括,链结构单元的组成和连接方式；,远程结构包括分子大小与形态、链的柔顺性及其分子在各种环境中所采取的,构象,。,（一）近程结构（化学结构）,1,、纤维素分子的结构单元及其连接方式,2,、纤维素分子的结构特点,3,、纤维素的分子构象,葡萄糖,Glucose,C,6,H,12,O,6,D-,葡萄糖,D-,葡萄糖,1,、纤维素分子的结构单元及其连接方式,1,）结构单元：,-,D-,吡喃式葡萄糖基,。,2,）连接方式：,1,4-,苷键连接。,单糖环状半缩醛结构中的半缩醛羟基与另一分子醇或羟基作用时，脱去一分子水而生成缩醛。糖的这种缩醛键称为,糖苷键,。,1,）每个基环均具有,3,个醇羟基。,分别处于,2,、,3,、,6,位，,C,6,上为伯羟基，,C,2,、,C,3,上为仲羟基。,羟基的存在影响纤维素的化学性质。,羟基的存在,影响纸张的物理强度。,2,、纤维素大分子的结构特点,2,）纤维素大分子链的两个末端羟基,纤维素大分子的两个末端羟基的性质是不同的。,一端为还原性末端基（,C,1,位上的苷羟基），另一端为非还原性末端基（,C,4,位上的羟基）。,对于整个纤维素大分子来说，一端有隐性醛基，另一端没有，使整个大分子具有极性并呈现出方向性。,纤维素分子结构及特征总结,基本结构单元：,-D-,吡喃式葡萄糖基。,连接方式：,1-4-,苷键。,中间每个基环有,三个,-OH,：,C,6,伯醇,-OH,，,C,2,，,C,3,仲醇,-OH,。,两个末端基具有极性和方向性：,C,1,上的苷羟基是隐性醛基，具有还原性；,C,4,上的仲醇羟基不具还原性 ，故大分子具有极性并呈现方向性，方向指向还原性末端基。,A,、纤维素的结构单元及连接方式是什么？,B,、为什么说纤维素大分子具有极性和方向性？,（,1,）,D-,葡萄糖基的构象,纤维素的,D-,葡萄糖基的构象为,4,C,1,椅式构象。,1,）在椅式构象中，各碳原子上的,羟基均是平伏键，而氢原子是直立键。,平伏键与中心对称轴成,10928,。,2,）,O,与,C1,、,C2,原子形成一个平面，,C3,、,C4,和,C5,原子在同一平面，这两个平面平行；,O,与,C2,、,C3,和,C5,在同一平面，并与两个三角平面相交叉。,3,、纤维素的分子构象,（,2,）伯醇,CH,2,-OH,的构象,在纤维素大分子中，从原理上讲：影响最大的伯羟基（,C,6,-O,6,键）的方向可以有三种不同的构象。这三种构象是指,C,5,-C,6,键旋转时，相对于,C,5,-O,5,键和,C,5,-C,4,键方向而定。,三种构象：,gt,gg,tg,.,其中,g,(,guache,),代表旁式，,t,（,trans,）,代表反式。,天然纤维素中，所有的,-CH,2,OH,都具有,tg,构象。再生纤维素则具有不同的构象。,天然纤维素中所有的,CH,2,OH,都具有,tg,-,构象,