《半纤维素》PPT课件.ppt
《《半纤维素》PPT课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《半纤维素》PPT课件.ppt(64页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、3.2.3 半纤维素的化学结构式半纤维素的化学结构式构成半纤维素的糖基:构成半纤维素的糖基:甘露糖(Mannose)、葡萄糖(Glucose)、半乳糖(Galactose)、木糖(Xylose)、阿拉伯糖(Arabinose)、4-0-甲基葡萄糖醛酸(4-0-Methyl-GlucuronicAcid)、半乳糖醛酸(Galacturonic Acid)、葡萄糖醛酸(Glucuronic Acid)。鼠李糖(Rhammose)和岩藻糖(Fucose)。Their building units arehexoses(D-glucose,Dmannose,and D-galactose),pento
2、ses(D-xylose,Larabinose,and D-arabinose),or deoxyhexoses(L-rhamnoseor 6-deoxy-L-mannose andrare L-fucose or 6-deoxy-galactose).Small amounts ofcertain uronic acids(4-Omethyl-D-glucuronic acid,Dgalacturonicacid,and Dglucuronicacid)are alsopresent.针叶木半纤维素中最多的是聚半乳糖葡萄糖甘露糖,含量大约为15-20%。包括两类结构:半乳糖:葡萄糖:甘露糖=
3、0.1:1:3半乳糖:葡萄糖:甘露糖=1:1:33.2.3.1 3.2.3.1 针叶木半纤维素聚糖的类型及化学结构式针叶木半纤维素聚糖的类型及化学结构式 1.聚半乳糖葡萄糖甘露糖类(galactoglucomannans)结构特点:a、主链:D葡萄糖与D甘露糖通过(14)苷键联接;b、枝链:半乳糖与主链糖基在C6上形成(16)联接。c、O乙酰基一般与主链的甘露糖基及葡萄糖基在C2或C3位上形成乙酸酯。3.2.3.1 3.2.3.1 针叶木半纤维素聚糖的类型及化学结构式针叶木半纤维素聚糖的类型及化学结构式聚半乳糖葡萄糖甘露糖的化学结构式聚半乳糖葡萄糖甘露糖的化学结构式2.2.聚木糖类聚木糖类 针
4、针叶叶木木中中的的聚聚木木糖糖类类主主要要是是聚聚阿阿拉拉伯伯糖糖4 4O O甲基葡萄糖醛酸木糖。甲基葡萄糖醛酸木糖。结构特点:结构特点:a a、主链:、主链:D D吡喃式木糖基,通过(吡喃式木糖基,通过(1 14 4)联联接起来的。接起来的。b b、枝链:、枝链:4 4O O甲基葡萄糖醛酸联接到甲基葡萄糖醛酸联接到C C2 2上,上,L L呋喃式阿拉伯糖基联接到呋喃式阿拉伯糖基联接到C C3 3上。上。聚阿拉伯糖聚阿拉伯糖4 4O O甲基葡萄糖醛酸木糖甲基葡萄糖醛酸木糖3.3.聚阿拉伯糖半乳糖聚阿拉伯糖半乳糖a a、是高分枝度水溶性聚糖;、是高分枝度水溶性聚糖;b b、常与水溶性的聚半乳糖葡
5、萄糖甘露糖一起存在;、常与水溶性的聚半乳糖葡萄糖甘露糖一起存在;c c、主链是(、主链是(1 13 3)联接的联接的D D吡喃式半乳糖基;吡喃式半乳糖基;d d、支链是、支链是L L呋喃式阿拉伯糖基联接于主链半乳糖基呋喃式阿拉伯糖基联接于主链半乳糖基的的C C6 6上。上。(还有其他枝链还有其他枝链)特点:特点:聚阿拉伯糖半乳糖阔叶木半纤维素的类型及化学结构 1.1.聚木糖类聚木糖类阔阔叶叶木木中中的的聚聚木木糖糖主主要要是是聚聚O O乙乙酰酰基基4 4O O甲甲基基葡葡萄萄糖糖醛醛酸酸木木糖糖,一一般占木材的般占木材的20203030,也有高达,也有高达3535的。的。主链:主链:D D吡喃
6、式木糖基通过(吡喃式木糖基通过(1 14 4)苷键联接而成。苷键联接而成。支支链链:乙乙酰酰基基与与主主链链C C2 2 ,C C3 3成成乙乙酸酸酯酯联联接接,4 4O O甲甲基基D D吡吡喃喃式式葡萄糖醛酸基联接到主链木糖基葡萄糖醛酸基联接到主链木糖基C C2 2位上。位上。聚O乙酰基4O甲基葡萄糖醛酸木糖2.聚葡萄糖甘露糖在一般阔叶木中的含量为在一般阔叶木中的含量为25。主主链链:D吡吡喃喃式式葡葡萄萄糖糖基基与与D甘甘露露糖糖基基,通通过(过(1-4)苷键连接苷键连接。3.3.聚鼠李糖半乳糖醛酸木糖聚鼠李糖半乳糖醛酸木糖桦木半纤维素中含有此类聚糖桦木半纤维素中含有此类聚糖鼠李糖基联接在
7、两个相邻木糖基与半乳糖醛酸基之间。鼠李糖基联接在两个相邻木糖基与半乳糖醛酸基之间。4.4.聚木糖葡萄糖类聚木糖葡萄糖类在阔叶材细胞初生壁中还含有较大量的聚木糖葡萄糖类半纤维素,其在初生壁中的含量达20%25%。其特点:(1)主链由-D-葡萄糖基构成;(2)主链的糖基的C6位置上链有-D-木糖基;(3)木糖基上有时还连接有岩藻糖和乙酰基。聚木糖葡萄糖类聚木糖葡萄糖类禾本科植物的主要半纤维素的类型及化学结构 主要是主要是聚木糖聚木糖,但种类不同,所含的聚木糖分子特性不同。,但种类不同,所含的聚木糖分子特性不同。西班牙草:由木糖基构成的线状均一的聚木糖。西班牙草:由木糖基构成的线状均一的聚木糖。热带
8、草:高分枝度的聚木糖。热带草:高分枝度的聚木糖。禾草类:聚阿拉伯糖禾草类:聚阿拉伯糖4 4O O甲基葡萄糖醛酸木糖。甲基葡萄糖醛酸木糖。1.1.麦草麦草 麦草中的半纤维素主要是聚阿拉伯糖葡萄糖醛酸木糖麦草中的半纤维素主要是聚阿拉伯糖葡萄糖醛酸木糖 3.2.4 3.2.4 半纤维素与其伴生物的化学连接半纤维素与其伴生物的化学连接l木素和部分半纤维之间存在化学键的连接l纤维素和半纤维素之间没有共价键连接,但存在氢键连接和范德华作用力l半纤维素和蛋白质之间有化学连接lLCC在植物细胞壁中,木素与半纤维素之间存在着化学连接,形成木素与碳水化合物复合体,即LCC(lignin-carbohydrate
9、complex)一、酸性水解一、酸性水解二、碱性降解二、碱性降解三、酶降解三、酶降解四、半纤维素在化学制浆中的变化四、半纤维素在化学制浆中的变化3.3 半纤维素的化学性质半纤维素的化学性质主要内容主要内容与纤维素的与纤维素的化学性质作化学性质作比较比较3.3.1 3.3.1 酸性水解酸性水解半纤维素的苷键在酸性介质中会裂开,使半纤维素发生降解。半纤维素的苷键在酸性介质中会裂开,使半纤维素发生降解。酸水解速度酸水解速度:1 1、-D-D构型构型 -D-D构型构型2 2、呋喃式醛糖配糖化物、呋喃式醛糖配糖化物 相应吡喃式醛糖配糖化物相应吡喃式醛糖配糖化物3 3、甲基吡喃式阿拉伯糖、甲基吡喃式阿拉伯
10、糖 半乳糖半乳糖 木糖木糖 甘露糖甘露糖 葡萄葡萄糖糖4 4、因、因羧基羧基对苷键连接的稳定影响,糖醛酸配糖化合物最稳定对苷键连接的稳定影响,糖醛酸配糖化合物最稳定甲基吡喃式己糖配糖化物与甲基吡喃式戊糖配糖化物的酸性水解醛糖配糖化物醛糖配糖化物相对速率相对速率醛糖配糖化物醛糖配糖化物相对速率相对速率甲基甲基-D葡萄糖葡萄糖配配糖化物糖化物1.0甲基甲基-D半乳糖半乳糖配配糖化物糖化物9.3甲基甲基-D葡萄糖葡萄糖配配糖化物糖化物1.9甲基甲基-D木糖木糖配配糖化物糖化物4.5甲基甲基-D甘露糖甘露糖配配糖化物糖化物2.4甲基甲基-D木糖木糖配糖配糖化物化物9.0甲基甲基-D甘露糖甘露糖配配糖化
11、物糖化物5.7甲基甲基-L阿拉伯糖阿拉伯糖配糖化物配糖化物13.1甲基甲基-D半乳糖半乳糖配配糖化物糖化物5.2甲基甲基-L阿拉伯糖阿拉伯糖配糖化物配糖化物9.0吡喃式醛糖配糖化物与呋喃式醛糖配糖化物的水解醛糖配糖化物醛糖配糖化物K104/min-1醛糖配糖化物醛糖配糖化物K104/min-1甲基甲基-D吡吡喃式喃式葡萄糖配葡萄糖配糖化物糖化物2.5甲基甲基-D吡吡喃式喃式半乳糖配半乳糖配糖化物糖化物2.3甲基甲基-D吡吡喃式喃式葡萄糖配葡萄糖配糖化物糖化物3.0乙基乙基-D呋呋喃式喃式葡萄糖配葡萄糖配糖化物糖化物530甲基甲基-D吡吡喃式喃式甘露糖配甘露糖配糖化物糖化物1.0甲基甲基-D呋呋
12、喃式喃式甘露糖配甘露糖配糖化物糖化物150酸法制浆中半纤维素的变化酸法制浆中半纤维素的变化 在酸性亚硫酸盐法制浆中,半纤维素会部分水解在酸性亚硫酸盐法制浆中,半纤维素会部分水解为为单糖单糖和和低聚糖低聚糖,溶于蒸煮液中。,溶于蒸煮液中。呋喃式阿拉伯糖呋喃式阿拉伯糖最最早被溶出,早被溶出,甲基葡萄糖醛酸甲基葡萄糖醛酸最难溶,直到大量木糖被最难溶,直到大量木糖被溶出溶出,甲基葡萄糖醛酸也不会出现在蒸煮液中。甲基葡萄糖醛酸也不会出现在蒸煮液中。3.3.2 3.3.2 碱性降解碱性降解碱性降解碱性降解碱性水解:条件强烈碱性水解:条件强烈剥皮反应:条件温和剥皮反应:条件温和在碱性条件下,半纤维素上的在碱
13、性条件下,半纤维素上的乙酰基乙酰基易于脱落。易于脱落。3.3.2.1 3.3.2.1 碱性水解碱性水解碱性条件下,温度碱性条件下,温度170时,发生半纤维素时,发生半纤维素的的苷键苷键断裂,即碱性水解。断裂,即碱性水解。糖糖苷键型式苷键型式C1位位OCH3与与C2位位OH之间的关系之间的关系呋喃式配糖化呋喃式配糖化物物K103吡喃式配糖吡喃式配糖化物化物K103D葡萄糖葡萄糖顺顺1.0D葡萄糖葡萄糖反反1002.5D半乳糖半乳糖顺顺7.81.0D半乳糖半乳糖反反285.7D甘露糖甘露糖反反302.8D甘露糖甘露糖顺顺1.1D木糖木糖顺顺8.11.2D木糖木糖反反1005.8L阿拉伯糖阿拉伯糖反
14、反3210.0L阿拉伯糖阿拉伯糖顺顺1.0若干甲基配糖化物的碱性水解速率若干甲基配糖化物的碱性水解速率碱性水解速率碱性水解速率1、C1 1位甲氧基与位甲氧基与C2 2羟基成反位者羟基成反位者甲氧基与甲氧基与 C2 2羟基成顺位者羟基成顺位者2、呋喃式配糖化物水解速率、呋喃式配糖化物水解速率吡喃式配糖化物吡喃式配糖化物3、呋喃式配糖化物中,、呋喃式配糖化物中,C1 1与与C2 2称反构型者称反构型者 顺式同分异构体顺式同分异构体4 4、甲基、甲基-与与-吡喃式葡萄糖醛酸配糖化物吡喃式葡萄糖醛酸配糖化物 呋喃式配糖化物呋喃式配糖化物剥皮反应剥皮反应在较温和的碱性条件下,半纤维素会发生剥皮反在较温和
15、的碱性条件下,半纤维素会发生剥皮反应,从糖的还原性末端基开始逐个进行。应,从糖的还原性末端基开始逐个进行。半纤维素的碱性剥皮反应进行到一定程度也会终半纤维素的碱性剥皮反应进行到一定程度也会终止,其终止反应与纤维素一样,也是还原性末端止,其终止反应与纤维素一样,也是还原性末端基转化成基转化成偏变糖酸基偏变糖酸基。半纤维素的剥皮反应比纤维素的更复杂!半纤维素的剥皮反应比纤维素的更复杂!半纤维素的酶降解半纤维素的酶降解酶的两种作用形式:酶的两种作用形式:内切酶:内切酶:随机断裂聚糖分子的糖苷键,降低聚随机断裂聚糖分子的糖苷键,降低聚合度;合度;外切酶:外切酶:只能断裂聚糖分子中非还原性末端基只能断裂
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 半纤维素 纤维素 PPT 课件
限制150内