Целлюлоза. Целлюлоза, или клетчатка, — самый распространённый полисахарид в растительном мире

Целлюлоза, или клетчатка, — самый распространённый полисахарид в растительном мире. Содержание целлюлозы в древесине 50 – 70%, в хлопке — 98%. Основным структурным звеном являются остатки b- D- глюкопиранозы, соединённые 1,4-гликозидными связями. Макромолекулы не имеет разветвлений, в них содержится от 2500 до 12000 глюкозных остатков.

n = 1250¸6000

Макромолекулы имеют линейное строение, что обусловлено конфигурацией аномерного атома углерода (в b-форме); дополнительную устойчивость линейным молекулам придают водородные связи внутри цепи (между атомом кислорода пиранозного кольца и гидроксогруппой второго углеродного атома).

Макромолекулы расположены параллельно друг другу и связаны между собой межмолекулярными водородными связями, образуя волокна. В связи с этим целлюлоза обладает высокой механической прочностью и служит материалом для построения клеточных стенок растений.

Целлюлоза в воде не растворяется и набухает только в растворах щелочей. Она не расщепляется обычными ферментами желудочно-кишечного тракта, но она является необходимым балластным веществом. В желудке жвачных животных (коров, овец) содержатся микроорганизмы, расщепляющие целлюлозу, поэтому жвачные животные могут питаться продуктами, содержащими целлюлозу.

Целлюлоза широко применяется в производстве этанола, искусственного волокна, фотоплёнок, взрывчатых веществ.

При гидролизе целлюлозы с помощью водного раствора серной кислоты получают водный раствор глюкозы, который после удаления сульфат-ионов используют для получения этилового спирта путём спиртового брожения (гл. 7.1.3).

Искусственные волокна на основе целлюлозы — это, прежде всего, вискозные волокна. Их формуют из концентрированного раствора натриевой соли ксантогената целлюлозы. Схему реакции образования ксантогената целлюлозы условно можно представить следующим образом:

x = 0.45 ¸ 0.65.

Целлофан — это плёнка, формуемая из щелочных растворов ксантогената целлюлозы. Он нетоксичен, применяется в качестве упаковочного материала для жирных мясомолочных продуктов, фруктов, кондитерских изделий и др. В медицине целлофан — имплантируемый материал.

Этролы — это эфироцеллюлозные пластмассы. Важнейшим среди них является целлулоид, основой которого является нитрат целлюлозы (коллоксилин) с низкой степенью этерификации (х = 1.5 ¸ 2.5) [ C₆H₇O₂ (OH) _3-x (ONO₂) _x ]_n. Среди других этролов — это пластмассы на основе ацетата, ацетобутирата, ацетопропионата целлюлозы и этилцеллюлозы. Этролы применяют в производстве труб для перекачки природного газа, деталей автомобилей, самолётов, телефонных аппаратов, радио- и телеприёмников, медицинских инструментов и др.

Пироксилины — нитраты целлюлозы с высокой степенью этерификации (х = 2 ¸ 3). Пироксилины и колоксилин применяются также в производстве бездымного пороха динамита и других взрывчатых веществ.

Дата добавления: 2015-07-13