纖維素的降解反應(yīng)

關(guān)于纖維素的降解反應(yīng)一、纖維素的酸水解降解纖維素大分子的苷鍵對酸的穩(wěn)定性很低，在適當(dāng)?shù)臍潆x子濃度、溫度和時間條件下，發(fā)生水解降解，使相鄰兩葡萄糖單體間碳原子1C和氧原子所形成的苷鍵斷裂。完全水解的產(chǎn)物是葡萄糖。分為均相酸水解和多相酸水解兩種過程第2頁,共10頁，2024年2月25日，星期天二、堿性水解纖維素的配糖鍵在一般情況下對堿是比較穩(wěn)定的，制漿蒸煮過程中，隨溫度升高及木素的脫除，纖維素會發(fā)生堿性降解，主要為堿性水解和剝皮反應(yīng)。與酸性一樣，堿性水解使纖維素的配糖鍵部分斷裂，產(chǎn)生新的還原性末端基，聚合度下降，紙漿強度下降。在堿性溶液中，即使條件溫和也容易發(fā)生剝皮反應(yīng)。所謂剝皮反應(yīng)，就是在堿的影響下，纖維素具有還原性末端基的葡萄糖基會逐個掉下來，直到產(chǎn)生纖維素末端基轉(zhuǎn)化為偏變糖酸基的穩(wěn)定反應(yīng)為止。第3頁,共10頁，2024年2月25日，星期天醛酮糖互變及β-烷氧基消除反應(yīng)纖維素葡萄糖末端基在堿作用下轉(zhuǎn)變?yōu)楣悄┒嘶?頁,共10頁，2024年2月25日，星期天在堿性溶液中，果糖末端基配糖鍵對C=O而言處于β位，由于C=O是強吸電子基團，可進行消除反應(yīng)。其機理可以用下式表示：式中B是一種堿，L是負電性基團，醚鍵位于負電性基團的β位。第5頁,共10頁，2024年2月25日，星期天上述β-烷氧基消除反應(yīng)的機理是：對于纖維素中具有β-烷氧基羰基結(jié)構(gòu)時，在堿性條件下，迅速消去烷氧基，進行剝皮反應(yīng)。而OH-（G）n-1具有新的還原性末端基，可繼續(xù)上述反應(yīng)，逐個脫掉末端基。第6頁,共10頁，2024年2月25日，星期天第7頁,共10頁，2024年2月25日，星期天反應(yīng)Ⅱ：終止反應(yīng)第8頁,共10頁，2024年2月25日，星期天具有偏變糖酸末端基的纖維素因無β-烷氧基羰基結(jié)構(gòu)，故不再進行上述剝皮反應(yīng)。因此，這個反應(yīng)稱為穩(wěn)定反應(yīng)剝皮反應(yīng)的速度與穩(wěn)定反應(yīng)的速度是不同的，前者較后者大，一般在單根纖維素分子鏈上大約要損失50個葡萄糖單元，直至纖維素末端基轉(zhuǎn)化成偏變糖酸基的穩(wěn)定反應(yīng)而停止反應(yīng)。在堿法蒸煮時總是存在剝皮反應(yīng)，纖維素水解后產(chǎn)生了新的還原性末端基，它們都能進行剝皮反應(yīng)。剝皮反應(yīng)的結(jié)果是纖維素聚合度降低，紙漿得率下降。因此，在蒸煮的后期。不能過分延長時間。第9頁,共10頁，2024年2