木素的分离和测定 A.pptVIP

第二章 植物纤维化学概述 本章书主要内容：三大组分的化学结构、化学反应行为。 学这章书的目的：分析理解纤维在制浆造纸过程中的化学 反应，以起到指导作用。 第一节 木素 一、木素的分离和测定 A、木素的分离：目的是供测定和研究用，不同的分离方 法得到木素的性质和量不同，主要有下述四种方法： ◆乙醇木素：得到总量的10％低分子量的部分，有天然 木素之称。 ◆磨木木素：得到50 ％，比较有价值。 ◆酵素木素：得到50 ％ ◆不溶木素：常做测量木素含量用。 B、木素测定： 1、含量测定：原料、浆中残留木素 2、结构测定（属理论研究）： 模型法、电子光谱、红外线光谱等。 二、木素的化学结构 虽然分离有困难且使木素结构改变，但己有足够认识和定论。 （一）木素结构单元 要记牢，且写几次。 针主含G、少量H； 阔主含S、也有G及少量H； 草主含S、也有G及部分H； S型木素较易脱除 （二）木素分子的官能基 1、有哪些官能基 以云杉为例，以C9为单元： 甲氧基0.96；酚羟基0.3，醇羟基0.85，羰基0.18等。 2、这些基团性质： （三）结构单元间的联接化学键 两大类：醚键C—O—C、碳碳键C—C（较稳定）； 各三种：芳—芳、芳—烷、烷—烷。 ◇键的具体数量：参下式， ◇键的化学性能：碳碳键C—C、芳—芳醚键较稳定。 （四）木素具无定型和不均一性。 三、木素的物理性质 1、分子量 2、溶解度 3、折射率 4、软化点 5、其它 四、木素在制浆中的化学反应 主要是蒸煮和漂白，主要有α、β醚键的断裂，甲氧基的 脱除，苯环的氧化断裂，侧链的变性。 （一）木素结构单元的化学反应性能 1、G、S、H单元中，S有二个甲氧基， 脱后形成有活性的酚羟基。 2、酚型和非酚型单元 右式若R=H时为酚型：活性大； 否则称非酚型。 3、结构单元在酸、中、碱性介质中的基本反应 a、在碱性 酚型结构单元中的-OH中O的P电子是强的电子给予体，和 苯环上的丌电子形成P-丌共轭体系，通过诱导效应使侧链 上的α-碳位上形成正碳离子中心（则亚甲基醌结构），易 被亲核试剂所进攻。 b、在中性：因为没有碱性的催化作用，形成α-碳位上正碳 离子中心的程度很弱。 c、在酸性：酚型和非酚型都能形成α-碳位上正碳离子中心， 是通过无机酸和α-醚形成四价氧盐而形成，在酸法制浆中 易被亲核试剂所进攻。 （二）木素在碱法制浆中的反应 碱法包含： 1、烧碱法：NaOH 2、硫酸盐法： NaOH + Na2S 1、酚型结构单元的α断裂 2、β-醚键的断裂 ⑴ 烧碱法 ◆ 酚型的β-醚键基本稳定，如下图式 亚甲基醌吸电子的诱导使β-碳位的H脱去，此为 β-质子消除反应。 ◆ 非酚型的β-醚键断裂（在α-碳位上有醇羟基） ⑵ 硫酸盐法： ◆酚型和非酚型的β-醚键都会断裂 非酚型β-醚键断裂如上式 酚型β-醚键的断裂如下式： 反应步骤：参书P36 a~e 。 由此得重要结论 ★硫酸盐法脱木素能力比烧碱法强。 其次，硫酸盐木素含硫很低，S 实际上起催化作用。 ◆ 脱甲氧基： 并没使木素大分子有多大 降解，但形成了酚羟基， 脱甲氧基形成了很臭的甲 硫醇和二甲硫醚。 （三）木素在亚硫酸盐法中的反