木素的化学反应解读.ppt

（四）氧与木素的反应 氧为一种比较缓和的有选择的氧化剂。在碱溶液中可产生HOO·和HO·，同时攻击木素。 氧首先吸引木素酚阴离子的电子，而生成苯氧游离基。苯氧游离基与氧或HOO·反应，导致侧链与甲氧基脱除及芳香环开环。 侧链脱离 环开裂 脱甲氧基 木素的颜色反应 木素的颜色反应，可以了解木质化的进程，木素的分布，而且可以定量地确定木素中的特定结构，可用于快速鉴定浆的种类和木材的种类。 利用氯化锌-碘染色液（赫兹波格染色液）对木素的颜色反应，可以鉴别纸浆方法及脱木素程度。 木素的生色基团 木材和机械木浆有一定颜色，意味着木材木素本身存在一些生色基团。 木素能和一些化学试剂发生颜色反应，更说明木素中含有某些基团经化学处理后能形成生色基团。 近年来，利用紫外光谱研究，更确切知道了木素中生色基团的结构。木素中有两个生色基团，一个是松柏醛基，另一个是α—羰基。 两种含羰基的生色基团 α—羰基结构 松柏醛基 更准确地说： 木素中的羰基或羰基及其共轭双键结构，是导致木素生色的原因。 3、甲基-芳醚 酚型与非酚型均有一定程度的断裂。 NS脱木素程度不高，相当一部分木素残留在胞间层内，纤维不能完全分离，需借助机械法进一步处理，使之成浆。故中性SP通常用于生产半化学浆（NSSC, Neutral sulfite semi-chemical process）。 近年来，由于蒽醌的使用，发展了NS-AQ法生产化学木浆。国内主要生产化学草浆。 中性亚硫酸盐蒸煮中甲基芳醚的断裂 3.5.4.5 木素在碱性亚硫酸盐蒸煮（AS）中的反应 pH值12左右。 主要亲核试剂：SO32-，OH- 兼有中性SP和AP两种制浆反应的性能，改进了中性SP的反应情况，既有碱法的优点，又弥补了碱法的不足。 由于碱度高，非酚型?-O-4可断裂（NGP）； 由于磺化作用，酚型?-O-4可断裂； 同时还减轻了缩合反应。 3.5.4.6 酸性硫酸盐法蒸煮中木素的反应 pH值1~2。 主要亲核试剂：SO3H-，SO2·H2O 。 1、?-芳醚 结果： 无论酚型与非酚型结构单元，?-C普遍磺化，增加亲水性，有利于木素的溶出；但碎片化程度不大，只有非环?-O-4结构单元分离。 2、?-芳醚 结果： 酚型与非酚型?-芳醚都不断。 由于SO2·H2O亲核能力弱，?-C引进的-SO3H不能导致?-芳醚断裂； 由于pH值低，也不能发生邻基参与反应使非酚型?-芳醚断裂。 3、甲基-芳醚 结果： 酚型与非酚型甲基-芳醚都不反应。 4、缩聚反应 结果： 比碱法更多更快。酸性条件下形成的正碳离子比亚甲基醌更易吸引亲核试剂。这些亲核试剂包括：溶液中的如SO3H-、SO2·H2O；苯核上的亲核部位如C1、C5、C6。 酸性介质磺化和缩合反应的竞争 磺化反应 缩合反应 酸催化下木素酚型和非酚型单元的缩合反应 酸性SP中木素反应的特点 a、木素的溶出主要靠引进亲液基团（?-C普遍磺化）； b、酚型与非酚型?-芳醚都不断； c、酚型与非酚型甲基-芳醚都不断； d、缩聚反应严重 。 SP法制浆木素反应小结 ?-醚 ?-芳醚 甲基-芳醚 酚型 非酚型 酚型 非酚型 酚型 非酚型 酸性SP √ √ × × × × 中性SP √ × √ × √ √ 碱性SP √ × √ √ √ √ 亚硫酸盐蒸煮中，由于pH值不同，亲核试剂不同，木素的反应情况也不同。 木素大分子的碎片化程度随着pH值的升高而增加。 3.5.4.7 碱法和亚硫酸盐法蒸煮中脱木素的顺序 细胞壁S2层木素先脱除，胞间层木素最后脱除。 不同制浆方法木素反应小结 制浆 方法 ?-醚 ?-芳醚 甲基-芳醚 酚型 非酚型 酚型 非酚型 酚型 非酚型 酸性SP 中性SP 碱性SP AP法 KP法 不同制浆方法木素反应小结 制浆 方法 ?-醚 ?-芳醚 甲基-芳醚 酚型 非酚型 酚型 非酚型 酚型 非酚型 酸性SP √ √ × × × × 中性SP √ × √ × √ √ 碱性SP √ × √ √ √ √ AP法 √ × × √ √ √ KP法 √ × √ √ √ √ 四、木素的亲电取代反应 有机化学反应过程中，能从与之相互作用的体系得到或共享电子对者，称为亲电试剂。亲电试剂与有机化合物反应时，总是由试剂中带正电荷的原子或离子首先攻击化合物中电子云密度较大的位置。 （一）木素亲电取代反应（氯化）的特点 1. 木素结构单元的苯环上，很容易和亲电试剂作用，发生亲电取代反应； 2. 木素的亲电取代反应往往还伴随着木素的氧化、降解等反应； 3. 亲电取代反应主要发生在甲氧基或羟基的邻位或对位上。 （二）氯与木素的反应 Cl2 在水溶液中变化 Cl2 + H2O = HOCI + HCl 2HOCI = OCl-