2.3蛋白质纤维教学.ppt

2.3 蛋白质纤维 主要知识点： 2.3.1 蛋白质的基础知识 2.3.2 蚕丝纤维 2.3.3 羊毛纤维 2.3.4 再生蛋白质纤维 重点：蛋白质的结构、理化性质，蚕丝羊毛纤维的结构和理化性质。 难点：蚕丝、羊毛、大豆等蛋白纤维的结构、性能和理化性质。 2.3.1 蛋白质的基础知识 一、蛋白质的化学结构 羧酸分子中烃基上的一个或几个氢原子被氨基取代的化合物叫做氨基酸。 1. α-氨基酸 水解只生成α-氨基酸的—简单蛋白质，如卵清蛋白、乳清蛋白、角蛋白、丝素蛋白。 水解后，除生成α-氨基酸外，还生成非蛋白如糖类、核酸、含磷铁化合物等—结合蛋白质。α–氨基酸是无色晶体，熔点较高，大多数氨基酸易溶于水，几乎不溶于非极性溶剂。 蛋白质还可以按照形状分类。 2. 肽键和肽链 氨基酸以肽键相互连接而成的长链—肽链。 蛋白质的肽链可看成由不同的氨基酸残基构成，这些氨基酸残基在肽链中有确定的排列顺序。 2.3.1 蛋白质的基础知识 二、蛋白质分子的结构 1. 蛋白质的一级结构 3. 蛋白质的三级结构4. 蛋白质的四级结构 2.3.1 蛋白质的基础知识 三、稳定蛋白质空间结构的作用力（图） 酰胺键：羧基与氨基反应 四、蛋白质的两性性质和等电点 等电点：溶液的pH值调节到某一值，蛋白质正、负离子所带电荷数相等，此时中性的双极离子浓度达最大值，这个pH值叫做等电点。蛋白质在等电点时，很多性质发生变化。 2.3.1 蛋白质的基础知识 1. 透析：使小分子和离子穿过半透膜，分离出去。 2. 凝聚：蛋白质分子颗粒聚集起来，从溶液中析出沉淀。 破坏水化层 去除同性电荷 3. 胶凝和胶溶 当温度下降（冷却）时，蛋白质溶液会凝结成冻胶状态——胶凝作用。 当温度升高（加热）时，凝胶会溶解成溶液状态——胶溶作用。 2.3.1 蛋白质的基础知识 可逆变性：蛋白质变性之后经过适当处理，蛋白质性质可发生恢复的变性。 不可逆变性：去除变性因素或经过处理不能使蛋白质恢复原有性质的变性。 1. 物理性质：溶解度下降，粘度增大，失去结晶能力等。 2. 化学性质：更易发生化学反应，水解速度加快。 3. 生物活性：酶失去催化活性，激素失去生理调节作用。 引起蛋白质变性的因素： 温度、pH、有机溶剂 2.3.1 蛋白质的基础知识 七、蛋白质的颜色反应 双缩脲反应，水合茚三酮反应，黄色反应，米伦反应 八、蛋白质的水解 1. 酸水解 酸性水解通常用6mol/L的盐酸或3mol/L的硫酸。 2. 碱水解 肽键对碱比对酸敏感，用0.25mol/L的NaOH就能进行水解。碱水解时并不破坏色氨酸。 3. 酶水解 不同的酶对蛋白质进行水解可得到不同的中间产物。 2.3.2 蚕丝纤维 一、茧丝的化学组成和形态结构 1. 茧丝的化学组成 2. 茧丝的形态结构 了解蚕的一生 茧丝的外观形态 蚕丝的分子结构 2.3.2 蚕丝纤维 1. 丝素的相对分子质量和化学结构 分子链：嵌段连结 结晶区：侧基小的氨基酸剩基，排列整齐而紧密。 无定形区：侧基大、结构复杂的氨基酸剩基。 空间构象 结晶部分为伸直状态，属β-构象 键长、键角 丝素的分子链在纤维的晶区呈β-构象，结晶度约为50%。 缨状原纤结构模型。 丝素的无定形区对丝素的性质起主导作用。 2. 丝素的结晶结构 2.3.2 蚕丝纤维 三、丝素的物理性能 三、丝素的物理性能 四、丝素的化学性能 1. 酸和碱的作用 酸的作用：条件不同，发生不同程度水解。 弱无机酸和有机酸，常温不损伤蚕丝，还可增进光泽、手感，并赋予“丝鸣”的特性。 单宁酸可做增重剂和媒染剂（易吸收，不改变蚕丝性质，难以洗去）。 碱的作用：敏感，催化肽键水解。 影响因素 碱的种类和浓度 作用温度和时间 电解质总浓度 强碱高温损伤大，弱碱相对稳定。 四、丝素的化学性能 2. 氧化剂和还原剂的作用 氧化剂：比较敏感 氧化侧基、端基、肽链等 含氯氧化剂最严重，不能用氯漂和亚漂 氧漂较为缓和，但PH不能过高 还原剂：稳定，常用Na2SO3、NaHSO3、Na2S2O4（脱胶时用） 3. 光氧化作用 在天然纤维中耐光性最差。 紫外线使蛋白质分子链降解，泛黄；硫脲处理，对阻止和消除紫外线的影响效果较为显著；硫氰酸铵、单宁等具有还原性的物质能延缓光氧化的进行。铜、铁、锡、铅等盐对光氧化有催化作用。 4. 染料的作用 5. 丝素的增重 6. 酶和微生物的作用 五、丝胶的结构和性质 1. 丝胶的组成和结构 C、H、O、N、S 基本组成：氨基酸 最外层丝胶的分子排列基本是无定形状态，向内结晶度逐层提高，且取向增加。 桑蚕丝含丝胶20~30%。 柞蚕丝含丝胶12%。 五、丝胶的结构和性质 丝胶的性质 吸湿性比丝素好。 在水中强烈吸湿会发生膨化。 两性性质，酸性略大于碱性，等电点PH=3.9~4.