Инфракрасные спектры поглощения целлюлозы

Рис. 19. Инфракрасные спектры поглощения различных типов целлюлозы /—натив1шя целлюлоза 2—окисленная целлюлоза 5—ацетат целлюлозы 4—нитрат целлюлозы 5—пальмитат целлклозы 5—этилцеллюлоза 7—бензилцеллюло-аа в—гликолевый эфир целлюлозы.

Инфракрасные спектры широко применяются для функционального анализа полисахаридов " , например для определения полноты метилирования (см. стр. 495) или образования других типов производных по гидроксильным группам, для обнаружения сложноэфирных, амидных группировок, сульфатов и т. д. В наиболее простых случаях с помощью инфракрасной спектроскопии можно выяснить конфигурации гликозидных связей в молекуле полисахарида. Метод предложен также для изучения межмолекулярных взаимодействий в полисахаридах например, отношение интенсивностей полос поглощения О—Н и О—В в спектрах образцов целлюлозы, обработанных тяжелой водой для замещения всех доступных атомов водорода гидроксильных групп на дейтерий, может служить мерой кристалличности полисахарида . Наиболее интересные данные о конформациях и ориентации полисахаридных цепей может дать изучение дихроизма в инфракрасных спектрах напряженных пленок полисахарида . Таким способом была подтверждена правильность приведенной выше конформации целлюлозы. Метод применим для исследования сложных природных полисахаридных комплексов с помощью этого метода удалось показать, например, что в растительном материале многие гемицеллюлозы ориентированы вдоль целлюлозных фибрилл - 168 [c.517]

Никитин В. Н., ЖФХ, 23, 775 (1949). Исследование целлюлозы и ее производных с помощью инфракрасных спектров поглощения. [c.339]

Некоторые данные о появлении новых функциональных групп прп окислении целлюлозы можно получить и на основании исследований спектров поглощения в ультрафиолетовом свете. Наиболее резкие отличия в поглощении ультрафиолетовых лучей препаратами целлюлозы и окисленной целлюлозы имеет место при длине волны ультрафиолетовых лучей около 200—220 Ш) -. Гидратцеллюлоза поглощает ультрафиолетовые лучи значительно меньше, чем ацетилцеллюлоза или продукты окисления целлюлозы зз (рис. 71). Следовательно, измеряя поглощение ультрафиолетовых лучей с длиной волны 200—220 ягр-, можно проследить за процессом окисления целлюлозы. Однако этот метод исследования является менее точным и чувствительным, чем исследование инфракрасных спектров поглощения. [c.312]

Имеется предположение что кислород воздуха в щелочной среде действует на целлюлозу аналогично йодной кислоте, т. е. окисляет вторичные спиртовые группы до альдегидных с разрывом пиранового кольца и образованием продукта типа диальдегидцеллюлозы. Это предположение, однако, также не подтверждено экспериментальными данными. Выяснение этого вопроса возможно, повидимому, только при исследовании инфракрасных спектров поглощения целлюлозы окисленной в этих условиях. [c.326]

Учитывая трудности определения ацетильного числа химическими методами, целесообразно содержание связанной уксусной кислоты в триацетате целлюлозы определять методами инфракрасной спектроскопии. Для этого готовят триацетатную пленку толщиной менее 0,05 мм.. Измерения проводят в области спектра от 2500 до 3800 см сопоставляя интенсивность поглощения первичных и вторичных групп ОН (соответственно 3530 и 3460 см- ) и групп СН (2920 см- ). Полосы поглощения исследуемого образца сравниваются с контрольным образцом триацетата целлюлозы, для которого точно известно значение ацетильного числа. Результаты определения ацетильного числа вторичного ацетата целлюлозы менее точны, чем первичного ацетата, из-за большого содержания групп ОН и трудности удаления воды, дающей перекрывающую полосу поглощения. [c.53]

А. Наличие в полярных соединениях водородных связей, обладающих большей прочностью, чем межмолекулярные связи других типов, может быть установлено экспериментально и полу-количественно характеризовано путем исследования инфракрасных спектров поглощения (по изменению полосы поглощения, соответствующей колебаниям гидроксильной группы). При помощи этого метода было установлено, в частности, наличие значительного числа водородных связей в препаратах целлюлозы На спектре поглощения инфракрасных лучей были получены полосы [c.64]

Интересным и многообещающим методом качественной, и до известной степени, количественной характеристики содержания функциональных групп в молекуле окисленной целлюлозы является определение инфракрасных спектров поглощения этих продуктов. Каждая из функциональных групп, имеющихся в макромолекулах окисленной целлюлозы (альдегидная, кетонная, карбоксильная и гидроксильная группа), имеет свои характерные спектры поглощения. По изменению спектров поглощения инфракрасных лучей препаратами окисленной целлюлозы, по сравнению с исходной целлюлозой, можно приблизительно определить содержание тех или иных функциональных групп. Этим методом начали пользоваться для исследования процесса окисления целлюлозы сравнительно недавно. В 1947 г. появилась работа по исследованию инфракрасных спектров продуктов окисления целлюлозы. На рис. 70 видно, что при образовании, в результате окисления целлюлозы, новых функциональных групп, в спектре поглощения инфракрасных лучей появляются новые характерные полосы. Так, например, для гидроксильных групп характерны полосы 2,8, ч, для кетогрупп 9,5 1. Введение карбоксильных групп дает на спектре две новые полосы 6,1 и 7,8 [c.310]

В 50-е годы в химии целлюлозы начали применять инфракрасную спектроскопию. В результате ряда исследований [74, 79, 119, 201 ] осуществили отнесение различных полос поглощения к соответствующим группам атомов. Оказалось возможным идентифицировать не только группы Hj, СН, С=0, С—О—С, но также ОН-группы и связанную воду. На рис. 4.12 сравниваются ИК-спектры трех целлюлоз. Несмотря на сушку в одних и тех же условиях, можно заметить разные количества связанной воды (1595 см ). Расширенная полоса колебаний ОН-групп (3200— 3300 см ) служит дополнительным указанием на высокое содержание воды, связанной с ОН-группами целлюлозы. Из трех образцов, приведенных на рис. 4.13, хлопковый линтер имеет наименьшую доступность для воды, а целлофан наибольшую. Это показывает, что в целлюлозе хлопкового линтера существует больше Н-связей [c.66]

Опыты по дейтерированию групп ОН в целлюлозе, выполненные Марринаном и Манном [72, 73], подробно будут рассмотрены в разделе IV,Б, но упомянуть о них здесь необходимо, так как они показывают, как можно преодолеть некоторые трудности при исследовании целлюлозы в поляризованном инфракрасном излучении. Как уже указывалось, в полимерах имеются кристаллические участки, в которых ориентация обычно гораздо больше, чем в аморфных частях, а поскольку при использовании поляризованного излучения желательно иметь хорошо ориентированные образцы, то очевидно, что было бы очень важно исследовать спектр одних только кристаллических участков. Выдерживание целлюлозы в парах В О, как и следовало ожидать, приводит прежде всего к замещению атомов водорода в аморфной части образца. В результате этой реакции спектр поглощения аморфной части смещается в область 3 мк, приближаясь к поглощению кристаллической части. После дейтерирования аморфных участков скорость реакции сильно уменьшается. Однако при достаточно большом времени реакции (это время может быть сокращено, если погрузить целлюлозу в жидкую 0,0) изменения происходят и в кристаллических участках. Если после этого образец выдерлсать в парах Н.,0, то аморфные участки быстро прогидрируются и может быть получен спектр кристаллической целлюлозы (хотя она составляет и небольшую часть), содержащей группы 00. Этот прием удобен также тем, что оптическая плотность образца (которая часто бывает очень велика для проведения точных измерений) в области частот колебаний 00 может быть понижена до необходимого уровня. [c.310]

Связь между отдельными макромолекулами целлюлозы осуществляется, повидимому, при помощи водородной связи, как это было установлено на основании изучения спектров поглощения в инфракрасной области. На рис. 196 показана схема водородной связи, осуществляемой как при помощи водородных атомов гидроксильных групп целлюлозы (а), так и за счет адсорбированных молекул воды б). [c.435]

Спектры поглощения в инфракрасной области [10— 12] показывают, что все гидроксильные группы в целлюлозе соединены водородными связями. В элементарной ячейке кристаллической целлюлозы 1 [9] вторичные гидроксилы элементарных звеньев одной молекулы находятся на расстояниях 2,6 и 3,1 А от первичного гидроксила соседней молекулы. Однако в структуре, предложенной Майером и Мишем, расстояния между соседними гидроксильными группами одной и той же молекулы слишком велики, чтобы можно было допустить возникновение внутримолекулярных водородных связей [13]. Поэтому для структуры, по Майеру и Мишу, необходимо, чтобы все водородные связи в целлюлозе были меж-молекулярными. Несколько иная конфигурация целлобиозных остатков, допускающая наличие водородных [c.217]

Природа связи в привитом сополимере является предметом многочисленных предположений. При исследовании инфракрасных спектров было показано только уменьшение интенсивности полосы поглощения гидроксильной группы в привитых сополимерах целлюлозы, полученных при инициировании реакции у-лучами или ионом церия [8]. Механизм инициирования и свойства полученных различными методами привитых сополимеров существенно различаются, однако этот вопрос не рассматривается в настоящей главе. [c.313]

Кратцль и Граф [64] изучали остатки, полученные при определении содержания лигнина в отбеленной и неотбеленной вискозной целлюлозе из еловой и буковой древесины, относительно их связи с кислотными лигнинами. Остатки окисляли нитробензолом в щелочной среде и этанолизировали. Затем изучали инфракрасные спектры поглощения остатков. [c.621]

Никитин В. Н., Вестн. ЛГУ, 5, 33 (1950). Применение инфракрасных спектров поглощения к исследованию целлюлозы и ее производных. [c.339]

В связи с этим представляет ин-терес рассмотрение инфракрасных спектров поглощения частично омыленных триацетатов целлюлозы, полученных по гомогенному и гетерогенному методам. Типовые схемы кривых спектрального поглощения указанных продуктов приведены на рис. 60. Как известно, для целлюлозы и ее производных в спектральной области примерно между 3650 и 3250 см- лежат основные частоты валентных колебаний ОН-групп как свободных, так и включенных в водородные связи [16]. Отличия в инфракрасных спектрах поглощения, которые наблюдаются для обоих типов ацетатов целлюлозы (гомогенного и гетерогенного), характеризуют природу и интенсивность межмолекулярных связей в указанных продуктах, а отсюда и их растворимость [14], [c.240]

Выяснение этого вопроса путем прямого эксперимента будет возможно в том случае, если применять при изучении состава щелочной целлюлозы метод изотопного обмена, а также исследование инфракрасных спектров поглощения. Интересная и пока единственная попытка применения метода изотопного обмена при исследовании строения щелочной целлюлозы принадлежит советскому исследователю И. А. Маколкинукоторый, изучая взаимодействие целлюлозы с едким натром, содержащим тяжелый кислород (О ), пришел к выводу, что щелочная целлюлоза является молекулярным соединением, а не алкоголятом целлюлозы. [c.172]

Наличие характерных полос разных функциональных групп и интенсивность этих полос в спектрах поглощения, снятых при длине волны более 1 х для различных производных целлюлозы (рис. 19), подтверждают их химическое строение, установленное другими методами. Спектроскопия в инфракрасных лучах показывает кроме того, что большая часть гидроксильных групп участвует в образовании водородных связей. Такое взаимодействие между гидроксилами соседних цепей может привести к возникновению межмолекулярных связей в кристаллических областях полимера (рис. 20). Высокополимерные цепи при sTOiM образуют двухмерные сетки в плоскостях 001. Весьма вероятно, однако, что эти явления происходят также в аморфных областях целлюлозы вследствие способности целей изгибаться при возникновении межмолекулярных связей. Прочность этих связёй может сильно колебаться, если целлюлоза гидратирована или мерсеризована. [c.107]

Состав смолы, образующейся при пиролизе целлюлозы, исследовался также методом инфракрасной спектроскопии. Образцы чистого левоглюкозана и фракции Упир, образующейся в результате пиролиза хлопка, растворяли в метаноле. Затем испарением растворителя на пластинке из каменной соли получали тонкие пленки и снимали спектры поглощения этих пленок. Как видно из рис. 98, единственное существенное различие между спектрами состоит в наличии в спектре фракции Упир полосы поглощения при 5,78 мк. Это подтверждает тот факт, что Упир содержит левоглюкозан и соединение с группами С = О. [c.257]

Энзиматически выделенные лигнины во всех случаях были идентичны растворимому природному лигнину из тех же пород древесины в отношении их элементарного состава, производных, растворимости, цветных реакций и спектров ультрафиолетового и инфракрасного поглощения. На основании этого Норд сделал вывод, что растворимый природный лигнин, по крайней мере хвойных пород древесины, может считаться представительным для общего содержания лигнина в древесине. По-видимому, лигнин каждого вида является единообразным химическим веществом или группой веществ, большая часть которых ( экстра-природный лигнин), ассоциировано с целлюлозой так, что возможно его экстрагирование из здоровой древесины посредством инертных растворителей, таких, как этиловый спирт [129]. [c.97]

Непрерывное определение субмикрограммовых количеств фосфорорганических соединений в воздухе [1012] выполняют методом инфракрасной спектроскопии с рассеянным множественным внутренним отражением. Для этого используют двухлучевой спектрофотометр с расширенной шкалой в комбинации с приставкой для спектроскопии с рассеянным множественным внутренним отражением. Германиевые детекторы покрывают тонкими (60— 80 нм) металлическими пленками платины методом вакуумного напыления и затем на них осаждают нитрат целлюлозы из амила-цетатного раствора. Пары диметилметилфосфоната пропускают вдоль одной или вдоль обеих сторон детектора, помещенного меж-жу термоэлектрическими охлаждающими элементами. Раскрытие щели спектрофотометра 1 мм, уровень шумов 1 %. Спектр регистрируют в области поглощения групп Р—О—С на длине волны [c.79]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология