Типы связей между макромолекулами целлюлозы

Типы связей между макромолекулами целлюлозы [c.56]

Валентные связи между макромолекулами целлюлозы, образующиеся в процессе биохимического синтеза, могут быть следующих типов [c.62]

Изменения надмолекулярной структуры при ПАП указанного типа существенно зависят и от степени замещения чем больше число поперечных связей между макромолекулами целлюлозы и чем больше энергия ях образования (короче мостики), тем интенсивнее выражены все структурные изменения. [c.119]

Характерной особенностью структуры полимеров является наличие различного типа связей между макромолекулами. Наиболее отчетливо это выявляется в препаратах целлюлозы и ее эфиров. В частности, между гидроксильными группами макромолекул целлюлозы действуют сравнительно прочные межмолекулярные силы — водородные связи . Чем больше таких связей между макромолекулами целлюлозы или ее эфиров, тем больше энергия взаимодействия между ними и тем труднее происходит растворение. Поэтому более или менее полное разрушение водородных связей между макромолекулами или их агрегатами является одним из основных методов повышения растворимости ц е л л л ю л о 3 ы. [c.43]

ХАРАКТЕР СВЯЗИ МЕЖДУ МАКРОМОЛЕКУЛАМИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ Различные типы связей [c.61]

Растворимость целлюлозы зависит не столько от типа структурной модификации, сколько от условий получения материала. Если препарат гидратцеллюлозы получен с разрушением морфологической структуры волокна (переосаждение целлюлозы), а следовательно, с разрывом большинства водородных связей между макромолекулами, растворимость гидратцеллюлозы значительно увеличивается. Препараты гидратцеллюлозы, полученные без нарушения структуры волокна, по растворимости не отличаются от природной целлюлозы. В этом отношении между двумя типами гидратцеллюлозных материалов имеется существенное различие. [c.72]

Другие типы межмолекулярных сил, действующих как между полярными, так и между неполярными группами макромолекул целлюлозы, обладают меньшей энергией, чем водородные связи. Эти силы действуют на малых расстояниях (2,75—5А), причем их интенсивность резко уменьшается с увеличением расстояния между молекулами. Этот факт необходимо учитывать при исследовании процессов набухания целлюлозы, изменения прочности искусственных волокон в результате их ориентации и при изучении других аналогичных процессов. При различных воздействиях на целлюлозу, при которых изменяется расстояние между макромолекулами или элементами надмолекулярной структуры, уменьшается прочность водородных связей и более слабых межмолекулярных связей и соответственно изменяется суммарная энергия межмолекулярного взаимодействия. [c.59]

Свойства материалов на основе привитых сополимеров ПВХ с исследованными азотсодержащими каучуками следует рассматривать с точки зрения представлений о склонности жесткоцепных высокомолекулярных соединений к образованию вторичных структурных элементов. Для целого ряда полимеров (целлюлоза, триацетат целлюлозы, поликарбонаты) ранее были описаны два типа пластификации межмолекулярная и межструктурная , причем оба типа пластификации наблюдаются одновременно, но, в зависимости от химической природы компонентов и условий процесса, один из них доминирует. Пластификация указанных полимеров является внешней , т. е. полимер и пластификатор химически не связаны. Наличие в привитых сополимерах ПВХ и азотсодержащего каучука химической связи между макромолекулами позволяет рассматривать такую пластификацию как внутреннюю (или химическую). Тип пластификации определяется совместимостью исходных полимеров . [c.414]

Молекулы полисахаридов состоят из остатков сахаров, соединенных между собой глюкозидной связью. Они отличаются друг от друга по строению элементарного звена, типу связи между звеньями в полимерной цепи и строению макромолекулы. Важнейшие полисахариды целлюлоза — главная составная часть древесины и клеточных оболочек растений, обладающая линейным [c.85]

Растворимость целлюлозы и ее эфиров зависит не от типа структурной модификации целлюлозы, а от условий получения материала. В том случае, когда препарат гидратцеллюлозы получен с разрушением морфологической структуры волокна (пере-осаждение целлюлозы) и с разрывом большинства водородных связей между макромолекулами, растворимость как гидратцеллюлозы, так и ее эфиров значительно увеличивается. Препараты гидратцеллюлозы, полученные без нарушения структуры волокна, [c.81]

Необходимо Отметить, что два типа глюкозидных связей, имеющихся в макромолекуле целлюлозы, — циклическая связь между 1-м и 5-м атомами углерода одного и того же элементарного звена и линейная связь между 1-м и 4-м атомами углерода двух соседних элементарных звеньев, — не являются, повидимому, равноценными. Обычно принимают, что в большинстве случаев глюкозидная связь между звеньями менее устойчива, чем циклическая связь в элементарном звене. Поэтому считают, что при действии тех или иных реагентов на целлюлозу происходит, главным образом, разрыв линейных связей между звеньями, а не разрыв циклической глюкозидной связи в элементарном звене. Вопрос о различной прочности линейной и циклической глюкозидных связей в макромолекуле целлюлозы и о возможности экспериментального определения числа разорванных линейных и циклических глюкозидных связей еще не выяснен. [c.220]

Наиболее характерной особенностью полиоз является многообразие типов связей между элементарными звеньями в макромолекулах. В макромолекулах целлюлозы и крахмала, которые относятся к наиболее распространенным в природе полисахаридам, основным видом связей являются связи 1—4. Такие связи встречаются и в полиозах, но этот тип связи не является ни единственным, ни основным. В полиозах могут содержаться все возможные связи между 1-м атомом углерода одного звена и 2-м, 3-м, 4-м и 6-м атомами углерода соседнего звена, причем в одной и той же макромолекуле могут быть связи различных типов. Нередки случаи, когда одно звено соединяется одновременно с 3—4 звеньями, и в результате макромолекулы имеют сильно разветвленную форму. Принцип классификации полиоз на основании химического состава и строения элементарного звена позволяет наиболее целесообразно распределить все полиозы в группы по характерным и вполне определенным признакам. Бесспорно, что при распределении индивидуальных полисахаридов по группам встречается ряд трудностей, однако эти затруднения обусловлены не дефектами вышеприведенной классификации, а исключительно недостаточной изученностью полиоз. В частности, в ряде случаев трудно решить вопрос о том, является ли данное вещество смесью индивидуальных полисахаридов или представляет собой смешанный полисахарид, макромолекула которого состоит из остатков нескольких моноз. Обычные физические методы разделения полисахаридов не всегда дают достоверные результаты, так как некоторые из них могут обладать одинаковыми или очень близкими физическими свойствами. [c.507]

При действии различных реагентов на природные полимеры можно получить их производные (например, эфиры целлюлозы), существенно отличающиеся от исходных веществ по некоторым свойствам (растворимость, плавкость, механические и другие свойства). Однако ряд важнейших свойств природных полимеров (например, устойчивость к действию кислот и щелочей, теплостойкость) не могут быть пока изменены в широких пределах. Это объясняется невозможностью изменения типа связей между отдельными звеньями макромолекул природных полимеров. Полимеры, обладающие комплексом заранее заданных свойств, могут быть получены только синтетически, путем соответствующего подбора исходных пизкомолекулярных соединений (мономеров) и условий синтеза, определяющих структуру образующихся высокомолекулярных соединений. [c.619]

Из представленных выше экспериментальных данных можно сделать заключение о том, что почти вся масса целлюлозы (90—95 %) при определенных условиях является высокореакционноспособной, реагирующей в гетерогенных условиях по типу реакций дефектных кристаллов. Однако в природной целлюлозе ее реакционноспособные элементы связаны в систему крупных ассоциатов, что приводит к сильному уменьшению реакционной поверхности. Разрушение связей в цепных макромолекулах таких ассоциатов (путем гидролиза), что означает уменьшение длины цепи, приводит к появлению фрагментов, связанных сравнительно слабыми водородными связями, более подвижных и тем самым более реакционноспособных. Сказанное не исключает того, что крупные ассоциаты в целлюлозе могут реагировать и без уменьшения длины цепи макромолекулы. Способность их к реакции будет зависеть, очевидно, от соотношения энергии когезии между молекулами целлюлозы и другими молекулами реакционной среды (растворителя и реагента). [c.44]

Таким образом, определение структуры целлюлозы основано на новом принципе, который не встречался в предыдущем разделе. Кристаллическая структура целлюлозы получается не только в результате плотной трехмерной упаковки полимерных цепей. В построении структуры принимают участие силы межмолекулярного взаимодействия (отличные от химических связей) между сегментами различных макромолекул. Ниже будет показано, что силы этого типа имеют еще большее значение для синтетических полипептидов, белков и нуклеиновых кислот. [c.62]

Все сказанное о ПАП при модификации целлюлозы бифункциональными реагентами можно иллюстрировать следующими примерами. Образование поперечных связей между целлюлозными макромолекулами приводит к увеличению эффективных размеров надмолекулярных образований, что видно при сравнении электронно-микроскопических рисунков фрагментов и ультратонких срезов исходного и модифицированного хлопкового волокна (рис. 4, 5). Аналогичные изменения наблюдаются при модификации всех других типов волокон на основе целлюлозы [8]. [c.117]

В макромолекуле целлюлозы имеется два основных типа связей углерод-углеродные связи (между атомами углерода в элементарном звене) и углерод-кислородные связи (внутри элементарного звена С[—О— 5 и гликозидные связи между элементарными звеньями). Эти типы связей отличаются по устойчивости к различным воздействиям. В частности, при действии на целлюлозу некоторых химических реагентов (кислот, воды при высокой температуре, некоторых окислителей) гликозидная связь менее устойчива, чем углерод-углеродная связь. Разрыв гликозидных связей при действии этих реагентов приводит к снижению степени полимеризации целлюлозы, т. е. к протеканию процесса деструкции. Имеются, однако, процессы деструкции целлюлозы, при которых возможен разрыв как гликозидных, так и углерод-углеродных связей. К таким процессам относятся термическая, радиационно-химическая, механохимическая и фотохимическая деструкция целлюлозы. [c.157]

Методами количественного гидролиза было показано, что целлюлоза практически полностью состоит из остатков -глюкозы, связанных между собой р-глюкозидной связью. Этот результат был подтвержден рентгенографическими исследованиями, показавшими, что кристаллическая фракция целлюлозы содержит элементарные частицы, соединенные между собой связями одного типа. Рентгенографические данные показывают, что в направлении оси волокна между элементарными звеньями также имеется лишь один тип связи, которая, по данным анализов, может быть только р-глюкозидной связью. Этот вывод подтвержден результатами кинетических исследований процесса кислотного распада макромолекулы целлюлозы. Целлюлоза имеет следующую структурную формулу [c.86]

В основной цепи макромолекулы целлюлозы содержатся, кроме атомов углерода, и другие атомы, поэтому целлюлоза, по классификации В. В. Коршака и С. Р. Рафикова >, относится к гетероцепным высокомолекулярным соединениям. Как уже указывалось (гл. I), в макромолекуле целлюлозы имеется два типа связей углерод-углеродные связи (между атомами углерода в элементарном звене) и глюкозидные связи (между элементарными звеньями и между 1-м и 5-м атомами углерода элементарного звена). [c.220]

Поскольку именно способность к образованию достаточно прочных связей с белками и другими полимерами, такими, как целлюлоза и пектин, составляет главное отличие таннинов от других фенольных соединений, представляет интерес кратко расслютреть эти связи. Таннины обладают способностью образовывать связи трех типов во-первых, возможны водородные связи между фенольными гидроксильными группами таннинов и свободными аминогруппами и амидными группами белка, или же гидроксильными и карбоксильными группами других полимеров во-вторых, возможны ионные связи между соответствующим образом заряженными анионными группами таннина и катионными группами белка, или же, в случае других макромолекул, возможно образовапие смешанных солей с соответствующим двухвалентным ионом металла, например кальция наконец, в-третьих, возможны ковалентные связи, образующиеся при взаимодействии хино-новых или семихиноновых групп, которые могут присутствовать в таннинах, с соответствующей реакциопноспособной группой в молекуле белка или другого полимера. Одпако связи первых двух типов, разумеется, легко разрываются устойчивость любого комплекса, образовавшегося за счет таких связей, зависит не только от относите.яьных концентраций таннина и полимера, участвующего в реакции, по и от pH раствора, ионной силы, а также от присутствия реагентов, разрушающих водородные связи, или металлов, способных образовать хелаты. С другой стороны, способность таннинов образовывать стойкие ковалентные [c.330]

Эти типы связей отличаются по устойчивости к различным воздействиям. В большинстве случаев, особенно при действии химических реагентов, глюкозидная связь между элементарными звеньями менее устойчива, чем углерод-углеродная связь. Поэтому при действии на целлюлозу гидролизующих агентов (кислот, воды при высокой температуре) или окислителей деструкция макромолекулы происходит по более слабым связям — разрываются глюкозидные связи между отдельными элементарными звеньями и величина макромолекулы уменьшается . Имеются, однако, и такие методы деструкции целлюлозы, при которых возможен разрыв как глюкозидных, так и углерод-углеродных связей. К таким методам деструкции, недостаточно изученным до настоящего времени, относятся механическая, а возможно, термическая и фотохимическая деструкция целлюлозы. [c.220]

Сопротивление пленки старению в условиях эксплуатации является одним из важнейших показателей, определяющих практическую ценность покрытий. Под старением понимают изменение свойств покрытия во времени под влиянием окружающей среды, приводящее к потере эластичности и в конечном счете к разрушению пленки. Понижение эластичности для разных типов пленкообразующих веществ объясняется различными причинами. Пленки на основе эфиров целлюлозы и некоторых типов синтетических пленкообразующих веществ становятся более хрупкими из-за частичной деструкции макромолекул, а также в результате постепенного улетучивания пластификатора. Эластичность масляных пленок понижается в результате продолжающихся процессов полимеризации ненасыщенных жирных кислот, их окисления и, соответственно, увеличения количества химических связей между молекулами. Пигменты и другие компоненты, входящие в состав лакокрасочного материала, также могут влиять на интенсивность старения покрытий. [c.798]

Одной из характерных особенностей строения целлюлозы является энергетическая неравноценность связей, которыми осуществляется взаимодействие между отдельными макромолекулами. Эти связи могут быть двух типов а) валентные связи и б) связи, осуществляемые силами межмолекулярного взаимодействия, различающиеся, в свою очередь, по интенсивности действия. [c.61]

Взаимодействие между отдельными макромолекулами в целлюлозном волокне осуществляется посредством связей различного типа. Основным является взаимодействие между полярными группами отдельных элементарных звеньев. Взаимодействие между гидроксильными группами осуществляется как посредством межмолекулярных сил с малой энергией взаимодействия, так и, в значительной степени, посредством водородных связей. Различное соотношение между водородными связями и другими типами межмолекулярных связей обусловливает различия в растворимости и реакционной способности препаратов целлюлозы. [c.101]

Аналогичные данные были получены при исследовании изменения реакционной способности вискозной целлюлозы после горячего и холодного облагораживания. Такое значительное понижение реакционной способности целлюлозы, т. е. растворимости ксантогената после обработки целлюлозы концентрированными растворами щелочи и регенерации ее, является неожиданным и представляет большой интерес. Известно, что гидратцеллюлоза отличается от природной целлюлозы меньшей интенсивностью межмолекулярного взаимодействия (меньшим числом водородных связей между макромолекулами). Следовательно, небольшое число более прочных связей между макромолекулами, резко влияющих на растворимость как самой целлюлозы, так и получаемых из нее эфиров, может образоваться не только в процессе биохимического синтеза, но и в результате различных обработок, в частности при регенерации целлюлозы после обработки ее концентрированными растворами щелочи. Образовавшиеся вновь связи, характер которых пока не установлен, достаточно устойчивы к действию щелочи, но неустойчивы к разбавленным растворам кислот при повышенной температуре. Обработка концентрированными растворами щелочей с последующей регенерацией целлюлозы, что в известной степени имеет место при холодном облагораживании, значительно снижает способность целлюлозы к вискозообразованию. Поэтому различные обработки исходной целлюлозы могут повышать или оставлять без изменения ее реакционную способность при получении одних эфиров целлюлозы и значительно снижать при получении других. Влияние этих факторов необходимо учитывать при исследовании реакционной способности целлюлозы, используемой для производства искусственных волокон различных типов. [c.223]

Механизм действия бактерицидных волокон и тканей не вполне ясен. По-видимому, в присутствии воды или даже небольшого количества влаги происходит медленный гидролиз и непрерывный переход в воду низкомолекулярного бактерицидного реагента, связанного с предварительно введенными в молекулу целлюлозы функциональными группами химическими или межмолекулярными связями. При непосредственном соприкосновении отщепляющегося реагента с микробами происходит подавление их жизнедеятельности. Это предположение о механизме действия бактерицидных волокон и тканей находит подтверждение в проведенном исследовании зависимости между прочностью связи функциональных групп в макромолекулах модифицированной целлюлозы с введенным бактерицидным реагентом и бактерицидной активностью материала. Например, как было показано в работе [319], при увеличении прочности связи функциональных групп в макромолекуле модифицированной целлюлозы с серебром антимикробная активность ткани снижается. Методом меченых атомов (радиоактивный изотоп серебра) было установлено [320], что антимикробная активность ткани, содержащей химически связанное серебро, обусловлена отщеплением от функциональных групп модифицированной целлюлозы минимальных количеств серебра. Аналогичные данные были получены при исследовании влияния типа связи между функциональными группами макромолекулы целлюлозы и антимикробными органическими препаратами (риванол и трипофлавин). Эти соединения могут быть присоединены ионной или ковалентной связью. [c.180]

Целлюлоза, как и большинство других типов гетероцеп-ных полимеров, недостаточно устойчива к радиационным воздействиям. При действии ионизирующих излучений на целлюлозу происходит разрыв различных связей в элементарном звене, а также между звеньями, что приводит к развитию цепного процесса, протекающего по радикальному механизму, результатом которого является деструкция макромолекул целлюлозы. [c.191]

Приведенные выше предположения о наличии в макромолекуле целлюлозы элементарных звеньев в открытой форме представляют теоретический и практический интерес, однако отсутствие экспериментальных данных, однозначно доказывающих наличие различно построенных элементарных звеньев, а также некоторого числа полуацетальных связей между элементарными звеньями в макромолекулах целлюлозы, не позволяет считать их вполне достоверными. Экспериментальное выяснение этого вопроса, кроме указанной работы Мета и Паксу, до настоящего времени не проводилось. Пока нельзя указать достаточно надежные методы решения этой проблемы. Повидимому, одним из наиболее перспективных путей изучения этого вопроса, а также вопроса о наличии различных типов связей между элементарными звеньями, является применение методов хроматографического анализа, использование различных химических реакций, позволяющих установить наличие других типов глюкозидных связей [c.25]

При гидролизе целлюлозы происходит разрып глюкозидкой связи между элементарными звеньями в макромолекуле, причем легче этот процесс протекает в присутствии кислот (HjSO,, H l, НзРОч). В принципе реакцию можно довести до образования глюкозы, но обычно образуются промежуточные сахариды, построенные по типу целлюлозы, или более высокомолекулярные продукты. Процесс гидролиза в значительной степени зависит ог степени упорядоченности макромолекул целлюлозы. Чем меньше эта упорядоченность, тем более доступны участки макромолекул в неупорядоченных областях атаке гидролизующих агентов. По типу кислотного гидролиза целлюлозы протекает микробиологическая деструкция ее под действием природных ферментов. Деструкция целлюлозы под действием щелочей протекает при повышенных температурах, и реакция идет уже по типу [c.255]

По пространственной конфигурации элементарного звена и форме макромолекулы целлюлозу относят к группе полужестко-цепных полимеров. Основной причиной повышенной жесткости является циклическая структура элементарного звена и наличие сильнополярных гидроксильных групп. Глюкопиранозный цикл может принимать восемь энергетически выгодных конформаций типа кресло и ванна , которые могут влиять на реакционную способность гидроксильных групп [I, с. 14] и предопределять поликристаллическую структуру целлюлозы. Что касается жесткости цепи, то оценить ее в невозмущенном 6-состоянии из-за отсутствия подходящих растворителей можно только по косвенным данным [10], хотя в ряде работ [11] приведены данные об асимметрии макромолекул целлюлозы и ее производных в растворе. Жесткость цепи может быть выражена расстоянием между концами макромолекулы й или статистическим сегментом А . Первая величина зависит от жесткости цепей и молекулярной массы, тогда как вторая характеризует только жесткость цепи. Предполагается, что макромолекула состоит из сегментов, причем положение каждого предыдущего сегмента совершенно независимо от последующего. Указанные величины связаны между собой выражением [c.18]

Поэтому целлюлоза может набухать или растворяться только в полярных жидкостях и растворение ее крайне затруднено. Поскольку макромолекулы целлюлозы связаны между собой водородными связями через группы ОН, она может набухать или растворяться только в соединениях типа ROH (где R — водород или любой органический или неорганический радикал), например в воде, спиртах, фенолах, основаниях, недиссоциированных кислотах (H2SO4, Н3РО4) и др. [c.74]

На данной стадии исследования можно сделать предположение, что макромолекулы целлюлозы в различных целлюлозосодержащих материалах, состоящие в основном из остатков /-глюкопиранозы, соединенных -глюкозидной связью, могут иногда отличаться между собой также и соотношением различных типов структур ангидроглюкозы (пирановая и фурановая структуры, циклическая и открытая формы). Обычно принимаемое строение элементарного звена — ангидро-с -глюкопиранозы — и характер связи между звеньями (1—4) являются, повидимому, основным, но не единственным типом структуфы. Систематическое экспериментальное изучение этого вопроса, начатое в последнее время советскими учеными, имеет большое значение для современной теории строения целлюлозы. [c.26]

Ионообменную хроматографию белков [20] выполняют на ионообменниках, имеющих гидрофильную матрицу, например на целлюлозе и декстране. Анионообменники, особенно ОЕАЕ-целлюлозу и ОЕАЕ-сефадекс, используют чаще, чем катионооб-менники типа СМ-целлюлозы. Ионообменники на основе целлюлозы имеют открытую сетчатую структуру с ионизованными центрами, легкодоступными для белков. Число ионных связей, образующихся между обменником и белком, зависит не только от используемого материала, но также в большой степени от pH и ионной силы буфера. Эти ионные пары постоянно диссоциируют и образуются вновь, так как ионы элюента конкурируют за центры обмена. Обменники, пригодные для фракционирования белков, имеют низкую плотность зарядов, поэтому число ионных связей между ионитом и отдельными молекулами белка не столь велико, чтобы вообще воспрепятствовать продвижению последних вдоль колонки. Хотя ионные связи постоянно диссоциируют и образуются вновь, в начале хроматографирования белок связывается с ионообменником и не элюируется с колонки. Однако когда концентрация небольших конкурирующих ионов буфера возрастает до такого уровня, что все связи одновременно разрываются, белок начинает двигаться вниз по колонке. Если в процессе разделения используют градиент ионной силы, белок, перемещающийся в стартовой зоне медленнее, чем буфер, элюируется им при увеличении концентрации ионов. Таким образом, элюирующая способность буферного раствора постоянно увеличивается и макромолекула перемещается все быстрее и быстрее. Скорость ее перемещения становится сравнимой со скоростью движения жидкости, когда в элюенте достигается такая концентрация соли, которая эффективно препятствует взаимодействию молекулы белка с обменником. Важное значение в каждом отдельном случае имеет профиль градиента чтобы увеличить разрешение пиков в определенных участках хроматограммы, используемый градиент должен быть сравнительно пологим, но в то же время достаточно крутым в других участках, чтобы избежать уширения пиков. [c.108]

По химической структуре ионообменные целлюлозы следует отнести к линейным полимерам. Это длинные мак-ромолекулярные цепочки р-глюкопиранов, соединенные между собой р-глюкозидной связью в положении 1—4. Водород гидроксильных групп целлюлозы замещен различными ионогенными группами. Взаимодействие между отдельными линейными макромолекулами осуществляется посредством связей молекулярного типа (главным образом полярных), а также водородной связи. [c.62]

Успехи в использовании равновесия между растворами и твердыми фазами при разделении биологических полимеров связаны с тем, что здесь используются преимущественно водные растворы, в которых эти вещества обладают наибольшей устойчивостью, а также кристаллические и сорбированные состояния, при переходе в которые молекулы биополимеров весьма часто изменяют свои характеристики полностью обратимо. Известно, что сильные воздействия на макромолекулы могут привести к де-натурационным изменениям. В связи с этим в качестве сорбентов применяют мягко действующие на биополимеры карбоксильные смолы, некоторые типы анионитов, ионообменники — производные жесткоцепного полимера целлюлозы и сефадексы — сшитые производные декстрана. В отличие от этого хроматография низкомолекулярных, сравнительно стабильных веществ (аминокислот) [c.7]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология