Образование целлюлозы в природе

ОБРАЗОВАНИЕ И ПРИРОДА ПРОДУКТОВ, ВЫЗЫВАЮЩИХ ПОЖЕЛТЕНИЕ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ [c.288]

ОБРАЗОВАНИЕ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ В ПРИРОДЕ [c.94]

Роль целлюлозы, основного компонента клеточной стенки высших растений, играющего роль механического каркаса, непосредственно связана с особенностями химического строения ее макромолекулы и характером надмолекулярной структуры. Как образование макромолекул целлюлозы, так и формирование надмолекулярной структуры происходит в процессе биохимического синтеза. Поэтому проблема исследования образования целлюлозы в природе имеет два аспекта — собственно биохимический, включающий вопрос о характере исходных реагирующих соединений, кинетике и механизме синтеза макромолекул, и структурно-химический — механизм образования элементов надмолекулярной структуры и формирования сложной структуры полисахарида как полимера. [c.94]

Действительно, в природе могли протекать сложные химические реакции разложения исходных веществ, а также и синтез новых соединений в результате взаимодействия продуктов превра щения различных веществ, составляющих растение. Именно поэто му наиболее вероятно принять, что при образовании углей проис ходит взаимодействие между всеми частями растений (лигнин белки, целлюлоза, смолы, воски, жиры), если не непосредственно [c.39]

Нахождение в природе. Виноградный и плодовый сахара широко распространены в природе особенно много их содержится в сладких фруктах. Однако еще в значительно большей степени моносахариды принимают участие в образовании полисахаридов, например тростникового сахара, молочного сахара, крахмала и особенно целлюлозы, количество которой в природе превосходит количество всех остальных органических веществ. [c.415]

В природе встречаются полисахариды, образованные как пентозами (пентозаны), так и гексозами (гексозаны). Последние имеют наибольшее значение важнейшими представителями их являются а) крахмал, б) гликоген (животный крахмал) и в) целлюлоза (клетчатка ). [c.259]

III. Поверхностно-активные вещества, обладающие способностью к образованию гелеподобных структур (т. е. в известной мере твердообразных, см. 5 гл. IX) в адсорбционных слоях и в объемах фаз. При этом в некоторых случаях относящиеся сюда ПАВ могут и не иметь высокой поверхностной активности. Большинство ПАВ, принадлежащих к этой группе, — высокомолекулярные, природные или синтетические вещества преимущественно сложного строения, с большим числом полярных групп (белки, глюкозиды, производные целлюлозы, поливиниловый спирт и т. п.). Такие вещества используются как высокоэффективные стабилизаторы умеренно концентрированных дисперсных систем различной природы пен, эмульсий, суспензий. ПАВ этой группы могут выступать как пластификаторы высококонцентрированных дисперсии (паст). Механизм действия этих веществ рассматривается в гл. IX—XI. [c.74]

Перспективной и быстро развивающейся областью использования стабилизации дисперсных систем различной природы являются процессы микрокапсулирования порошков и капель жидкости. Микро-капсулирование — это создание на поверхности малых капель или частиц защитных пленок, предотвращающих контакт защищаемого вещества с внешней средой. Такие пленки, образованные высокомолекулярными веществами, в некотором смысле близки по структуре и назначению к мембранам клеток. Основными путями микрокапсулирования являются адсорбция пленкообразующих высокомолекулярных веществ, либо выделение на поверхности частиц пленки новой жидкой фазы (коацервация) пленки подвергаются обработке (введение дубителей, изменение pH, температуры) с целью придания им твердообразных свойств. Для получения пленок используются различные природные н синтетические вещества белки (желатина, альбумин), полисахариды, производные целлюлозы, поливиниловый спирт, поли-винилацетат и др. [c.304]

Водородная связь играет важную роль в неорганической и органической химии. Ее универсальность связана с распространенностью в природе воды и соединений со связями 0 Н. Низкая энергия водородной связи, способность легко разрушаться и восстанавливаться при комнатной температуре вместе с ее огромной распространенностью обусловливает значение водородной связи в биологических системах. Упорядоченное расположение полипептидных цепей в структуре белка, поперечные связи в структуре целлюлозы и в двойной спирали дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) объясняются наличием водородной связи. Кроме того, доказано образование водородной связи на некоторых стадиях почти всех биохимических процессов. [c.103]

Целлобиозу можно получить из целлюлозы, осторожно гидролизуя ее. Длительный гидролиз целлюлозы приводит к образованию глюкозы. Поскольку группы — ОН молекул глюкозы легко участвуют в конденсации, можно предположить, что глюкоза будет вступать и в реакцию поликонденсации. Подобные полимеры глюкозы действительно существуют в природе в форме таких углеводов, как крахмал и целлюлоза. Гидролиз этих веществ приводит к их превращению в мономер глюкозы. [c.479]

Лигнин - это полимер ароматической природы, является по распространенности вторым после целлюлозы. Он построен из кислородных производных фенилпропана, содержит гидроксильные (спиртовые и фенольные) и карбонильные группы. Лигнин играет роль цементирующего вещества, склеивающего пучки целлюлозных волокон для придания устойчивости стеблям и стволам. Образование лигнина характерно только для сосудистых растений. [c.56]

Участие в образовании водородных связей свойственно и большинству других высокомолекулярных и низкомолекулярных компонентов живой природы. Большое значение эти связи имеют в структуре полисахаридов. Например, механическая прочность целлюлозы и ее нерастворимость в воде обусловлены наличием между соседними полимерными цепями большого числа прочных водородных связей, образованных гидроксигруппами, которых имеется по три на каждое мономерное звено, и атомами кислорода соседних цепей как донорами неподелен-ной пары электронов. [c.74]

Вязкость растворов Na-KMЦ. Наиболее важным свойством натриевой соли КМЦ является образование высоковязких растворов. Это свойство многих встречающихся в природе веществ, включая целлюлозу и каучук, объясняется, как известно, строением их молекул, представляющих собой высокополимерные цепи, обладающие большой лиофильностью. [c.118]

Целлюлоза (клетчатка) — наиболее распространенный в природе полисахарид и вообще органическое вещество. Молекулы целлюлозы построены из остатков P-D-глюкозы степень полимеризации достигает 10 000—14 000. Целлюлоза относительно трудно подвергается гидролизу, и только в жестки условиях (40 %-ая хлороводородная кислота, 105—180°С) происходит ев расщепление через стадию образования дисахарида — целлобиозы — до глюкозы [c.511]

Мы со сво(5Й стороны должны здесь попутно отметить тот факт, что все эти экспериментальные данные и основанные на них рассуждения относятся к интерпретации двойного лучепреломления и рентгенограмм целлюлозы и ее производных как кристаллических образований, т. е. что по существу установленная вначале Мейером и Марком кристаллическая природа мицелл во всех указанных выше представлениях полностью сохраняет свою силу. [c.32]

На основании данных о соотношении между полной длиной макромолекулы и толщиной наблюдаемых кристаллов был сделан вывод о том, что последние представляют собой ламелярные кристаллы со сложенными цепями [20]. Разумеется, описанный пример относится к довольно редкому случаю протекания кристаллизации но двум различным механизмам в зависимости от природы растворителя, что обусловлено специфическим влиянием водородных связей, однако он вполне согласуется с интуитивным представлением о том, что явление складывания цепей может и не иметь места в случае достаточно жесткоцепных полимеров. Наконец, макромолекулы производных целлюлозы (например, триацетата целлюлозы [21]) или же амилозы, которая является изомером целлюлозы [22], не способны к образованию внутримолекулярных, водородных связей, и поэтому в растворах они имеют форму, близкую к форме статистического клубка. В результате при кристаллизации такие макромолекулы складываются и образуют так называемые монокристаллы . [c.203]

Микробы чрезвычайно широко распространены в природе — в почве, воде, воздухе —и принимают активное участие в различных изменениях и превращениях веществ в природе. Так, благодаря микробам осуществляется разложение целлюлозы, попадающей в почву с растительными остатками. Почвенные микробы осуществляют процесс образования почвенного гумуса, являющегося основой структуры почвы. Микробы производят разложение попадающих в почву органических азотистых [c.109]

Процесс образования угля в природе, называемый углефикацией или карбонизацией, разделяется на биохимическую (диагенезис) и геологическую (метаморфизм) стадии [63], На стадии диагенезиса углеводородные соединения растительных остатков (целлюлоза, лигнин, глюкоза, крахмал и др.) в результате реакций окисления кислородом воздуха и кислородом, содержащимся в проточных водах, а также под воздействием анаэробных бактерий превращались в гомогенизированное вещество — гумус. Б гумусе продолжалось взаимодействие входящих в его состав органических и привнесенных водой неорганических компонентов. Стадия метаморфизма проходила лосле образования над отложившейся органической массой достаточно мощных осадочных слоев неорганических веществ, т. е. на большой глубине и при высоких давлениях и температурах без доступа воздуха. В таких условиях органическое вещество уплотнялось и обезвоживалось, из него выделялся метан, что приводило к уменьшению содержания кислорода и водорода и росту содержания углерода. [c.64]

Углеводы типа глюкозы образуют не только полуацетали, но и ацетали. Целлюлоза, крахмал, гликоген и большинство других сложных углеводов, распространенных в природе, представляют собой пе что иное, как полимерные ацетали. Ниже схематически представлен путь образовапия полимерных ацеталей. Для образования полимера молекула должна содержать по крайней мере две гидроксильные и одну альдегидную группы. Одна гидроксильная группа реагирует с альдегидной группой той же молекулы, давая циклический полуацеталь, а вторая — с гидроксилом другой молекулы. [c.21]

В практике химической обработки буровых растворов большое значение имеет обширная и все увеличивающаяся группа реагентов на основе полисахаридов. В эту группу входят КМЦ и другие эфиры целлюлозы, крахмал, реагенты из природных растительных камедей и морских водорослей, продукты микробиологического синтеза и др. У этих реагентов есть много общего в составе, строении и свойствах. Схематически они представляют собой совокупности макромолекулярных цепей, образованных ангидроглюкознымп циклами различных углеводных остатков, скрепленных непрочными гликозидными связями, а между цепями — ван-дер-ваальсовыми силами, водородными связями или. поперечными мостиками. Обилие функциональных групп обусловливает реакционную активность цепей и придает им характер полиэлектролитов. Природа углеводных мономеров и их функциональных групп, степени замещения, полимеризации и ветвления, однородность полимера, а также характер связей, конформация цепей и структур определяют коллоидно-химические свойства этих реагентов. Все они различаются по стабилизирующей способности и обладают сравнительно невысокой термической, ферментативной и гидролитической устойчивостью. Из исходных полисахаридов их получают путем деполимеризации и введения достаточного количества функциональных групп, с тем, чтобы обеспечить водорастворимость и необходимый уровень физикохимической активности. Таким образом, свойства будущего реагента непосредственно связаны с природой и строением исходного полисахарида. [c.156]

Процессы П. играют большую роль в природе и технике. П. лежит в основе образования белков, целлюлозы, крахмала, нуклеиновых к-т и др. Первое пром. произ-во синтетич. полимера-феноло-формальд. смолы (Л. Бакеланд, 1909), основано на р-циях П. Большой вклад в развитие процессов П. внесли отечеств, ученые В. В. Коршак, Г. С. Петров, К. А. Андрианов, амер. ученые У. Карозерс, П. Флори, П. Морган. [c.634]

Некоторые оптически активные соединения выделяют из природных источников, поскольку в живых организмах обычно образуется только один из двух возможных энантиомеров. Так, только (—)-2-метилбутанол-1 образуется при ферментативном брожении зерна и только (,- -)-молочная кислота СНзСН(ОН)СООН возникает в работающей мышце только (—)-яблочная кислота Н00ССН2СН(0Н)С00Н образуется во фруктовом соке и только (—)-хинин вьщеляют из коры хинного дерева. Нам приходится иметь дело с оптически активными веществами гораздо чаще, чем можно было бы предположить. Мы едим оптически активный хлеб и оптически активное мясо, живем в дома.к, носим одежду и читаем книги из оптически активной целлюлозы. Белки, из которых состоят наши мускулы и другие органы, гликоген в печени и в крови человека, ферменты и гормоны, которые обеспечивают рост и регулируют жизненные процессы в организме человека, — все они оптически активны. Природные вещества оптически активны, потому что ферменты, которые катализируют их образование (и часто являются сырьем, из которого они образуются), сами по себе оптически активны. Что же касается первоначального появления оптически активных веществ в природе, то здесь можно только высказывать предположения. [c.225]

Для анализа синергизма в действии компонентов целлюлазного комплекса T.vinde и его причин было использовало моделирование процесса гидролиза целлюлозы на ЭВМ и расчет скоростей образования продуктов гидролиза при различном относительном содержании эндоглюканазы и целлобиогидролазы в реакционной смеси [116]. В основе использованной математической модели лежит кнетическая схема (3.1). Выводы работы [116] однозначно указывают на кинетическую природу синергизма, характерную для последовательно-параллельной кинетической схемы гидролиза целюлозы. [c.75]

Капсулы, слизистые образования и чехлы могут содержать компоненты, одинаковые с клеточной стенкой, однако их химические составы не идентичны. Как правило, химический состав капсул, образуемых бактериями, родо- или видоспецифичен. Основные химические компоненты большинства капсул прокариот — полисахариды гомо- или гетерополимерной природы. Исключение составляет капсула некоторых видов Ba illus, построенная из полипептида, являющегося полимером Л-глутаминовой кислоты. Для ряда бактерий показана способность синтезировать и вьщелять в окружающую среду волокна целлюлозы. [c.38]

К влиянию химической природы можно было бы отнести и влияние степени разветвленности цепей, поскольку, как было показано ранее на примере крахмала, механокрекинг на начальной стадии проходит преимущественно по связям, ответвляющимся от основной цепи. Сюда же относится и наличие в полимерных цепях определенных атомов, которые легко отщепляются при механоинициировании с о бразованием низкомолекуляриых соединений (ацетильных групп от ацетатов целлюлозы, НСН от полиакрилонитри-ла и т. д.). Кроме того, следует иметь в виду, что в процессе переупаковки макромолекул и при механодиспергировалии возникают все новые и новые проходные цепи, зажатые между структурными образованиями и подвергающиеся перенапряжению в первую очередь. Однако этот вопрос изучен недостаточно. [c.102]

Причина более низкой пластичности исходных целлюлозных волокон по сравнению с пластичностью фибрилл не ясна. Однако, может быть, что при образовании волокон в природе прп наложении друг на друга большого количества цепеобразных молекул целлюлозы сильно полярные гидроксильные группы, расположенные вдоль цепей, испытывают настолько большое взаимное притяжение, что оно вызывает поворот молекул, приводящий к более или менее полной нейтрализации силовых полей вокруг полярных групп. Такая ориентация приводит к минимуму количества направленных наружу гидроксильных групп на молекулах, расположенных по поверхности волокна. Результатом этого является понинчвние активности и, j eflOBaTenbHO, пластичности этой поверхности, фибриллирование при размоле неизбежно ведет к обнажению тех молекулярных поверхностей, которые в исходном волокне были в непосредственном соприкосновении с другими молекулами целлюлозы. Можно ожидать, что подобные поверхности могут обладать относительно высокой склонностью к реакции с водой. Химическое превращение целлюлозы в растворимые производные указывает на то, что размол очень мало или совсем не влияет на основную структуру молекулы целлюлозы, т. е. длина цв и вероятно остается неизмененной. [c.353]

Если число моносахаридов, участвующих в образовании природных полисахаридов, очень ограничено, более того, важнейшие полисахариды, такие, как крахмал, целлюлоза и гликоген, построены исключительно из одного моносахарида, )-глюкозы, то аминокислот в объектах живой природы встречается более 70, но только 22 из них играют жизненно важнзто роль Все они относятся к а-аминокислотам Х-ряда, кроме глицина, и представлены в таблице 25-1 [c.863]

Для понимания природы аморфной части недостаточно изучить эффект ее деструкции. Поэтому были проведены исследования влияния противоположного деструкции фактора — эффекта образования мостичных связей в аморфной части целлюлозы. Сшивание целлЕО-лозы проводили с помощью гетерогенной реакции бифункциональными реагентами в водной среде в условиях ограниченного набухания. Образующаяся при этом слабо сшитая целлюлоза подвергалась реакции карбоксиметилирования, при которой мостичные связи в основном разрушались. Было показано, что при небольшом числе мостичных связей, введенных вышеуказанным образом, продукт реакции переходил в раствор при значительно более низкой степени замещения, чем продукт, полученный из несшитой целлюлозы [29]. [c.25]

Отмечено, что энергия, выделяемая при образовании между двумя атомами координационной связи, значительно меньше, чем энергия, освобождаемая связью, образованной основными валентностями атомов. При конденсационной полимеризации очень выссксмолекулярных продуктов обычно не получается. Однако Штаудингер указывает, что высскс полимерные продукты естественной полимеризации целлюлозы и резины образуются в процессе конденсационной полимеризации. В природе таких нитеобразных молекул, как встречающиеся у синтетических полимеров, не образуется вследствие того, что цепные реакции, которые дают высокополимерные продукты, требуют высокой концентрации мономера без присутствия побочных продуктов. [c.636]

На окислительную природу большинства реакций разрыва цепи указывает сильный эффект последействия. Если целлюлозу облучают в атмосфере азота или кислорода, то уменьшение молекулярного веса наблюдается и после прекращения облучения. Однако скорость, с которой достигается конечный. молекулярныйвес, зависит от з словий хранения после облучения. На рис. 50 сравниваются эти скорости в азоте и в кислороде. Основные характеристики процесса разрыва цепей после прекращения облучения совпадают с характеристиками обычной реакции разрыва цепей. Наиболее простым объяснением этого является предположение об образовании под действием облучения нестабильных молекул, не сопровождающемся разрывом цепей. Отставание процесса разрьша макромолекул от процесса образования нестабильных цент [c.115]

Это представление о физической структуре волокна совершенно отличается от того, что вытекало из мицеллярпой теории Марка—Мейера. По Марку-Мейеру, в идеальном волокне мицеллы расположены совершенно правильно и параллельно оси волокна, наподобие кирпичеобразной кладки. Такое волокно является фактически монокристаллом и, следовательно, термодинамически устойчивой системой, обладающей минимумом свободной энергии. Реальные волокна отличаются от идеального лишь тем, что в них некоторая часть мицелл дезориентирована относительно оси волокна, вследствие чего в системе возникают поверхности раздела между кристалликами, свободная энергия системы возрастает и поэтому она не является равновесной. Отсюда следует, что при любом процессе, самопроизвольно протекающем в волокне, ориентация его может только повышаться. Но если целлюлозные гели рассматривать как высокоструктурированпые жидкости, то ориентация цепей главных валентностей не будет вести к образованию монокристалла, а лишь к изменению характера среднестатистического распределения их направлений относительно оси волокна. Таким образом, новейшие представления о природе целлюлозы выдвинули вопрос об устойчивости ориентации и характере ее изменения под влиянием различных воздействий, способных вызвать нарушение структуры целлюлозы как псевдокристаллического вещества, обла- [c.18]

Как известно, до последнего времегги целлюлозу и ее производные рассматривали как кристаллическое образование. Это предположение было впервые высказано Шеррером [1], интерпретировавшим полученные им де-баеграммы целлюлозы как интерференционную картину от микрокристаллического вещества, и затем подтверждено Герцогом и Янке [2]. С тех пор многочисленные исследователи, исходя из предположения о кристаллической природе целлюлозы, вычисляли и определяли размеры кристаллитов [c.28]

Процесс измельчения и размалывания в жидких средах определяется природой последних и взаимодействием между жидкостью и полимером. На первых стадиях процесса жидкость проникает в дефектные пространства структуры полимера, в щели, в прол1ежутки между волокнами и т. п., развивая расклинивающие усилия, которые приводят к деструкции обрабатываемого полимера. Большую роль в этом случае играет наличие поверхностно-активных веществ, которые облегчают смачивание внешней поверхности и способствуют развитию давлений и появлению в конечном итоге новых поверхностей. Так, например, было установлено, что при размалывании целлюлозы в присутствии синтетических поверхностно-активных веществ протекают химические превращения в направлении образования у-фракций. Аналогично ведут себя и белковые материалы типа кожевенных отходов. [c.113]

НИЯ требуемой а-целлюлозы (наиболее инертного компонента всей целлюлозы) от других углеводов, например гемицеллюлоз, и она также способствует процессу набухания целлюлозы, который желательно проводить до превращения ее в ксантогенат. Добавка окислителей, например перекиси водорода, для ускорения деполимеризации не влияет на скорость образования алкали-целлюлозь[ или на скорость растворения гемицеллюлоз [37, 38]. ]Поэтому примеиение перекиси в производстве вискозы ограничено в связи со сложной природой различных происходящих при этом процессов и как следствие— недостаточного знакомства с характером влияния такого рода обработки на свойства конечного волокна. Возможно, что ускоряющее действие примесе многовалентных металлов на обычный процесс созревания обусловлен образованием перекиси водорода под действием самоокисления (как описано на стр. 68 и сл.). Добавка перекиси водорода к ксантогенату целлюлозы перед прядением ускоряет также его созревание [39]. [c.489]

Степень фотохимической деструкции, однако, подчиняется более сложным зависимостям. Так, введение меди в волокно снижает степень фотохи-л 1ческой деструкции для хлопка, окрашенного наиболее чувствительными красителями, но увеличивает деструкцию неокрашенного хлопка или хлопка, обработанного кубовыми красителями темного цвета таким образом, степень деструкции фактически оказывается независящей от природы взятого красителя. Железо и другие металлы также влияют на фотохимическую деструкцию. Возможное объяснение заключается в том, что различные тяжелые металлы способствуют пе только разложению перекиси водорода, но и образованию ее в результате самоокисления в атмосфере (см. стр. 68), а поэтому в некоторых случаях размер деструкции значительно больше зависит от природы и количества присутствующих тяжелых металлов, чем от природы красителя. В этом отношении интересно было бы изучить влияние металлов, обладающих сравнительно ничтожными каталитическими свойствами, а также неметаллических катализаторов на фотохимическую деструкцию хлопка. Шеффер [45] обнаружил перекись водорода также при щелочной обработке одной целлюлозы и привел доказательства, подтверждающие, что щелочная деструкция целлюлозы происходит в результате гидролиза глюко-пирлР1озных колец целлюлозы с последующим окислением перекисью. [c.490]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология