спектроскопия целлюлозы

Инфракрасную спектроскопию (см. 5,4.3), кроме изучения химического строения макромолекул, например, целлюлозы (см. 9.1) и [c.143]

Конформации глюкопиранозных звеньев целлюлозы, а также конформации ее цепей изучают с помощью рентгеноструктурного анализа, ИК- и ЯМР-спектроскопии и теоретического конформационного анализа. Экспериментальные данные и результаты расчетов показывают, что в цепи целлюлозы угол, образованный валентными связями атома кислорода гликозидной связи (угол С(1)-0-С(4)), превышает нормальный валентный угол атома кислорода. Следовательно, цепь целлюлозы находится не в предельно вытянутом состоянии, а в несколько изогнутой форме. При этом создаются необходимые расстояния для образования внутримолекулярных водородных связей. В результате возникновения прочных регулярных межмолекулярных Н-связей жесткие вытянутые цепи целлюлозы образуют высокоупорядоченную надмолекулярную структуру - кристаллическую решетку (см. 9.4). [c.233]

Водородные связи изучают методом ИК-спектроскопии. Б ИК-спектре целлюлозы (см. рис. 9.1) в диапазоне валентных колебаний гидроксильных групп имеется широкая интенсивная полоса поглощения с максимумом в области 3400 см , соответствующая колебаниям ОН-групп, связанных Н-связями. Эта полоса представляет собой наложение отдельных полос поглощения ОН-групп, участвующих в образовании Н-связей различного типа. Поэтому спектры разных целлюлоз в данной области могут отличаться друг от друга. Однако идентификация полос отдельных типов Н-связей является сложной задачей. Максимум около 3650 см" либо очень слабый, либо отсутствует, что указывает на отсутствие свободных гидроксильных групп. Таким образом, практически все гидроксильные группы целлюлозы участвуют в образовании водородных связей. [c.235]

Целлюлозные волокна характеризуют по степени кристалличности и степени ориентации. Степень кристалличности (СК) - относительное содержание кристаллической, части в целлюлозе. Степень кристалличности определяют рентгенографическим методом, методом ИК-спектроскопии, в том числе в сочетании с реакцией изотопного обмена при действии на целлюлозу О О, а также по плотности, гигроскопичности, удельной поверхности. Используют и химические методы, например, гидролиз до предельной СП и др. Следует отметить, что последние дают не степень кристалличности, а характеризуют доступность целлюлозы для [c.242]

Определение характеристик надмолекулярной структуры. В заводской практике ограничиваются определением степени набухания целлюлозы в растворах гидроксида натрия. В научных исследованиях применяют рентгеноструктурный анализ для определения степени кристалличности и размеров кристаллитов, ИК-спектроскопию для характеристики водородных связей, гидролиз до предельной степени полимеризации (см. 20.1), также характеризующей длину кристаллитов и др. [c.542]

Методы ИК-спектроскопии и С-ЯМР-спектроскопии высокого разрешения в твердых телах позволяют проследить изменения во всей структуре целлюлозы. При обработке разбавленными растворами гидроксидов сушественных изменений в спектрах не отмечено. При определенных концентрациях изменения в спектрах указывают на начало перестройки межмолекулярных связей, в том числе и водородных, которая завершается при несколько больших концентрациях шелочных растворов. Интересно отметить, что при пересчете концентрации растворов на содержание гидроксид-ионов изменения в спектрах ЯМ хлопковой целлюлозы начинались и заканчивались для гидроксидов Na, К и Li при одних и тех же концентрациях в интервале от 3 до 5 моль/дм . Это дало основание авторам исследования утверждать, что структурные изменения целлюлозы происходят преимущественно под действием гидроксид-ионов. Гидратация катионов оказывает влияние на изменение параметров кристаллической ячейки. [c.566]

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]

Измерения с помощью ЭПР-спектроскопии показывают, что в облученных древесине и целлюлозе число свободнорадикальных центров в течение 5—10 ч быстро падает остальные радикалы оказываются относительно стабильными, и их число снижается медленно в течение периода свыше 70 ч (791. Из спектров ЭПР видно, что в целлюлозах I и II образуются свободные радикалы различного типа (72, 85]. В молекулах целлюлозы I свободнорадикальные центры образуются у 1, 4 и 5-го атомов углерода звеньев глюкозы, а у целлюлозы II — в результате отрыва И или ОН от б-го атома углерода, что обусловлено различием характера водородных связей у этих модификаций целлюлозы. Свободные радикалы, образующиеся при облучении древесины или целлюлозы, пропитанных мономерами (стиролом, диизоцианатом и т. д.) или формальдегидом, позволяют осуществлять прививку синтетических полимеров к компонентам древесины или к выделенной целлюлозе (13, 79]. [c.296]

Этим авторам [217] удалось идентифицировать катион ацети-лия в реакционной смеси с помощью ЯМР-спектроскопии. Другие авторы [2, 228] показали, однако, что этерификация целлюлозы серной кислотой и уксусным ангидридом идет быстрее, чем ацетилсерной кислотой, и что условия, в которых образование ацетилсерной кислоты тормозится, оказываются более благоприятными. То же самое относится к системе хлорная кислота — уксусный ангидрид. [c.390]

Рядом исследователей проведено изучение модификаций кристаллической структуры триацетата целлюлозы с помощью электронной микроскопии, ИК-спектроскопии, рентгенографии и электронографии [34, 36, 37, 108, 166, 195, 227]. Проводились лабораторные эксперименты по улучшению некоторых свойств ацетатов целлюлозы (способности к окрашиванию, прочности, пластичности) путем получения смешанных эфиров ацетатов с поперечными сшив- [c.391]

Простые эфиры целлюлозы можно различать с помощью метода ИК-спектроскопии [73]. [c.394]

Для решения вопросов, связанных с доказательством химического присоединения К-метилольных соединений к целлюлозе, мест присоединения и химической структуры связей, широко использовалась ИК-спектроскопия и ряд других методов. Решение указанных выше вопросов встречает, однако, большие трудности, связанные с тем, [c.198]

Методика экспериментов. Для исследования химической структуры сополимеров целлюлозы часто применяют метод инфракрасной спектроскопии. Обычно наряду с реакциями сополимеризации, инициированными свободными радикалами, происходит окислительная деструкция целлюлозы, и соответственно увеличение поглощения в области характеристических полос групп С=0 [5]. Ковалентные связи между целлюлозой и полимером могут быть качественно идентифицированы с помощью ИК-спектроскопии. Типичные данные для сополимера целлюлозы с акрилонитрилом приведены в табл. 2. [c.224]

Книга содержит описание основных современных физико-химических методов, применяемых для анализа органических соединений, — спектроскопии в инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой частях спектра, рентгенографии, хроматографии, масс-спектрометрии, полярографии, ЯМР-и ЭПР-спектроскопии и др. Изложены теоретические основы методов, описаны современная аппаратура и возможности применения методов для исследования структуры и состава полимеров. Приведено большое число методик анализа различных природных и синтетических высокомолекулярных веществ — пластиков, эластомеров, смол, белков, целлюлозы, волокон и т. д., а также ряда низкомолекулярных соединений, применяемых при получении и переработке полимеров. [c.4]

Однако наибольшие успехи в изучении ориентированных полимеров были достигнуты с введением в практику исследований таких методов, как электронная микроскопия, рентгеновская дифракция в области малых углов, ИК-спектроскопия, ЯМР и т. д. Самые первые опыты по ЭМ изучению структуры природных (целлюлоза) волокон, позволили обнаружить их тонкое, микрофибриллярное строение (Низка, см. [6]). [c.86]

Разработан метод концентрирования никеля и марганца из растворов на ионитной бумаге из окисленной целлюлозы в сочетании с их определением непосредственно на бумаге методом диффузно-отражательной спектроскопии. [c.357]

Реакционная способность является важной характеристикой структуры волокна. Разработано несколько методов определения этой характеристики для хлопкового волокна, каждый из которых, разумеется, относится только к конкретным условиям измерения. Вероятно, самый элегантный и наиболее точный метод— это дейтерирование (в сочетании с инфракрасной спектроскопией), которое представляет собой парофазную реакцию и протекает в отсутствие растворителя, способного вызывать набухание волокна и, следовательно, изменять степень его упорядоченности. Впервые данный метод был использован при изучении пленок из регенерированной и бактериальной целлюлозы. Обработка специально приготовленных пленок из хлопковой целлюлозы парами ОгО сопровождается дейтерированием всех реакционноспособных гидроксильных групп. В результате этого [c.300]

При установлении химического строения целлюлозы ряд ценньк результатов был получен с использованием метода ИК-спектроскопии (см. 5.4). Метод нашел широкое использование в исследовании химических изменений в целлюлозе, ее конформаций (см. 9.2), водородных связей (см. 9.3) и др. На рис. 9.1 приведен ИК-спектр целлюлозы, а в табл. 9.1 - интерпретация полос поглощения, т.е. их отнесение к определенным qjynnaM атомов, валентные и деформационные колебания которых вызывают возникновение характеристического поглощения. Спектры целлюлоз различного происхождения могут различаться по интенсивности отдельных полос. ИК-спектры древесных целлюлоз отличаются от спектра хлопковой целлюлозы менее четким проявле- [c.228]

TOB рентгенографического анализа, ИК-спектроскопии дейтерированных образцов целлюлозы, ЯМР-спектроскопии, термомеханического анализа, калориметрии, измерений плотности, сорбции н др., пришел к заключению о неоднородности некристаллической фазы. Разупорадоченная часть целлюлозы, относимая при измерениях СК рентгенографическим методом к аморфной части, в действительности неоднородна по структуре, причем при одной и той же СК структура и свойства некристаллической части могут бьггь различными. [c.246]

Микрокристаллическую целлюлозу (авицел, Мегск) обрабатывают избытком фенилизоцианата в пиридине при 100°С. После охлаждения продукт осаждают метанолом, который более чем на 60% состоит из трифенилкарбамата (по данным ИК-спектроскопии и ЯМР). [c.246]

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]

Идентификацию и количественное определение сахаров можно осуществить различными хроматографическими методами хроматографией на бумаге [202, 204, 213, стандарт TAPPI Т 250 рт-7Ъ тонкослойной хроматографией [235] газовой хроматографией частично в комбинации с масс-спектроскопией [18, 102, 204, 244, стандарт TAPPI Т 249 ргп-75]. Позднее для определения полисахаридного состава древесины и технических целлюлоз применили автоматизированный анализ сахаров методом ионообменной хроматографии через боратные комплексы [73, 75, 76, 200]. Описан быстрый спектроскопический метод определения сахаров [192, 193, 194], основанный на измерении поглощения при 322 и 380 нм продуктов дегидратации сахаров (производных фурана), образовавшихся после полного гидролиза древесины или технической целлюлозы. [c.30]

Широко известны два из них титрование кислотных групп в присутствии солей сильных кислот, например метод с гидрокарбонатом натрия — хлоридом натрия (стандарт TAPPI Т 237 os-77) определение содержания катионов, связанных целлюлозой, например метод с метиленовым синим [247]. Разработан метод прямого титрования в неводной гомогенной системе [48]. С помощью ИК-спектроскопии можно получить относительную оценку содержания карбоксильных групп. [c.31]

Степень кристалличности (степень упорядоченности), показывающую долю кристаллической части в образце целлюлозы, можно рассчитать вычитанием фонового рассеяния из всей кривой, используя или высоту пика (002), или интегральную площадь [106, 208]. Для определения степени кристалличности применяли также ИК-спектроскопию, используя отношение интенсивностей определенных полос поглощения [4, 46, 135]. Разработан метод, заключающийся в совместном определении набухания в NaOH и водоудержания [95]. [c.76]

Ранние исследования [46, 47, 53] целлюлозы, облученной УФ-светом, методом ЭПР-спектроскопии показали существование приблизительно линейных зависимостей между площадью сигнала ЭПР, с одной стороны, и расщеплением цепей, образованием пероксидных групп, растворимостью в кипящем 1 %-ном растворе NaOH — с другой. [c.282]

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]

Целлюлозные волокна характеризуются индексом (степенью) кристалличности Этот показатель отражает плотность упаковки целлюлозы и соотношение аморфных и кристаллических участков в ее структуре Индекс кристалличности (ИК) определяют рентгенографически (метод основан на измерении дифракции рентгеновских лучей), по дифракции электронов, с помощью ИК-спектроскопии, ЯМР, по различию плотности целлюлозы в аморфных и кристаллических участках, путем адсорбции воды и йода, по скорости обмена D2O, а также по скорости протекания различных реакций таких, как кислотный гидролиз, перйодатное окисление, формилирование и т д [см, например, 5, 7] Данные, установленные разными методами, могут отличаться друг от друга Поэтому на практике нельзя определить абсолютное значение кристалличности или аморфности, однако, имеющиеся методы позволяют достоверно судить об относительных изменениях в структуре гомологических рядов целлюлозных материалов Наиболее воспроизводимым, точным и простым в интерпретации является метод дифракции рентгеновских лучей В настоящее время большинство исследователей применяют именно этот метод [6, 7] Для количественного определения ИК используют формулу, предложенную Сегалом [c.12]

Я Я Ермоленко Спектроскопия в химии окисленных целлюлоз Минск, Изд-во АН БССР, 1959, стр 153 [c.295]

Применение различных спектроскопических методов, в особенности метода ИК-спектроскопии, позволило получить достаточно надежные результаты, мало зависящие от условий проведения эксперимента. Значительные исследования в этой области проведены Ермоленко [5]. Жбанковым [6], Никитиным [7] и др. Но следует подчеркнуть, что чувствительность метода ИК-спектроскопии уступает химическим. Современная методика приготовления целлюлозных препаратов для изучения спектров не позволяет исследовать образцы оксицеллюлоз с содержанием СООН-групп ниже 2%, так как при меньшем количестве карбоксильных групп требуется введение в препарат большого (свыше 0,5%) количества целлюлозы, что приводит к резкому увеличению светорассеяния, [c.467]

В этом разделе представлены результаты исследования структуры лигнина, полученного в процессе водно-этанольной делигнификации древесины осины, в сравнении со структурой ЛМРО осины, исследование проведено методом количественной спектроскопии ЯМР на ядрах н и С [361] Лигнины 1, 2, 4 выделяли из водно-этанольного варочного раствора высаживанием в воду, лигнин 3 выделен подкислением после экстрагирования водноспиртовой целлюлозы Делигнификацию проводили с использованием катализаторов НС1 (3, 4) и Н3РО4 (1, 2) - при температуре 155°С (1) и 165°С (2, 3, 4) Время варки 1 - 30 мин, 2 - 120 мин, 3, 4 - 90 мин [c.193]

Для определения степени замещения ацетата целлюлозы, часто пользуются метолом Эберштадта (4) (5), который основывается на щелочном омылении атожноэфирных групп и последующем обратном титровании щелочи, минеральной кислотой. В качестве инструментального метода определения степени замещения используется метод ИК -спектроскопии (6), [c.34]

Таблица 2. Данные инфракрасной спектроскопии для сопилимеров целлюлозы и акрилонитрила

Ермоленко И. Н., Спектроскопия в химии окисленных целлюлоз, Изд. АН БССР, 1959, стр. 13, 66. [c.105]

По наблюдениям Эллиса и Бэта [603], полосы О — Н в ИК-спектре целлюлозы смещены в сторону меньших частот, что является убедительным доказательством присутствия Н-связей. Как и для других соединений с Н-связью, растворимость целлюлозы и ее производных зависит от способности растворителя к образованию Н-связей. Растворимость, по-видимому, падает при возникновении связей между цепями. Высокая степень связанности в кристаллических областях целлюлозы объясняет ее нерастворимость в воде. Роуэн и Плайлер [1750], основываясь на данных ИК-спектроскопии, предположили, что области кристалличности содержат четырехчленные димерные циклы, в то время как в аморфной части присутствуют только одиночные Н-связи и несвязанные водородные атомы (рис. 96). Хотя Марк не предлагает определенной конфигурации Н-связей, он также считает, что они являются основной отличительной чертой областей кристалличности. [c.281]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология