第三章 半纖維素

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1、3.2.3半纖維素的化學(xué)結(jié)構(gòu)式構(gòu)成半纖維素的糖基：甘露糖(Mannose)、葡萄糖(Glucose)、半乳糖(Galactose)、木糖(Xylose)、阿拉伯糖(Arabinose)、4-0-甲基葡萄糖醛酸(4-0-Methyl-GlucuronicAcid)、半乳糖醛酸(GalacturonicAcid)、葡萄糖醛酸(GlucuronicAcid)。鼠李糖(Rhammose)和巖藻糖(Fucose)。Theirbuildingunitsarehexoses(D-glucose,Dmannose,andD-galactose),p

2、entoses(D-xylose,Larabinose,andD-arabinose),ordeoxyhexoses(L-rhamnoseor6-deoxy-L-mannoseandrareL-fucoseor6-deoxy-galactose).Smallamountsofcertainuronicacids(4-Omethyl-D-glucuronicacid,Dgalacturonicacid,andDglucuronicacid)arealsopresent.①針葉木半纖維素中最多的是聚半乳糖葡萄糖甘露糖，含量大約為15-2

3、0%。②包括兩類結(jié)構(gòu)：半乳糖:葡萄糖:甘露糖=0.1:1:3半乳糖:葡萄糖:甘露糖=1:1:33.2.3.1針葉木半纖維素聚糖的類型及化學(xué)結(jié)構(gòu)式1.聚半乳糖葡萄糖甘露糖類(galactoglucomannans)結(jié)構(gòu)特點：a、主鏈：D－葡萄糖與D－甘露糖通過（1－4）β苷鍵聯(lián)接；b、枝鏈：半乳糖與主鏈糖基在C6上形成（1－6）聯(lián)接。c、O－乙?；话闩c主鏈的甘露糖基及葡萄糖基在C2或C3位上形成乙酸酯。3.2.3.1針葉木半纖維素聚糖的類型及化學(xué)結(jié)構(gòu)式聚半乳糖葡萄糖甘露糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)式2.聚木糖類針葉木中的聚木糖類主要是聚阿拉伯糖4－

4、O－甲基葡萄糖醛酸木糖。結(jié)構(gòu)特點：a、主鏈：D－吡喃式木糖基，通過（1－4）β聯(lián)接起來的。b、枝鏈：4－O－甲基葡萄糖醛酸聯(lián)接到C2上，L－呋喃式阿拉伯糖基聯(lián)接到C3上。聚阿拉伯糖4－O－甲基葡萄糖醛酸木糖3.聚阿拉伯糖半乳糖a、是高分枝度水溶性聚糖；b、常與水溶性的聚半乳糖葡萄糖甘露糖一起存在；c、主鏈?zhǔn)牵?－3）β聯(lián)接的D－吡喃式半乳糖基；d、支鏈?zhǔn)荓－呋喃式阿拉伯糖基聯(lián)接于主鏈半乳糖基的C6上。(還有其他枝鏈)特點：聚阿拉伯糖半乳糖3.2.3.2闊葉木半纖維素的類型及化學(xué)結(jié)構(gòu)1.聚木糖類闊葉木中的聚木糖主要是聚O－乙?；?－

5、O－甲基葡萄糖醛酸木糖，一般占木材的20～30％，也有高達(dá)35％的。主鏈：D－吡喃式木糖基通過（1－4）β苷鍵聯(lián)接而成。支鏈：乙?；c主鏈C2，C3成乙酸酯聯(lián)接，4－O－甲基－α－D－吡喃式葡萄糖醛酸基聯(lián)接到主鏈木糖基C2位上。聚O－乙?；?－O－甲基葡萄糖醛酸木糖2.聚葡萄糖甘露糖在一般闊葉木中的含量為2～5％。主鏈：D－吡喃式葡萄糖基與D－甘露糖基，通過（1-4）β苷鍵連接。3.聚鼠李糖半乳糖醛酸木糖樺木半纖維素中含有此類聚糖鼠李糖基聯(lián)接在兩個相鄰木糖基與半乳糖醛酸基之間。4.聚木糖葡萄糖類在闊葉材細(xì)胞初生壁中還含有較大量的聚

6、木糖葡萄糖類半纖維素，其在初生壁中的含量達(dá)20%~25%。其特點：（1）主鏈由β-D-葡萄糖基構(gòu)成；（2）主鏈的糖基的C6位置上鏈有α-D-木糖基；（3）木糖基上有時還連接有巖藻糖和乙?；?。聚木糖葡萄糖類3.2.3.3禾本科植物的主要半纖維素的類型及化學(xué)結(jié)構(gòu)主要是聚木糖，但種類不同，所含的聚木糖分子特性不同。西班牙草：由木糖基構(gòu)成的線狀均一的聚木糖。熱帶草：高分枝度的聚木糖。禾草類：聚阿拉伯糖－4－O－甲基葡萄糖醛酸木糖。1.麥草麥草中的半纖維素主要是聚阿拉伯糖葡萄糖醛酸木糖3.2.4半纖維素與其伴生物的化學(xué)連接木素和部分半纖維之間

7、存在化學(xué)鍵的連接纖維素和半纖維素之間沒有共價鍵連接，但存在氫鍵連接和范德華作用力半纖維素和蛋白質(zhì)之間有化學(xué)連接LCC——在植物細(xì)胞壁中，木素與半纖維素之間存在著化學(xué)連接，形成木素與碳水化合物復(fù)合體，即LCC（lignin-carbohydratecomplex）一、酸性水解二、堿性降解三、酶降解四、半纖維素在化學(xué)制漿中的變化3.3半纖維素的化學(xué)性質(zhì)主要內(nèi)容與纖維素的化學(xué)性質(zhì)作比較3.3.1酸性水解半纖維素的苷鍵在酸性介質(zhì)中會裂開，使半纖維素發(fā)生降解。酸水解速度:1、β-D構(gòu)型＞α-D構(gòu)型2、呋喃式醛糖配糖化物＞相應(yīng)吡喃式醛糖配糖化物

8、3、甲基吡喃式阿拉伯糖＞半乳糖＞木糖＞甘露糖＞葡萄糖4、因羧基對苷鍵連接的穩(wěn)定影響，糖醛酸配糖化合物最穩(wěn)定甲基吡喃式己糖配糖化物與甲基吡喃式戊糖配糖化物的酸性水解醛糖配糖化物相對速率醛糖配糖化物相對速率甲基-α-D－葡萄糖配糖化物1.