В углеводную часть древесины кроме основного полисахарида -целлюлозы входят нецеллюлозные полисахариды (полиозы). Нецеллюлозные полисахариды, являющиеся структурными компонентами, называют гемицеллюлозами. Следует заметить, что термины «полиозы» и «гемицеллюлозы» условны (греч. «поли» означает много, а «геми» - полу-) и применяются в химии древесины для определенных групп полисахаридов, тогда как в органической химии под полиозами понимают все полисахариды. В меньших количествах в древесине присутствуют водорастворимые нецеллюлозные полисахариды, в том числе полиурониды. Эти полисахариды по химическому строению близки к гемицеллюлозам, но вследствие растворимости в воде их относят к экстрактивным веществам.[1, С.269]
По особенностям химического строения водорастворимые полисахариды не отличаются от гемицеллюлоз. Водорастворимые полисахариды, как все нецеллюлозные полисахариды, могут относиться либо к пентоза-нам, либо к гексозанам. К полиуронидам относят сложные комплексы углеводного характера, содержащие в качестве основного компонента гекс-уронаны - полимерные цепи, построенные из остатков гексуроновых кислот. При классификации водорастворимых полисахаридов и полиуронидов по главному составляющему моносахариду различают глюканы (в том числе крахмал), галактаны, арабинаны, галактуронаны. Среди водорастворимых высокомолекулярных экстрактивных веществ находятся также гликопротеины - комплексы, содержащие олиго- или полисахаридные цепи, связанные ковалентными (в том числе гликозидными) связями с цепями белков. Они выполняют в растениях запасающие и физиологические функции.[1, С.310]
Холоцеллюлоза - комплекс полисахаридов древесины, получающийся в виде волокнистого остатка после удаления экстрактивных веществ соответствующими нейтральными растворителями и делигнифика-ции (удаления лигнина). В состав холоцеллюлозы входят целлюлоза и нецеллюлозные полисахариды, не экстрагируемые нейтральными растворителями, используемыми для извлечения экстрактивных веществ (геми-целлюлозы). Выход холоцеллюлозы при выделении ее из древесины различными методами составляет в среднем для хвойных пород 70...73%, лиственных пород - 72.. .79%.[1, С.268]
Целлюлоза - это полисахарид, макромолекула которого построена из повторяющихся звеньев - остатков (З-В-глюкопиранозы с общей формулой (СбН,оО5)я (см. главу 9). Макромолекулы гемицеллюлоз построены из остатков различных моносахаридов, пентоз и гексоз, а также уроновых кислот. Большей частью все нецеллюлозные полисахариды - смешанные полисахариды. В анализе древесины их условно подразделяют на пентоза-ны (CjHgC^),, и гексозаны (СбНшС^),, (см. главу 11).[1, С.185]
Поведение изолированных полисахаридов при гидролитической деструкции несколько отличается от их поведения в составе растительного сырья. При гидролизе древесины разбавленными кислотами при ЮО°С гидролизуются только легкогидролизуемые полисахариды - гемицеллю-лозы (за исключением целлюлозанов), другие нецеллюлозные полисахариды, в том числе крахмал, полиурониды и др., а также аморфная часть целлюлозы. Кроме того, гидролитической деструкции подвергаются связи лигнина с гемицеллюлозами.[1, С.292]
Если же представить всю углеводную часть древесины в целом без предварительного удаления водорастворимых экстрактивных веществ, состав легко- и трудногидролизуемых полисахаридов будет более сложным. В древесине к легкогидролизуемым полисахаридам, кроме легкогидроли-зуемых гемицеллюлоз, относятся все остальные нецеллюлозные полисахариды и полиурониды. На рис. 11.4 показан состав всей углеводной части древесины и продуктов полного гидролиза. В гидролизатах легкогидроли-зуемых полисахаридов в случае древесины лиственных пород преимущественно содержится D-ксилоза, а в случае древесины хвойных пород -D-манноза и D-ксилоза. В гидролизатах трудногидролизуемых полисахаридов главным моносахаридом является D-глюкоза. D-Фруктозу находят только в гидролизатах трудногидролизуемой части.[1, С.286]
Реакции полисахаридов древесины имеют очень важное практическое значение в процессах химической и химико-механической переработки древесины - целлюлозно-бумажном, гидролизных, лесохимических производствах, производстве древесных плит и пластиков. Цель целлюлозно-бумажного производства - получение из древесины технической целлюлозы и других волокнистых полуфабрикатов. При этом нецеллюлозные полисахариды в большей или меньшей степени удаляются в результате деструкции в различных процессах варки, протекающих в кислой или щелочной средах, а также под воздействием окислителей. В гидролизных производствах углеводная часть древесины подвергается гидролизу с целью получения из полисахаридов Сахаров и продуктов их дальнейшей переработки. В одном из производств лесохимии - пиролизе древесины высокомолекулярные компоненты древесины и в том числе целлюлоза[1, С.278]
Структурные компоненты подразделяют на углеводную и ароматическую части. Углеводная часть, представляющая комплекс полисахаридов, называется холоцеллюлозой. Массовая доля холоцеллю-лозы составляет в древесине примерно 70...80%, причем ее содержание в древесине лиственных пород выше по сравнению с хвойными. В состав холоцеллюлозы входят основной компонент древесины - целлюлоза и нецеллюлозные полисахариды - гемицеллюлозы. Древесина хвойных пород содержит меньше гемицеллюлоз, чем древесина лиственных пород. Аналогичное химическое строение имеют вышеупомянутые водорастворимые полисахариды и полиурониды, но они выполняют другие функции и из-за растворимости в воде их относят не к гемицеллюлозам, а к экстрактивным веществам. Необходимо отметить, что условно относимые к водорастворимым экстрактивным веществам пектиновые вещества фактически выполняют структурную функцию (см. 11.9.2).[1, С.185]
Состав гемицеллюлоз древесины хвойных и лиственных пород различен. Лиственные породы содержат значительно больше пентозанов (17...25%, иногда до 30% и даже выше), чем хвойные породы (5... 13%), и лишь небольшую долю гексозанов (0,5...6%). Хвойные же породы содержат больше гексозанов (8...20%), чем пентозанов. Гемицеллюлозы лиственных пород представлены преимущественно ксиланами (в основном глюкуроноксиланом). Остальные нецеллюлозные полисахариды содержатся в небольших количествах. У хвойных пород нецеллюлозные полисахариды имеют более сложный состав (арабиноглюкуроноксилан и глю-куроноксилан, глюкоманнан и галактоглюкоманнан, арабиногалактан и др.).[1, С.276]
В составе холоцеллюлозы к трудногидролизуемым полисахаридам относятся целлюлоза, как кристаллический полимер, и небольшая часть гемицеллюлоз, закристаллизованных совместно с целлюлозой и называемых целлюлозанами. К легкогидролизуемым полисахаридам относятся гемицеллюлозы, как аморфные полимеры, и небольшая часть целлюлозы (аморфная часть). В древесине в целом к легкогидролизуемым полисахаридам относятся также все водорастворимые нецеллюлозные полисахариды и полиурониды.[1, С.187]
В древесине гемицеллюлозы, водорастворимые полисахариды и полиурониды выполняют различные функции. Гемицеллюлозы являются структурными компонентами клеточной стенки, тогда как водорастворимые полисахариды - резервными питательными веществами. Однако следует подчеркнуть, что четкое отнесение того или иного индивидуального полисахарида к одной из этих двух групп часто становится затруднительным, поскольку в древесине присутствуют некоторые нецеллюлозные полисахариды, относящиеся по химическому строению (по главному составляющему моносахариду) к одному и тому же типу, но отличающиеся по функции и растворимости.[1, С.269]
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА СТУДЕНТАМ!!! Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Кепе, Диевского. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
А также: Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и задачника Мещерского. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников, а также решебнки: Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна. Решение любых задач по физике и гидравлике на сайте fiziks.ru
Что самое приятное на любом из этих сайтов Вы можете заказать решение задач по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, материаловедение, ТКМ и другие.