七年級生物上冊知識點之纖維素性質

1．溶解性

常温下，纖維素既不溶於水，又不溶於一般的有機溶劑，如酒精、乙醚、丙酮、苯等。它也不溶於稀鹼溶液中。因此，在常温下，它是比較穩定的，這是因為纖維素分子之間存在氫鍵。

2．纖維素水解

在一定條件下，纖維素與水發生反應。反應時氧橋斷裂，同時水分子加入，纖維素由長鏈分子變成短鏈分子，直至氧橋全部斷裂，變成葡萄糖。

3．纖維素氧化

纖維素與氧化劑發生化學反應，生成一系列與原來纖維素結構不同的物質，這樣的反應過程，成為纖維素氧化。（引自郭莉珠檔案保護技術）纖維素大分子的基環是D-葡萄糖以β-1，4糖苷鍵組成的大分子多糖，分子量約50000～2500000，相當於300～15000個葡萄糖基脱水葡萄糖，其分子式為：（C6H10O5）n， 其化學組成含碳44.44%、氫6.17%、氧49.39%。由於來源的不同，纖維素分子中葡萄糖殘基的數目，即聚合度（DP）在很寬的範圍。分子式可寫作（C6H10O5）n。是維管束植物、地衣植物以及一部分藻類細胞壁的`主要成分。醋酸菌（Acetobaeter）的莢膜，以及尾索類動物的被囊中也發現有纖維素的存在，棉的種子毛是高純度（98%的纖維素。所謂α-纖維素（α－cellulose）這一名稱係指從原來細胞壁的完全纖維素標準樣品用17.5%NaOH不能提取的部分。β-纖維素（β-cellulose）、γ-纖維素（γ-cellulose）是相應於半纖維素的纖維素。雖然，α-纖維素通常大部分是結晶性纖維素，β-纖維素，γ-纖維素在化學上除含有纖維素以外，還含有各種多糖類。細胞壁的纖維素形成微纖維。寬度為10—30毫微米，長度有的達數微米。應用X線衍射和負染色法（negative染色法），根據電子顯微鏡觀察，鏈狀分子平行排列的結晶性部分組成寬為3—4毫微米的基本微纖維。推測這些基本微纖維集合起來就構成了微纖維。纖維素能溶於Schwitzer試劑或濃硫酸。雖然不易用酸水解，但是稀酸或纖維素酶可使纖維素生成D-葡萄糖、纖維二糖和寡糖。在醋酸菌中有從UDP葡萄糖引子（primer）轉移糖苷合成纖維素的酶（cellulose synthase（UDPformingEC2．4．1．12）。在高等植物中已得到具有同樣活性的顆粒性酶的標準樣品。此酶通常是利用GDP葡萄糖（cellulose synthase（GDP 國中生物 forming） EC2．4．1．29），在由UDP葡萄糖轉移的情況下，發生β－1，3鍵的混合。微纖維的形成場所和控制纖維素排列的機制還不太明?。另一方面就纖維素的分解而言，估計在初生細胞壁伸展生長時，微纖維的一部分由於纖維素酶的作用而被分解，成為可溶性。

纖維素不溶於水和乙醇、乙醚等有機溶劑，能溶於銅氨Cu(NH3）4（OH）2溶液和銅乙二胺[NH2CH2CH2NH2]Cu（OH）2溶液等。水可使纖維素發生有限溶脹，某些酸、鹼和鹽的水溶液可滲入纖維結晶區，產生無限溶脹，使纖維素溶解。纖維素加熱到約150℃時不發生顯著變化 ，超過這温度會由於脱水而逐漸焦化。纖維素與較濃的無機酸起水解作用生成葡萄糖等，與較濃的苛性鹼溶液作用生成鹼纖維素，與強氧化劑作用生成氧化纖維素。

4．柔順性

纖維素柔順性很差，是剛性的，因為（1）它分子有極性，分子鏈之間相互作用力很強；（2）纖維素中的六元吡喃環結構致使內旋轉困難；（3）其分子內和分子間都能形成氫鍵特別是分子內氫鍵致使糖苷鍵不能旋轉從而使其剛性大大增加。

總結：工業製法是用亞硫酸鹽溶液或鹼溶液蒸煮植物原料，除去木素，然後經過漂白進一步除去殘留木素，所得漂白漿可用於造紙。