东华大学高分子化学省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、第六章天然高分子第1页碳水化合物分为单糖、低聚糖和多糖三大类。单糖是最简单碳水化合物,如葡萄糖、果糖、木糖等。低聚糖是由二个至十个单糖分子经由糖苷键连接而成化合物。多糖是由10个以上单糖分子经由糖苷键连接而成碳水化合物。第一节多糖类高分子第2页一、纤维素(一)纤维素起源纤维素是自然界中存在量最大天然高分子化合物。有很多D-吡喃葡萄糖单元以(1-4)苷键连接而成。纤维素是高等植物细胞壁主要成份,主要起源为木材等。第3页(二)纤维素化学结构和物理结构纤维素分子链化学结构式如图6-2所表示,通用化学式为(C6H10O5)n。第4页(三)纤维素衍生物第5页纤维素醋酸酯:纤维素醋酸酯是最主要纤维素有机酯
2、,广泛用作纤维、塑料和涂料。用高纯度纤维素(-纤维素95%98%)与醋酐反应,以醋酸为溶剂,硫酸为催化剂,制得:第6页纤维素硝酸酯也称硝化纤维素、硝化棉,是最古老和最主要纤维素无机酯,在塑料、清漆、涂料、火药等方面得到广泛应用。其反应是纤维素在存在硫酸和水条件下与硝酸作用,反应后经脱酸、水洗等工序得到。反应式以下第7页2纤维素醚纤维素醚是天然纤维素经化学改性得到另一类纤维素衍生物,是最主要水溶性聚合物之一,广泛应用于食品、医药、石油钻井、纺织、建材、涂料和日用化工等部门。纤维素醚有各种分类方法,其中按电离性分为离子型醚和非离子型醚离子型醚和非离子型醚。第8页纤维素利用纤维素经过水解可生产微晶纤
3、维素和葡萄糖浆;经过接枝共聚等改性可得到含有各种新功效材料,如抗酶抗菌材料、离子交换材料、膜材料、高吸水性材料等;经过化学和生物技术,将有可能生产出食品、燃料及各种基本有机合成原料。第9页二、淀粉(一)淀粉起源l淀粉是自然界中产量仅次于纤维素碳水化合物,是由D葡萄糖组成多糖。l淀粉以颗粒状态广泛存在于高等植物籽粒、根、块茎和髓中。第10页(二)原淀粉结构和性质1物理机构未经变性处理淀粉称为原淀粉,呈颗粒结构,有一定大小和形状,水分含量高,蛋白质少淀粉颗粒较大。淀粉颗粒含有结晶结构,结晶结构占颗粒体积25%50%。淀粉分子穿过若干晶区和非晶区,所以,淀粉可发生X射线衍射,在偏光显微镜下展现黑十字
4、。第11页2化学结构淀粉由碳、氢、氧组成,化学结构为(C6H10O5)n。淀粉是由葡萄糖组成多糖高分子化合物,由两种分子链组成,称为链淀粉和支(链)淀粉。链淀粉由D葡萄糖经1,6糖苷键连接而成,支链淀粉在支链支叉处为1,6糖苷键连接,其余部分为1,4糖苷健连接,第12页3原淀粉性质淀粉颗粒不溶于水,与水混合生成乳白色、不透明悬浮液,称为淀粉乳。升高温度,淀粉颗粒深入吸水膨胀,彼此接触,成为半透明淀粉糊,是一个不溶胶体。这种由淀粉乳转变成糊现象称为糊化。淀粉糊化就成为淀粉糊,含有增稠,凝胶、粘合、成膜等性质。第13页(四)淀粉水解淀粉水解反应生成葡萄糖,工业上称淀粉水解为”糖化”。淀粉水解方法有
5、酸水解,酶水解和酸酶法水解。第14页三、甲壳素和壳聚糖(一)甲壳素起源甲壳素(chitin)又名甲壳质、壳蛋白、几丁、几丁质,广泛存在于昆虫和甲壳动物(虾蟹等)甲壳中,少数真菌和绿藻等低等植物细胞壁中也含有甲壳素。在天然高分子中,其数量仅次于纤维素。甲壳素是由N乙酰2氨基2脱氧D葡萄糖经由1,4糖苷键聚合而成线型高分子,分子量100万以上,理论含氮量为6.9。第15页(二)壳聚糖甲壳素用强碱或酶水解脱去部分或全部乙酰基就转化为壳聚糖(chitosan)。甲壳素脱乙酰基有各种方法,如碱溶法、碱液法、酶法等。当前工业生产上主要采取各种改进碱液法以脱除乙酰基,甲壳素制壳聚糖简明工艺流程以下听示第16
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