【半(ban)纖(xian)維(wei)(wei)素(su)】半(ban)纖(xian)維(wei)(wei)素(su)是什(shen)么 半(ban)纖(xian)維(wei)(wei)素(su)的(de)應(ying)用以及合成

植物細胞壁構成纖維素小纖維間的間質凝膠的多糖群中除去果膠質以外的物質，是構成初生壁的主要成分。包括葡萄糖、木糖、甘露糖、阿拉伯糖和半乳糖等，單糖聚合體間分別以共價鍵、氫鍵、醚鍵和酯鍵連接，他們與伸展蛋白、其他結構蛋白、壁酶、纖維素和果膠等(deng)構(gou)(gou)成(cheng)(cheng)具有(you)一定硬(ying)度(du)和彈性(xing)的(de)(de)細胞壁，因而(er)(er)呈現(xian)穩定的(de)(de)化(hua)學(xue)結構(gou)(gou)。原(yuan)來是(shi)從總纖維素(su)中(zhong)以(yi)17.5%NaOH以(yi)至(zhi)24%KOH提取出來的(de)(de)多(duo)糖(tang)(tang)成(cheng)(cheng)分(fen)的(de)(de)總稱(cheng)，而(er)(er)沒有(you)相應(ying)的(de)(de)特定的(de)(de)化(hua)學(xue)結構(gou)(gou)。堿提取液用(yong)醋酸中(zhong)和沉(chen)淀的(de)(de)部(bu)分(fen)是(shi)半(ban)(ban)纖維素(su)A，上清液用(yong)乙醇沉(chen)淀的(de)(de)部(bu)分(fen)是(shi)半(ban)(ban)纖維素(su)B。作(zuo)為(wei)重要的(de)(de)多(duo)糖(tang)(tang)除木聚(ju)糖(tang)(tang)、葡(pu)聚(ju)糖(tang)(tang)、阿拉伯木聚(ju)糖(tang)(tang)、葡(pu)萄甘露聚(ju)糖(tang)(tang)、阿拉伯半(ban)(ban)乳聚(ju)糖(tang)(tang)等(deng)中(zhong)性(xing)多(duo)糖(tang)(tang)外。

合成

非離子半纖維素

為了賦予半(ban)纖(xian)維(wei)素(su)的(de)抗水性能(neng)(neng)或增(zeng)加半(ban)纖(xian)維(wei)素(su)的(de)熱塑性，可將半(ban)纖(xian)維(wei)素(su)酰(xian)(xian)化。半(ban)纖(xian)維(wei)素(su)與長鏈酰(xian)(xian)基(ji)氯(lv)反應可以生成(cheng)熱塑性材料，半(ban)纖(xian)維(wei)素(su)的(de)乙酰(xian)(xian)化是(shi)一(yi)種改善聚合物疏水性能(neng)(neng)應用最(zui)廣(guang)泛的(de)方法(fa)。酰(xian)(xian)化反應通(tong)常用酸酐(gan)或酰(xian)(xian)基(ji)氯(lv)作乙酰(xian)(xian)化試劑，這也是(shi)研究得(de)最(zui)為成(cheng)熟的(de)一(yi)種改性方法(fa)。

陰離子半纖維素

羧(suo)(suo)(suo)甲(jia)基(ji)半纖維(wei)(wei)素的(de)合成一直(zhi)是人們熱衷研究 重點(dian)。將半纖維(wei)(wei)素羧(suo)(suo)(suo)甲(jia)基(ji)化(hua)便可得到羧(suo)(suo)(suo)甲(jia)基(ji)變性半纖維(wei)(wei)素（CMMH），其制備方法(fa)類似予羧(suo)(suo)(suo)甲(jia)基(ji)淀粉（CMS）：把半纖維(wei)(wei)素懸浮在堿性乙醇(chun)溶液中，再(zai)加(jia)入醚化(hua)劑一氯醋(cu)酸，反(fan)應(ying)完畢后過(guo)濾出產物，用乙醇(chun)洗至無氯離子。

陽離子半纖維素

改性(xing)對(dui)于增(zeng)(zeng)加或(huo)改進基團的功能(neng)是很有用(yong)的。季(ji)銨(an)化(hua)的半(ban)纖(xian)維素能(neng)夠增(zeng)(zeng)加它們的水溶(rong)性(xing)、得率(lv)及其陽離子(zi)(zi)性(xing)或(huo)兩性(xing)離子(zi)(zi)性(xing)等，并具有較(jiao)高的取代度和與陽離子(zi)(zi)聚合(he)(he)物、兩性(xing)聚合(he)(he)物相似的化(hua)學(xue)特性(xing)。因此有許多學(xue)者對(dui)半(ban)纖(xian)維素的季(ji)銨(an)化(hua)產生很大興趣，尤其是羥烷基陽離子(zi)(zi)半(ban)纖(xian)維素的合(he)(he)成。

應用

半纖維素(su)的(de)工業利(li)用正在開發，制漿廢(fei)液可(ke)(ke)制酵母(mu)，酵母(mu)又可(ke)(ke)抽提出10%的(de)核(he)糖(tang)(tang)核(he)酸(suan)(suan)，再衍生為(wei)肌苷單磷(lin)酸(suan)(suan)酯和鳥(niao)苷單磷(lin)酸(suan)(suan)酯，可(ke)(ke)用作調味劑(ji)、抗癌劑(ji)或(huo)抗病(bing)毒劑(ji)等。林產化學品法(fa)是先(xian)用有機(ji)酸(suan)(suan)使纖維原(yuan)料預水(shui)解(jie)，水(shui)解(jie)殘渣仍可(ke)(ke)制漿，質量可(ke)(ke)與未預水(shui)解(jie)的(de)漿相媲美，而從水(shui)解(jie)液可(ke)(ke)分離(li)出戊糖(tang)(tang)和己糖(tang)(tang)組分，所得木糖(tang)(tang)經處理(li)后制成木糖(tang)(tang)醇，可(ke)(ke)作增(zeng)甜劑(ji)、增(zeng)塑劑(ji)、表面活性劑(ji)；木糖(tang)(tang)酸(suan)(suan)可(ke)(ke)作膠粘劑(ji)；聚木糖(tang)(tang)硫酸(suan)(suan)酯可(ke)(ke)作抗凝血(xue)劑(ji)。

半纖(xian)維(wei)(wei)(wei)素糖(tang)類發酵酒精(jing)是(shi)利(li)用生物技(ji)術，由可再生的(de)(de)(de)植物纖(xian)維(wei)(wei)(wei)原料(liao)制取酒精(jing)，一直是(shi)國(guo)際關注(zhu)的(de)(de)(de)研究熱點. 本項目以(yi)玉米棒芯(xin)為原料(liao)，經(jing)稀酸水解(jie)將半纖(xian)維(wei)(wei)(wei)轉化為戊(wu)糖(tang)，進(jin)一步發酵為酒精(jing)。其總體水平為中(zhong)國(guo)首創，國(guo)際先(xian)進(jin)。此(ci)項技(ji)術的(de)(de)(de)中(zhong)試成功將對中(zhong)國(guo)酒精(jing)工業(ye)的(de)(de)(de)發展起到積(ji)極的(de)(de)(de)推動作用，對于解(jie)決人類將面臨的(de)(de)(de)能源(yuan)危機、糧(liang)食緊缺(que)及環境污染等問題均具有重大的(de)(de)(de)意義。

對卷煙紙影響

半纖維素是木漿的主要成分之一，與均由1.4－β糖苷鍵連接的葡萄糖組(zu)成(cheng)的(de)纖(xian)維素不同，半纖(xian)維素由各種(zhong)碳水化合(he)物(wu)以及(ji)戊糖(tang)和(he)已糖(tang)組(zu)成(cheng)。此外，單(dan)糖(tang)之間的(de)連(lian)接方式也有很大的(de)不同。

本(ben)研究(jiu)的(de)目的(de)是探討各種木漿(jiang)中的(de)半纖(xian)(xian)維素含量(liang)的(de)差(cha)異，以及這些差(cha)異對木漿(jiang)和(he)卷(juan)煙紙熱(re)(re)性質的(de)影(ying)響。為了(le)測定(ding)木漿(jiang)中的(de)半纖(xian)(xian)維素含量(liang)，將半纖(xian)(xian)維素用(yong)18%的(de)NaOH溶液提(ti)取(qu)，然后(hou)調pH至7.0使之沉(chen)淀(dian)。分(fen)離后(hou)，通過在100～200℃范(fan)圍(wei)(wei)內(nei)進(jin)行熱(re)(re)提(ti)取(qu)試驗并(bing)在300～700℃的(de)范(fan)圍(wei)(wei)內(nei)進(jin)行裂解(jie)實驗，對從(cong)各種木漿(jiang)得到的(de)半纖(xian)(xian)維素的(de)熱(re)(re)性質進(jin)行了(le)分(fen)析研究(jiu)。

為了(le)分(fen)析碳水化合(he)物組成，將半纖維素(su)用(yong)三氟乙(yi)酸(suan)水解。用(yong)離子交換層析進行糖分(fen)析，用(yong)脈沖電(dian)流法檢測。

這些試驗結(jie)果表明：不(bu)同(tong)的木漿(jiang)(jiang)之間有(you)(you)顯著(zhu)差異。就半(ban)纖(xian)維(wei)素來講(jiang)，木漿(jiang)(jiang)可以分(fen)為三類：長纖(xian)維(wei)素木漿(jiang)(jiang)、短(duan)纖(xian)維(wei)素木漿(jiang)(jiang)和一年(nian)生(sheng)植物木漿(jiang)(jiang)。木漿(jiang)(jiang)中半(ban)纖(xian)維(wei)素的含量和成分(fen)都有(you)(you)差別，這些差別決定了木漿(jiang)(jiang)的熱性(xing)質(zhi)以及卷煙紙的熱性(xing)質(zhi)。