林产化学工程植化2第四章(2)

1、植物纤维化学植物纤维化学(2)(2)一一提取物和木质素提取物和木质素 第四章第四章 提取物提取物 提取物指用水、水蒸汽、有机溶剂、碱水提取物指用水、水蒸汽、有机溶剂、碱水和酸水提取物质的总称和酸水提取物质的总称针叶木的有机溶剂抽出物含量高针叶木的有机溶剂抽出物含量高, ,主要是松香酸、萜主要是松香酸、萜烯类化合物、脂肪酸及不皂化物烯类化合物、脂肪酸及不皂化物阔叶木的抽出物成分含量少，一般在阔叶木的抽出物成分含量少，一般在1%1%以下，主要是以下，主要是游离及酯化的脂肪酸，不含或只含少量的松香酸游离及酯化的脂肪酸，不含或只含少量的松香酸草类原料的乙醚抽出物不仅含量少，而且其化学组成草类原料的乙醚

2、抽出物不仅含量少，而且其化学组成也与木材的不同，其主要成分为脂肪与蜡也与木材的不同，其主要成分为脂肪与蜡, ,草类原料草类原料的苯醇抽出物含量也较高，一般为的苯醇抽出物含量也较高，一般为3-6%3-6%，有的高达，有的高达8%8%，原因是除脂肪与蜡外，还有单宁、红粉及色素。原因是除脂肪与蜡外，还有单宁、红粉及色素。第一节第一节 木材提取物的分类、结构和性质木材提取物的分类、结构和性质萜类化合物萜类化合物- -单萜、倍半萜、双萜、单萜、倍半萜、双萜、三萜、四萜、多萜等三萜、四萜、多萜等n芳香族化合物芳香族化合物- -单宁、黄酮类、芪、木黄酮类、芪、木质酚、醌类、简单酚类等质酚、醌类、简单酚类等n

3、脂肪族化合物脂肪族化合物- -碳水化合物碳水化合物、含氮化合含氮化合物、多元醇等物、多元醇等n无机物无机物- -灰分灰分 1 1、萜类化合物、萜类化合物: : 基本结构单元是异戊二烯，其通式基本结构单元是异戊二烯，其通式(C(C5 5H H8 8)n n )n n 2,2,可分为单萜烯可分为单萜烯(n=2)(n=2)、倍半萜烯、倍半萜烯(n=3)(n=3)、二萜烯、二萜烯(n=4)(n=4)、三萜烯、三萜烯(n=6)(n=6)、多萜烯。、多萜烯。 又分无环、单、双、三环萜烯类又分无环、单、双、三环萜烯类单萜单萜 n=2n=2松节油的组成松节油的组成 - -蒎烯的反应：一个双键易被氧化和加成，蒎

4、烯的反应：一个双键易被氧化和加成，环易异构环易异构 - -蒎烯蒎烯 + + 亚硝酰氯（亚硝酰氯（ClNO） 生成固体衍生物，常用作纯化和鉴定生成固体衍生物，常用作纯化和鉴定在空气中进行氧化和聚合反应在空气中进行氧化和聚合反应加加HClHCl生成生成2-2-氯莰和若干二氢氯化苧烯氯莰和若干二氢氯化苧烯无机酸存在下，与水加成，使四节环断裂无机酸存在下，与水加成，使四节环断裂而转化为水和萜二醇而转化为水和萜二醇热异构化生成双戊烯、莰烯、和无环萜热异构化生成双戊烯、莰烯、和无环萜 - -蒎烯是蒎烯是 蒎烯的同分异构体，存在于各蒎烯的同分异构体，存在于各种松节油和许多精油之中，易异构成种松节油和许多精油

5、之中，易异构成 - -蒎烯，加亚硝酰氯不生成结晶物，但可蒎烯，加亚硝酰氯不生成结晶物，但可氧化为结晶的诺蒎酸氧化为结晶的诺蒎酸3-3-蒈烯蒈烯 是印度松、长叶松等松节油的主是印度松、长叶松等松节油的主要成分，具香味，在空气中易氧化，并要成分，具香味，在空气中易氧化，并呈树脂状细粒物。异构化为单环萜，加呈树脂状细粒物。异构化为单环萜，加HClHCl转化为纵萜和双戊烯氢氯化合物转化为纵萜和双戊烯氢氯化合物倍半萜倍半萜 n=3n=3为杜松、杉木等为杜松、杉木等精油的组分精油的组分为长叶松、马尾为长叶松、马尾松等精油的组分松等精油的组分为雪松等精为雪松等精油的组分油的组分 双萜双萜( (树脂酸，枞酸型

6、和海松酸树脂酸，枞酸型和海松酸型型) )n=4 Cn=4 C1919H H2929COOHCOOH松木和云杉的含油树脂与树脂道树脂的主要非松木和云杉的含油树脂与树脂道树脂的主要非挥发性成分是树脂酸，是烃化的氢化菲核一元挥发性成分是树脂酸，是烃化的氢化菲核一元酸酸， C C1919H H2929COOHCOOH，具两个双键和一个羧基。又分，具两个双键和一个羧基。又分为两大类型：为两大类型：海松酸型：海松酸型：C7C7位上有一个乙烯基和一个甲基，位上有一个乙烯基和一个甲基，无共轭双键，对热和酸异构作用相对稳定无共轭双键，对热和酸异构作用相对稳定冷杉酸型（纵酸型）：冷杉酸型（纵酸型）： C7C7位上

7、有一个异丙基侧位上有一个异丙基侧链，大多具共轭双键，易受热和酸异构化，亦链，大多具共轭双键，易受热和酸异构化，亦被空气中的氧氧化，紫外线区域内显示强的吸被空气中的氧氧化，紫外线区域内显示强的吸收光谱。加氢时得到几种二氢异构体。收光谱。加氢时得到几种二氢异构体。 纵酸型易发生异构化、氧化、加成反应纵酸型易发生异构化、氧化、加成反应树脂酸是脂松香、浮油松香和木松香的主要成分树脂酸是脂松香、浮油松香和木松香的主要成分三萜三萜(桦木醇、桦木醇、-谷甾醇谷甾醇) n=6-谷甾醇谷甾醇四萜四萜(色素色素) n=8多萜多萜( (橡胶和杜仲橡胶和杜仲) )n橡胶橡胶- -由多个异戊二烯组成，其为顺式结构由多个

8、异戊二烯组成，其为顺式结构n杜仲杜仲- -由多个异戊二烯组成，其为反式结构由多个异戊二烯组成，其为反式结构 CHCH3 3 CHCH3 3 CHCH3 3-CH-CH2 2-C=CH-CH-C=CH-CH2 2-CH-CH2 2-C=CH-CH-C=CH-CH2 2-CH-CH2 2-C=CH-CH-C=CH-CH2 2- -橡胶，顺橡胶，顺1 1，4-4-多异戊二烯多异戊二烯由由8 8个以上异戊二烯构成的一类天然产个以上异戊二烯构成的一类天然产物，一般都有俗名。常见的是具有经济物，一般都有俗名。常见的是具有经济价值的一些热带树种胶乳，内含马来树价值的一些热带树种胶乳，内含马来树胶、杜仲胶和橡

9、胶胶、杜仲胶和橡胶除植物细胞壁的主要成分木素是芳香族化合物外，除植物细胞壁的主要成分木素是芳香族化合物外，还含有许多芳香族化合物，大都是酚类化合物。还含有许多芳香族化合物，大都是酚类化合物。1 1、单宁：单宁是指能与动物生皮内的蛋白质结合、单宁：单宁是指能与动物生皮内的蛋白质结合而成革的植物物质，又称植物鞣质。其分子量一而成革的植物物质，又称植物鞣质。其分子量一般为般为500-3000500-3000，根据单宁的化学组成和化学键特，根据单宁的化学组成和化学键特征，通常分为下列两类：征，通常分为下列两类：1 1、水解单宁：又名可水解单宁，是没食子酸及其、水解单宁：又名可水解单宁，是没食子酸及其二

10、聚体与糖形成的酯，酯的连接容易被酸、碱、二聚体与糖形成的酯，酯的连接容易被酸、碱、酶作用而水解。经过水解得到五倍子酸或鞣花酸，酶作用而水解。经过水解得到五倍子酸或鞣花酸，故称为五棓子单宁或鞣花单宁。故称为五棓子单宁或鞣花单宁。2 2、芳香族化合物、芳香族化合物植物单宁分类植物单宁分类 没食子单宁没食子单宁 水解单宁水解单宁 单宁单宁 鞣花单宁鞣花单宁 缩合单宁缩合单宁 西冈新分类法西冈新分类法 : 没食子单宁没食子单宁 鞣花单宁鞣花单宁单宁单宁 水解单宁水解单宁 其他其他 ( 菱素菱素) 单纯缩合单宁单纯缩合单宁 ( 原花色素型原花色素型 )| 缩合单宁缩合单宁 复杂缩合单宁复杂缩合单宁原花色

11、素之外的原花色素之外的 缩合单宁缩合单宁( 如普洱茶单宁如普洱茶单宁) 复杂单宁如蒙古栎卡宁复杂单宁如蒙古栎卡宁 ) （一）水解类单宁结构（一）水解类单宁结构结构单元结构单元没食子酸没食子酸 双沒食子酸双沒食子酸 鞣花酸鞣花酸没食子单宁没食子单宁鞣花单宁鞣花单宁没食子酸单宁类中的五倍子单宁，国际上没食子酸单宁类中的五倍子单宁，国际上称为中国鞣质，我国药典上称为鞣酸。五称为中国鞣质，我国药典上称为鞣酸。五倍子是五倍子蚜虫寄生在漆树科植物盐肤倍子是五倍子蚜虫寄生在漆树科植物盐肤木叶翅上所形成的虫瘿，或另外的蚜虫寄木叶翅上所形成的虫瘿，或另外的蚜虫寄生在同属植物的小叶背上所形成的虫瘿。生在同属植物的

12、小叶背上所形成的虫瘿。其主要成分为鞣质。含量约为其主要成分为鞣质。含量约为60-70%60-70%，有，有的可达的可达78%78%。没食子酸又称倍酸没食子酸又称倍酸, , 五倍子酸五倍子酸, ,其化学名其化学名为为 3,4,5- 3,4,5- 三羟基苯甲酸三羟基苯甲酸, , 分子式为分子式为(OH)3C6H2COOH-H(OH)3C6H2COOH-H2 2O, O, 分子量分子量 188.1 188.1 。没食子酸的应用范围很广没食子酸的应用范围很广, , 主要应主要应用在有机合成、医药、墨水、涂料、国用在有机合成、医药、墨水、涂料、国防、食品和轻工业部门等。由于没食子防、食品和轻工业部门等。

13、由于没食子酸的广泛应用。国内外对没食子酸的生酸的广泛应用。国内外对没食子酸的生产和研究都比较重视。产和研究都比较重视。没食子酸没食子酸鞣花酸是广泛存在于各种软果、坚果等植物组织鞣花酸是广泛存在于各种软果、坚果等植物组织中的一种天然多酚组分中的一种天然多酚组分, ,它是没食子酸的二聚衍它是没食子酸的二聚衍生物生物, ,是一种多酚二内酯。它不仅能以游离的形是一种多酚二内酯。它不仅能以游离的形式存在式存在, ,而且更多的是以缩合形式而且更多的是以缩合形式( (如鞣花单宁、如鞣花单宁、苷等苷等) )存在于自然界。存在于自然界。鞣花酸与三氯化铁的显色反应呈蓝色鞣花酸与三氯化铁的显色反应呈蓝色, ,遇硫酸

14、呈遇硫酸呈黄色黄色, , 易与金属阳离子如易与金属阳离子如Ca2+Ca2+、Mg2+Mg2+结合。纯结合。纯鞣花酸是一种黄色针状晶体鞣花酸是一种黄色针状晶体, ,熔点熔点( (吡啶吡啶) )大于大于360, 360, 微溶于水、醇微溶于水、醇, , 溶于碱、吡啶溶于碱、吡啶, ,不溶于不溶于醚。醚。鞣花酸鞣花酸鞣花酸表现出对化学物质诱导癌变及其他多种癌变鞣花酸表现出对化学物质诱导癌变及其他多种癌变有明显的抑制作用有明显的抑制作用, ,特别是对结肠癌、食管癌、肝特别是对结肠癌、食管癌、肝癌、肺癌、舌及皮肤肿瘤等有很好的抑制作用癌、肺癌、舌及皮肤肿瘤等有很好的抑制作用. .。抗氧化作用抗氧化作用其

15、它作用其它作用 鞣花酸具有凝血功能鞣花酸具有凝血功能, , 能缩短出血时间能缩短出血时间, ,是一种有效的凝血剂是一种有效的凝血剂, , 临床上用它来分离血浆。另临床上用它来分离血浆。另外外, ,鞣花酸已被应用于血液凝血因子的研究鞣花酸已被应用于血液凝血因子的研究, ,以期发以期发现影响凝块或血栓的形成因素。现影响凝块或血栓的形成因素。鞣花酸对多种细菌、病毒都有很好的抑制作用鞣花酸对多种细菌、病毒都有很好的抑制作用, , 能能保护创面免受细菌的侵入保护创面免受细菌的侵入, , 防止感染防止感染, , 抑制溃疡。抑制溃疡。另有研究发现另有研究发现, ,鞣花酸还有降压、镇静作用。鞣花酸还有降压、镇

16、静作用。生理功能：生理功能：水解单宁主要有五倍子单宁、刺云实单宁、橡椀单宁。水解单宁主要有五倍子单宁、刺云实单宁、橡椀单宁。1 1 五倍子单宁国际上将五倍子单宁称为中国单宁五倍子单宁国际上将五倍子单宁称为中国单宁, , 我国我国药典上称鞣酸药典上称鞣酸 , , 五倍子水提物商品名称叫单宁酸。五倍五倍子水提物商品名称叫单宁酸。五倍子单宁是最早受到研究的单宁之一。是聚倍酰葡萄糖的子单宁是最早受到研究的单宁之一。是聚倍酰葡萄糖的混合物。是五至十二混合物。是五至十二-O-O-倍酰葡萄糖的混合物。倍酰葡萄糖的混合物。（二（二 ) ) 水解单宁水解单宁刺云实单宁结构刺云实单宁结构 G棓酰基G棓酰基刺云实单

17、宁它含于刺云实果荚中刺云实单宁它含于刺云实果荚中, ,是倍酰及聚倍酰的奎尼酸是倍酰及聚倍酰的奎尼酸酯酯, ,有较强的酸性有较强的酸性, ,这来源于奎尼酸的游离羧基。这来源于奎尼酸的游离羧基。1 1个奎尼酸个奎尼酸平均结合平均结合 45 45 个倍酰基个倍酰基, , 其中在其中在 3 3 位有一缩酚酸链。位有一缩酚酸链。 橡椀单宁分子结构橡椀单宁分子结构( (水解类单宁水解类单宁) )橡椀单宁属于鞣花单宁。小亚细亚栎、大叶栎内的橡橡椀单宁属于鞣花单宁。小亚细亚栎、大叶栎内的橡椀单宁由栗木鞣花素、甜栗鞣花素、栗椀宁酸、甜栗椀单宁由栗木鞣花素、甜栗鞣花素、栗椀宁酸、甜栗椀宁酸、橡椀鞣花素酸、异橡椀花

18、素酸及甜栗素组成。椀宁酸、橡椀鞣花素酸、异橡椀花素酸及甜栗素组成。 橡碗橡碗单宁单宁分子分子单元单元结构结构又名缩合单宁，有时也称难水解单宁。是由黄酮类又名缩合单宁，有时也称难水解单宁。是由黄酮类化合物单元（基本骨骼为化合物单元（基本骨骼为C C6 6-C-C3 3-C-C6 6）经不同程度的缩）经不同程度的缩合而成。并且它总是与其最直接的先驱物质合而成。并且它总是与其最直接的先驱物质- -黄烷黄烷- -3-3-醇，黄烷醇，黄烷-3-3，4-4-醇以及其它的黄酮类，碳水化合醇以及其它的黄酮类，碳水化合物和痕量氨基酸，及亚氨基酸等相联系的。其分子物和痕量氨基酸，及亚氨基酸等相联系的。其分子苯核均

19、以碳苯核均以碳- -碳键相连。在水溶液中不受酸或酶水解。碳键相连。在水溶液中不受酸或酶水解。但与稀酸共热时则缩合成高分子无定形物质，俗称但与稀酸共热时则缩合成高分子无定形物质，俗称红粉。红粉。凝缩单宁广泛集中分布在木材心材和树皮中，如常凝缩单宁广泛集中分布在木材心材和树皮中，如常见的松木、云杉、白桦和赤杨中均含凝缩类单见的松木、云杉、白桦和赤杨中均含凝缩类单宁宁凝缩类单宁凝缩类单宁单宁单宁水解类由多元酚酸与多元醇或糖以酯键联水解类由多元酚酸与多元醇或糖以酯键联结又分为结又分为没食子单宁没食子单宁鞣花单宁鞣花单宁凝缩类以凝缩类以C-CC-C键联结键联结黄烷黄烷-3-3，4 4二醇二醇黄烷黄烷-3

20、-3醇醇芪芪复杂单宁复杂单宁凝缩类单宁凝缩类单宁单元结构单元结构黄烷黄烷-3醇醇黄烷黄烷-3，4二醇二醇凝缩类单宁结构凝缩类单宁结构绝大多数缩合单宁属于聚合原花色素绝大多数缩合单宁属于聚合原花色素 , , 如荆树皮、松树皮如荆树皮、松树皮单宁等。所谓原花色素是指从植物分离到的一切无色的，单宁等。所谓原花色素是指从植物分离到的一切无色的，在热酸处理下能产生花色素的物质。在热酸处理下能产生花色素的物质。“无色花色素无色花色素”指单指单体原花色素（黄烷体原花色素（黄烷-3-3，4-4-二醇、黄烷二醇、黄烷-3-3-醇）。聚合原花色醇）。聚合原花色素是它们的聚合物。素是它们的聚合物。( 三 ) 缩合单

21、宁凝缩类单宁单元结构凝缩类单宁单元结构(1)凝缩类单宁单元结构凝缩类单宁单元结构(2)凝缩类单宁单元结构（凝缩类单宁单元结构（3）黑荆树皮单宁黑荆树皮单宁分子结构分子结构(凝缩凝缩类单宁类单宁)毛杨梅树皮单宁分子结构毛杨梅树皮单宁分子结构1 1 植物单宁一般通性植物单宁一般通性 一般为米色、浅褐色无定形粉状固体。一般为米色、浅褐色无定形粉状固体。 有强极性，能溶于低碳醇、丙酮、等极性溶剂。有强极性，能溶于低碳醇、丙酮、等极性溶剂。 水溶液呈酸性，为半胶体性质，单宁胶粒带负水溶液呈酸性，为半胶体性质，单宁胶粒带负电荷，其等电点一般为电荷，其等电点一般为pH2-2.5pH2-2.5，加入强电解质，

22、加入强电解质( (如如NaCl)NaCl)能析出一部分单宁。能析出一部分单宁。 能与蛋白质和生物碱结合生成不溶或难溶于水能与蛋白质和生物碱结合生成不溶或难溶于水的配合物，呈涩味。的配合物，呈涩味。 与三价铁盐有生色反应，与重金属或碱土金属与三价铁盐有生色反应，与重金属或碱土金属的氢氧化物能生成沉淀的氢氧化物能生成沉淀 具还原性，能还原斐林试剂，能被强氧化剂具还原性，能还原斐林试剂，能被强氧化剂( (如如KMnOKMnO4 4) )或空气中的氧氧化或空气中的氧氧化一些木材的单宁含量一些木材的单宁含量名称名称科别科别利用利用部位部位单宁单宁含量含量% %类类别别主产国主产国黑荆黑荆树树含羞含羞草科

23、草科树皮树皮40504050凝凝缩缩澳大利亚、南非、巴西、肯澳大利亚、南非、巴西、肯尼亚、坦桑尼亚、津巴布韦尼亚、坦桑尼亚、津巴布韦坚木坚木漆树漆树科科心材心材16241624凝凝缩缩阿根廷、巴拉圭阿根廷、巴拉圭栗木栗木山毛山毛榉科榉科木材木材812812水水解解法国、意大利、西班牙法国、意大利、西班牙橡椀橡椀山毛山毛榉科榉科椀壳椀壳25302530水水解解土耳其土耳其( (大鳞栎大鳞栎) )、希腊、中、希腊、中国国( (栓皮栎、麻栎栓皮栎、麻栎) )落叶落叶松松松科松科树皮树皮10181018凝凝缩缩中国、俄罗斯、英国中国、俄罗斯、英国余甘余甘大戟大戟科科树皮树皮20282028凝凝缩缩中国

24、、印度中国、印度黄酮类化合物黄酮类化合物黄酮类化合物为广泛存在于自然界的一大类黄酮类化合物为广泛存在于自然界的一大类化合物，大多具颜色，而且其分布于植物进化合物，大多具颜色，而且其分布于植物进化密切相关，植物愈进化，所含物质的成分化密切相关，植物愈进化，所含物质的成分既多又复杂。在植物体内大部分与糖结合成既多又复杂。在植物体内大部分与糖结合成甙，一部分以游离形式存在。甙，一部分以游离形式存在。又根据其结构分为黄酮、黄酮醇、双氢黄酮、又根据其结构分为黄酮、黄酮醇、双氢黄酮、查耳酮、奥弄、花青素、黄烷醇、异黄酮、查耳酮、奥弄、花青素、黄烷醇、异黄酮、双黄酮等十多种双黄酮等十多种目前黄酮类化合物是泛

25、指目前黄酮类化合物是泛指两个芳环（两个芳环（A A与与B B）通过三碳链相互联结而成的一系列化合物通过三碳链相互联结而成的一系列化合物黄酮类结构黄酮类结构 C6-C3-C6黄酮黄酮 异黄酮异黄酮 黄烷黄烷二氢黄酮二氢黄酮 查耳酮查耳酮 噢哢噢哢黄酮类化合物结构黄酮类化合物结构乔松酮乔松酮黄酮类化合物的颜色反应黄酮类化合物的颜色反应试试 剂剂 黄酮黄酮 黄酮醇黄酮醇 双氢黄酮双氢黄酮 查耳酮查耳酮 异黄酮异黄酮盐酸盐酸-镁粉镁粉 橙橙 红红 紫紫 盐酸盐酸-锌酚锌酚 红红 紫红紫红 紫红紫红 醋酸镁醋酸镁 黄黄 黄黄 蓝蓝 黄黄 黄黄三氯化铝三氯化铝 黄黄 黄绿黄绿 蓝绿蓝绿 黄黄 黄黄氢氧化钠

26、氢氧化钠 黄黄 深黄深黄 黄黄 黄黄 黄黄3 3、脂肪族化合物、脂肪族化合物这类物质在木材中主要包括脂肪、蜡及其组成这类物质在木材中主要包括脂肪、蜡及其组成的化合物、水溶性碳水化合物和含氮化合物的化合物、水溶性碳水化合物和含氮化合物脂肪族化合物在禾本科植物的有机溶剂抽提物脂肪族化合物在禾本科植物的有机溶剂抽提物中含量较多，主要是脂肪和蜡中含量较多，主要是脂肪和蜡而木材脂肪含量低于而木材脂肪含量低于0.5%0.5%，蜡含量低于，蜡含量低于0.1%, 0.1%, 但木材中还含有构成脂肪和蜡的物质即脂肪酸但木材中还含有构成脂肪和蜡的物质即脂肪酸和高级醇，自然界存在的脂肪酸多数含偶数碳和高级醇，自然界

27、存在的脂肪酸多数含偶数碳原子，含奇数碳原子的脂肪酸为数极少。原子，含奇数碳原子的脂肪酸为数极少。（1 1）脂肪）脂肪：脂肪脂肪( ( 脂肪酸脂肪酸+ +甘油形成的甘油酯甘油形成的甘油酯) )和蜡和蜡( (脂肪酸脂肪酸+ +高级一元醇形成的酯高级一元醇形成的酯) ) 碘或其碘或其它卤素可加成到双键上，这一反应可测定脂肪它卤素可加成到双键上，这一反应可测定脂肪酸的碘值或不饱和度酸的碘值或不饱和度 常见的脂肪酸：常见的脂肪酸：（2 2）碳水化合物）碳水化合物单糖和多糖单糖和多糖淀粉淀粉果胶果胶含氮化合物含氮化合物多元醇多元醇 果胶酸果胶酸 是构成果胶的主要成分，它是由是构成果胶的主要成分，它是由 -

28、D-D-吡吡喃型喃型半乳糖醛酸通过半乳糖醛酸通过1,4-1,4-苷键连接而成的线性高苷键连接而成的线性高分子化合物，不溶于水。分子化合物，不溶于水。 果胶质（分子量约为果胶质（分子量约为50000180000）组成组成 由果胶酸一部分羧基由果胶酸一部分羧基(80%)(80%)被甲基酯化，被甲基酯化，一部分被中和成盐，变成可溶于水，称为果胶一部分被中和成盐，变成可溶于水，称为果胶素或果胶。素或果胶。溶解性溶解性 与甲氧基含量有关，含量愈大，生成与甲氧基含量有关，含量愈大，生成盐的羧基愈少，溶解性就愈大，盐的羧基愈少，溶解性就愈大，粘度粘度 与果胶酸聚合度有关，聚合度高粘

29、度大与果胶酸聚合度有关，聚合度高粘度大存在存在 胞间层和初生壁胞间层和初生壁果胶物料果胶物料 果胶质与聚阿拉伯搪、聚半乳糖、果胶质与聚阿拉伯搪、聚半乳糖、少量少量L-L-鼠李糖伴生一起的复合体鼠李糖伴生一起的复合体果胶果胶果胶分子式果胶分子式含氮化合物含氮化合物蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸生物碱生物碱（4）灰分）灰分木材灰分含量一般较少，温带木材灰分含量为木材灰分含量一般较少，温带木材灰分含量为0.1-1.0%0.1-1.0%，但热带木材灰分则可高达，但热带木材灰分则可高达5%5%，禾本科，禾本科植物纤维原料的灰分比木材的含量高。一般多在植物纤维原料的灰分比木材的含量高。一般多在2%2%以上，稻草

30、灰分高达以上，稻草灰分高达10%10%甚至甚至15%15%。稻草与麦草。稻草与麦草灰分中灰分中60%60%以上为二氧化硅。以上为二氧化硅。木材中含有少量无机物，经燃烧和灰化后产生灰分木材中含有少量无机物，经燃烧和灰化后产生灰分n元素组成元素组成Ca、K、Na、Mg、Fe、Mn、P、S、Sin水溶性盐，约占全部灰分水溶性盐，约占全部灰分10-25%,其中主要为其中主要为K、Na的碳酸盐（约占整个溶解部分的的碳酸盐（约占整个溶解部分的60-70%）n水不溶性盐水不溶性盐nMg、Ca的碳酸盐的碳酸盐n硅酸盐硅酸盐n磷酸盐磷酸盐第二节第二节 木材提取物的分布、提取、分离和定性木材提取物的分布、提取、分

31、离和定性1 1、木材提取物的分布、木材提取物的分布在针阔叶材中分布在针阔叶材中分布针叶材松科松属、云杉属、落叶松属、黄杉属的抽出物主针叶材松科松属、云杉属、落叶松属、黄杉属的抽出物主要存在于树脂道和射线薄壁细胞中，心材边材要存在于树脂道和射线薄壁细胞中，心材边材阔叶材主要存在于射线薄壁细胞与木薄壁细胞中阔叶材主要存在于射线薄壁细胞与木薄壁细胞中同一原料的不同部位，其抽出物的量及组成也有很大变动同一原料的不同部位，其抽出物的量及组成也有很大变动在心边材中分布在心边材中分布边材中较多糖类、脂肪酸、灰分边材中较多糖类、脂肪酸、灰分心材中较多酚类、树脂酸心材中较多酚类、树脂酸在细胞中分布在细胞中分布树

32、脂道和木射线细胞、木薄壁细胞较多树脂道和木射线细胞、木薄壁细胞较多细胞间隙及细胞壁较少细胞间隙及细胞壁较少2、提取物的提取、提取物的提取原理一相似相溶原理一相似相溶方法方法 溶剂法溶剂法升华法升华法水蒸汽蒸馏法水蒸汽蒸馏法溶剂法溶剂法提取物质提取物质 按极性由小到大顺序按极性由小到大顺序 烃烃 环烃环烃 苯苯 醚醚 酯酯 酮酮 醛醛 醇醇 羧酸羧酸 水水溶剂选择溶剂选择 按极性由小到大顺序按极性由小到大顺序脂肪烃脂肪烃 环己烷环己烷 四氯化碳四氯化碳 三氯甲烷三氯甲烷 甲苯甲苯 苯苯 乙醚乙醚 乙酸乙酯乙酸乙酯 丙酮丙酮 丁醇丁醇 乙醇乙醇 甲甲醇醇 乙酸乙酸 正常材应拉木正常材应拉木（3）部

33、位）部位: 树干树干其它细胞（如导管、木纤维）其它细胞（如导管、木纤维） (5) 细胞壁中分布：胞间层浓度最高，次生壁中最细胞壁中分布：胞间层浓度最高，次生壁中最低，且低，且S2层木素浓度最低、层木素浓度最低、S1层次之、层次之、S3层最高层最高木质素和半纤维素一起作为细胞壁物质填充在初木质素和半纤维素一起作为细胞壁物质填充在初生壁和次生壁中纤维素微纤丝之间，使细胞壁加生壁和次生壁中纤维素微纤丝之间，使细胞壁加固，成断续层状结构固，成断续层状结构木质素也存在于胞间层中，木质素也存在于胞间层中，使相邻的细胞粘结在一起使相邻的细胞粘结在一起第二节第二节 木素分离和测定木素分离和测定1、分离、分离鉴

34、于木素受到温度、酸度、试剂或机械等鉴于木素受到温度、酸度、试剂或机械等作用，都会或多或少引起变化。使分离木作用，都会或多或少引起变化。使分离木素在性质上、元素组成比例上以及功能基素在性质上、元素组成比例上以及功能基上和原木素有所不同。在分离木素时一般上和原木素有所不同。在分离木素时一般采用较温和条件，所分离木素必须注明分采用较温和条件，所分离木素必须注明分离方法。如硫酸法得到硫酸木素。离方法。如硫酸法得到硫酸木素。分离前准备分离前准备试样粉碎成试样粉碎成40-60目目用苯用苯-醇抽提去除提取物醇抽提去除提取物避免在分离进程中与木素避免在分离进程中与木素形成缩合产物形成缩合产物分离原理分离原理木

35、素作为残渣，木素变化大木素作为残渣，木素变化大溶解木素溶解木素-溶液，一般变化较小溶液，一般变化较小提木素的分离方法木素的分离方法分离方法分离方法 分离木素名称分离木素名称 使用试剂及化学变化情况使用试剂及化学变化情况木素作为木素作为残渣而分残渣而分离的方法离的方法硫酸木素硫酸木素盐酸木素盐酸木素铜氨木素铜氨木素高碘酸木素高碘酸木素使用使用72% H2SO4伴随着化学变化伴随着化学变化使用使用42% HCl1% H2SO4及及Cu(OH) 2NH4OH络合液络合液5%Na3H2IO6木素木素被溶被溶解而解而分离分离方法方法使用有使用有机溶剂机溶剂在酸性在酸性条件下条件下溶出的溶出的木素木素乙醇

36、木素乙醇木素二氧六环木素二氧六环木素酚木素酚木素醋酸木素醋酸木素水溶助溶木素水溶助溶木素乙醇、乙醇、 HCl二氧六环二氧六环酚酚醋酸醋酸苯磺酸盐、苯甲酸盐苯磺酸盐、苯甲酸盐木木素素被被溶溶解解而而分分离离方方法法使用有使用有机溶剂机溶剂在中性在中性条件下条件下溶出的溶出的木素木素天然木素（克劳斯）天然木素（克劳斯）丙酮木素丙酮木素磨木木素（贝克曼木素）磨木木素（贝克曼木素）乙醇乙醇丙酮丙酮甲苯、二氧己环甲苯、二氧己环使用使用无机无机试剂试剂碱木素碱木素硫化木素硫化木素氯化木素氯化木素NaOHNaOH+Na2SCl2分离方法分离方法 分离木素名称分离木素名称 使用试剂及化学变化情况使用试剂及化学

37、变化情况木素的分离方法（续）木素的分离方法（续）1、MWL(磨木木素磨木木素)：最接近于天然状态木素。科研对象是在室：最接近于天然状态木素。科研对象是在室温下，用不引起润胀作用的中性溶剂（如甲苯）作介质仔细研磨温下，用不引起润胀作用的中性溶剂（如甲苯）作介质仔细研磨木粉，通过溶剂木粉，通过溶剂(如二氧己环如二氧己环)抽提而获得高得率的分离木素，其抽提而获得高得率的分离木素，其得率为木粉木素含量的一半。得率为木粉木素含量的一半。2、BNL(天然木质素天然木质素): 95%乙醇抽提木粉得到的木质素乙醇抽提木粉得到的木质素(占占1%)3、丙酮木质素（丙酮：水、丙酮木质素（丙酮：水=17:3)提取的木

38、质素提取的木质素4、盐酸木质素：是将脱提取物的木粉中加入经冰水冷却的、盐酸木质素：是将脱提取物的木粉中加入经冰水冷却的42% HCl，振动，振动25h后，在冰水与中放置过夜，残渣用后，在冰水与中放置过夜，残渣用5%H2SO4煮沸煮沸5-6h后过滤洗涤而得，颜色为淡褐色后过滤洗涤而得，颜色为淡褐色工业上工业上亚硫酸盐木质素：亚硫酸盐木质素：Na2SO3 、 MgSO3 、NH3SO3制浆而得废液制浆而得废液硫酸盐木质素：硫酸盐木质素：NaOH+Na2S制浆而得废液制浆而得废液酸性乙醇液：酸性乙醇液： 5%乙醇液乙醇液 7%乙醇液木质素乙醇液木质素 2、木素的测定方法、木素的测定方法酸不溶木素酸不

39、溶木素(克拉森硫酸木素克拉森硫酸木素)标准测定方法标准测定方法，在室温在室温下用下用72%硫酸浸渍硫酸浸渍2小时后，稀释为小时后，稀释为3%硫酸煮沸硫酸煮沸4小时小时，过滤洗至无酸性烘干过滤洗至无酸性烘干微量木素微量木素(乙酰溴法乙酰溴法)将木粉将木粉10-25mg溶于乙酰溴的醋溶于乙酰溴的醋酸液（酸液（25%）10ml中，中，70C水浴上回流水浴上回流30分，冷却，分，冷却，放入有放入有2M NaOH（9ml)和醋酸和醋酸(50ml)的的100ml容量瓶容量瓶中，加入中，加入1ml 7.5M盐酸羟胺（盐酸羟胺（NH2OHHCl），用醋酸），用醋酸稀释此溶液至刻度，在稀释此溶液至刻度，在280

40、nm测定吸收值测定吸收值AS ，并做不，并做不加木粉时空白吸收值加木粉时空白吸收值AB ，用公式计算：微量木素，用公式计算：微量木素%=V(AS-AB)/aw100-B(%) a: 木素标准吸收系数木素标准吸收系数 B: 校正系数校正系数酸溶木素测定酸溶木素测定酸溶木素酸溶木素(紫外分光光度法紫外分光光度法)将上述可溶于将上述可溶于3%硫酸的木素溶硫酸的木素溶液在液在205-208nm测定吸收值并用测定吸收值并用3%硫酸溶液作对照用公硫酸溶液作对照用公式计算：酸溶木素式计算：酸溶木素%=DV(AS-AB)/aw100D 稀释倍数稀释倍数 V 溶液总量溶液总量 As 吸收峰面积吸收峰面积 AB

41、空白吸收峰面空白吸收峰面积积 a 吸收系数吸收系数 W 木粉绝干量木粉绝干量针叶材：针叶材： 一般酸溶木素在一般酸溶木素在1%以下以下阔叶材阔叶材:一般酸溶木素在一般酸溶木素在3-4%第三节第三节 木素的结构研究方法木素的结构研究方法1、木素的结构研究方法、木素的结构研究方法n模型法模型法 为阐明木质素的化学为阐明木质素的化学结构及其在降解反应中的行结构及其在降解反应中的行为，选择适当的能代表木素为，选择适当的能代表木素某些结构的化合物配合研究某些结构的化合物配合研究的方法大大的促进了木质素的方法大大的促进了木质素化学的进展化学的进展n选择能代表木素某些结构的选择能代表木素某些结构的化合物化合

42、物黎芦基甘油及其二聚醚、二黎芦基甘油及其二聚醚、二芳基醚芳基醚n愈创木基甘油及其二聚醚、愈创木基甘油及其二聚醚、二芳基醚二芳基醚藜芦基甘油藜芦基甘油-愈创木基醚愈创木基醚降解法降解法n醇解生成醇解生成Hibbert酮酮n氢解生成丙己烷或苯丙烷氢解生成丙己烷或苯丙烷n碱性硝基苯氧化及高锰酸钾氧化生成香草碱性硝基苯氧化及高锰酸钾氧化生成香草醛醛(酸酸)紫丁香醛紫丁香醛(酸酸)及脱氢二聚体及脱氢二聚体n酸解酸解酸性乙醇分解：将针叶材或阔叶材的木粉或木质素用含酸性乙醇分解：将针叶材或阔叶材的木粉或木质素用含2.5%的乙醇溶液回流，得到一系列具有酮基的苯丙烷结的乙醇溶液回流，得到一系列具有酮基的苯丙烷结

43、构的酚类，称为构的酚类，称为Hibbert酮，乙醇解的研究不仅证明木质酮，乙醇解的研究不仅证明木质素结构单元是由素结构单元是由C6-C3单元构成，也说明了单元构成，也说明了Hibbert酮的酮的来源来源降解法降解法 1n醇解生成醇解生成Hibbert酮酮降解法降解法 2n氢解氢解:将云杉和槭木木粉在二氧陆环和铜铬将云杉和槭木木粉在二氧陆环和铜铬催化下，在催化下，在280C氢化压力为氢化压力为2.4 107帕帕下进行氢解，生成丙己烷或苯丙烷下进行氢解，生成丙己烷或苯丙烷 降解法降解法 3n碱性硝基苯氧化生成香草醛碱性硝基苯氧化生成香草醛(酸酸)、紫丁香醛、紫丁香醛(酸酸)、脱氢二聚体及少量对羟苯

44、甲醛、脱氢二聚体及少量对羟苯甲醛,证明木质证明木质素结构中存在紫丁香基、愈创木基、对羟苯基素结构中存在紫丁香基、愈创木基、对羟苯基碱性硝基苯氧化产物碱性硝基苯氧化产物降解法降解法 4n酸解：酸解：用含用含0.2mol/L HCl的二氧六环的二氧六环-水（水（9:1)回流木材，得到除高分子木素产物外，还形成醚回流木材，得到除高分子木素产物外，还形成醚溶油。此处理称溶油。此处理称“酸解酸解”，现已代替乙醇解，现已代替乙醇解木素大分子在植物体中的合成是经过复杂的生物、木素大分子在植物体中的合成是经过复杂的生物、生物化学和化学系统形成的。用示踪碳（生物化学和化学系统形成的。用示踪碳（14C）实）实验及

45、紫外显微镜等研究已揭示：木素化作用是在分验及紫外显微镜等研究已揭示：木素化作用是在分裂的木材细胞中，从相邻细胞角偶的初生壁开始，裂的木材细胞中，从相邻细胞角偶的初生壁开始，扩大到复合胞间层，再到初生壁和次生壁。另外也扩大到复合胞间层，再到初生壁和次生壁。另外也已证明木素是由葡萄糖经莽草酸生物合成对已证明木素是由葡萄糖经莽草酸生物合成对-香豆香豆醇、松柏醇和芥子醇，再由这些木素最原始的结构醇、松柏醇和芥子醇，再由这些木素最原始的结构单元进一步合成木素大分子。单元进一步合成木素大分子。生物合成法生物合成法莽草酸途径 CO2+H2O葡萄糖莽草酸预苯酸苯丙酮酸苯丙氨酸肉桂酸肉桂酸途径 肉桂酸咖啡酸阿魏

46、酸5-羟阿魏酸芥子酸还原为木质醇脱氢聚合木素生物合成木素生物合成木素生物合成木素生物合成在裸子植物（针叶材）中形成的是愈疮木基木素而在裸子植物（针叶材）中形成的是愈疮木基木素而不是紫丁香基木素，这可能是由于裸子植物中没有不是紫丁香基木素，这可能是由于裸子植物中没有阿魏酸羟基化酶，并缺少羟阿魏酸的亲和力，以及阿魏酸羟基化酶，并缺少羟阿魏酸的亲和力，以及没有介子酸的活化作用或还原作用。没有介子酸的活化作用或还原作用。只有草类才能转变只有草类才能转变L-L-酪氨酸成为对酪氨酸成为对- -香豆酸香豆酸 ,因为只因为只有草类含有酪氨酸脱氨酶有草类含有酪氨酸脱氨酶从苯丙烷结构单元合成木素巨分子的途径从苯丙

47、烷结构单元合成木素巨分子的途径已判明为脱氢聚合。合成木素大分子的生已判明为脱氢聚合。合成木素大分子的生物化学途径第一步是对物化学途径第一步是对-羟肉桂醇的酶催羟肉桂醇的酶催化脱氢作用，得到中介的自由游离基。由化脱氢作用，得到中介的自由游离基。由于松柏醇转移一个电子而形成共振稳定的于松柏醇转移一个电子而形成共振稳定的酚氧游离基共有五种，故而单体之间连结酚氧游离基共有五种，故而单体之间连结成二聚体结构的理论数应为成二聚体结构的理论数应为25种。而连种。而连接方式远小于此数。接方式远小于此数。2、木素大分子的合成、木素大分子的合成松柏醇脱氢反应松柏醇脱氢反应松柏醇脱氢聚合方式松柏醇脱氢聚合方式由于空

48、间阻碍或热力学不允许等原因，不由于空间阻碍或热力学不允许等原因，不存在存在Re与其他游离基偶合的二聚体。在偶与其他游离基偶合的二聚体。在偶合反应时，每个位置上发生反应的相对几合反应时，每个位置上发生反应的相对几率是由他们的相对电子云密度决定的。电率是由他们的相对电子云密度决定的。电子云密度高的位置偶合的几率大，生成二子云密度高的位置偶合的几率大，生成二聚体的比例也高。根据量子力学计算，得聚体的比例也高。根据量子力学计算，得知在所有苯氧游离基中，最高电子云密度知在所有苯氧游离基中，最高电子云密度出现在酚的氧原子处，因而有利于生成芳出现在酚的氧原子处，因而有利于生成芳醚键如醚键如 -O-4键键。其

49、它偶合方式生成的二聚。其它偶合方式生成的二聚体如体如 -5, -1, 4-O-5或或5-5，等的数量比例要，等的数量比例要比比 -O-4小得多。小得多。 木质素大分子的合成木质素大分子的合成在植物体中进行木质素的生物合成时，因细在植物体中进行木质素的生物合成时，因细胞中单木质酚（即木质素的各种先体）的浓胞中单木质酚（即木质素的各种先体）的浓度低，单木质酚游离基之间相互碰撞的几率度低，单木质酚游离基之间相互碰撞的几率小，而与已经形成了的二聚体或三聚体脱氢小，而与已经形成了的二聚体或三聚体脱氢生成的苯氧游离基碰撞的几率高。因此，单生成的苯氧游离基碰撞的几率高。因此，单木质酚游离基偶合到一定程度之后

50、，生成的木质酚游离基偶合到一定程度之后，生成的二木质酚主要是通过二木质酚主要是通过“末端聚合末端聚合”的方式继的方式继续增长，即单木质酚（或多木质酚）的酚氧续增长，即单木质酚（或多木质酚）的酚氧游离基偶合，生成线型分子结构如游离基偶合，生成线型分子结构如 -O-4和和 -5结构，构成木质素分子骨架，又通过结构，构成木质素分子骨架，又通过5-5 或或4-O-5的方式偶合，生成分支结构。的方式偶合，生成分支结构。除上述的游离基偶合反应外，木质素大分子除上述的游离基偶合反应外，木质素大分子的合成过程中还有非游离基形式的偶合反应。的合成过程中还有非游离基形式的偶合反应。如在如在 -C上加入水分子或与另

51、一个酚型末端上加入水分子或与另一个酚型末端相结合，生成苯甲基芳醚结构如相结合，生成苯甲基芳醚结构如 -O-4分枝分枝型的结构。最后生成木质素的空间网状结构型的结构。最后生成木质素的空间网状结构第四节第四节 木素的结构木素的结构1、物理结构、物理结构: 通过电子显微镜观察，木素超分通过电子显微镜观察，木素超分子结构成大小不同的球形微粒。这些微粒集合子结构成大小不同的球形微粒。这些微粒集合成球形聚集体，再进一步形成成球形聚集体，再进一步形成“分子圈分子圈”，木，木素为无定形物质。素为无定形物质。2、化学结构、化学结构磨木木素元素分析及甲氧基元素分析及甲氧基：木质素主要有碳、氢、木质素主要有碳、氢、

52、氧三种元素组成。由于木质素是芳香族的高聚物，氧三种元素组成。由于木质素是芳香族的高聚物，因而其中碳的含量比木材或其它植物原料中的高因而其中碳的含量比木材或其它植物原料中的高聚糖要高多，针叶材木质素含碳量为聚糖要高多，针叶材木质素含碳量为60-65%，而阔叶材木质素的含碳量为而阔叶材木质素的含碳量为56-60%，氢元素一，氢元素一般为般为5-6.5%, 由于阔叶材木质素中甲氧基含量高由于阔叶材木质素中甲氧基含量高于针叶材，故其含氧量较高于针叶材，故其含氧量较高3木素的单元结构及功能基木素的单元结构及功能基甲氧基：针叶材木质素一般为甲氧基：针叶材木质素一般为14-16% 阔叶材木质素一般为阔叶材木

53、质素一般为19-22% 禾本科木质素一般为禾本科木质素一般为16-18%木素单元结构木素单元结构 苯丙烷苯丙烷尽管苯环和侧链连有不同基团，其尽管苯环和侧链连有不同基团，其C6-C3骨架相同骨架相同烷基芳香烃基功能基功能基羟基 酚羟基 I 醇羟基 II甲氧基甲氧基羰基羰基双键和醛基（ -碳） 酮基（-,-碳） 醛基木素的结构单元联接木素的结构单元联接 C-C键键 (占1/3) 对化学药品降解具有高度稳定性对化学药品降解具有高度稳定性 C-C5 C1-C C-C键键 2C6-C C-C6 C-C键键 3C-C C-C 醚键键型醚键键型(占占2/3) 1烷基烷基-烷基醚烷基醚 芳基芳基-芳基醚芳基醚

54、 芳基芳基-甲基醚甲基醚稳定稳定醚键键型醚键键型 2烷基烷基-芳基醚芳基醚(-O-4及及-O-4)易断易断4、半纤维素与木素之间的关系、半纤维素与木素之间的关系现已查明，木素和半纤维素之间确实存在化学键，构现已查明，木素和半纤维素之间确实存在化学键，构成木素成木素-碳水化合物复合体（碳水化合物复合体（Lignin-Carbohydrate complex,简称简称 LCC)据研究，目前提出的的连接键型主要有下列几种：据研究，目前提出的的连接键型主要有下列几种：1、苯甲醚键、苯甲醚键 存在于木质素苯甲醇羟基与半纤维素的存在于木质素苯甲醇羟基与半纤维素的游离羟基之间。易被酸水解，对碱稳定游离羟基之

55、间。易被酸水解，对碱稳定2、酯键、酯键 存在于木质素苯甲醇羟基与酸性糖酸基之间。存在于木质素苯甲醇羟基与酸性糖酸基之间。易被碱水解。易被碱水解。3、苯基糖苷键、苯基糖苷键 存在于木质素酚羟基和碳水化合物的存在于木质素酚羟基和碳水化合物的苷羟基之间。易被酸水解。苷羟基之间。易被酸水解。4、半缩醛与缩醛键、半缩醛与缩醛键 存在于碳水化合物醇羟基和木质存在于碳水化合物醇羟基和木质素结构单元素结构单元C 或或C 位的羰基之间。位的羰基之间。木素与碳水化合物的联结木素与碳水化合物的联结(模型模型)木素与碳水化合物的联结木素与碳水化合物的联结(键型键型) 1 -醚键I 苯基糖苷键II 缩醛键III木素与碳

56、水化合物的联结木素与碳水化合物的联结(键型键型) 2酯键IV 碳-碳键V针叶材木素模型构造图针叶材木素模型构造图阔叶材木素模型构造图阔叶材木素模型构造图甘蔗渣木素模型构造图甘蔗渣木素模型构造图木质素的概念？木质素的概念？分离木质素的原理分离木质素的原理木质素的结构单元？木质素的结构单元？木素的功能基？木素的功能基？木素生物合成的三种先体？木素生物合成的三种先体？LCCLCC？木素和碳水化合物的连接键型？木素和碳水化合物的连接键型？2 木素的基本概念木素的基本概念n概念概念n以苯丙烷为结构单元以苯丙烷为结构单元n以以C-C键和醚键联结键和醚键联结n具三维空间结构具三维空间结构n高分子无定形物质高

57、分子无定形物质n具有共同性质的一群物质具有共同性质的一群物质n在化学上不稳定在化学上不稳定n易氧化易氧化n不耐紫外线不耐紫外线nG（愈创木基丙烷（愈创木基丙烷）S (紫丁香基丙烷紫丁香基丙烷) H(对羟苯基丙烷对羟苯基丙烷)木素中存在的三种类型的结构单元木素中存在的三种类型的结构单元木素大分子在植物体中的合成是经过复杂的生物、木素大分子在植物体中的合成是经过复杂的生物、生物化学和化学系统形成的。用示踪碳（生物化学和化学系统形成的。用示踪碳（14C）实）实验及紫外显微镜等研究已揭示：木素化作用是在分验及紫外显微镜等研究已揭示：木素化作用是在分裂的木材细胞中，从相邻细胞角偶的初生壁开始，裂的木材细

58、胞中，从相邻细胞角偶的初生壁开始，扩大到复合胞间层，再到初生壁和次生壁。另外也扩大到复合胞间层，再到初生壁和次生壁。另外也已证明木素是由葡萄糖经莽草酸生物合成已证明木素是由葡萄糖经莽草酸生物合成对香豆对香豆醇、松柏醇和芥子醇醇、松柏醇和芥子醇，再由这些木素最原始的，再由这些木素最原始的结构单元进一步合成木素大分子。结构单元进一步合成木素大分子。生物合成法生物合成法功能基功能基n羟基 酚羟基 I 醇羟基 II羰基羰基n双键和醛基 酮基 醛基木素与碳水化合物的联结木素与碳水化合物的联结(模型模型)半纤维素与木素之间的关系半纤维素与木素之间的关系现已查明，木素和半纤维素之间确实存在化学键，构现已查明

59、，木素和半纤维素之间确实存在化学键，构成木素成木素-碳水化合物复合体（碳水化合物复合体（Lignin-Carbohydrate complex,简称简称 LCC)据研究，目前提出的的连接键型主要有下列几种：据研究，目前提出的的连接键型主要有下列几种：1、苯甲醚键、苯甲醚键 存在于木质素苯甲醇羟基与半纤维素的存在于木质素苯甲醇羟基与半纤维素的游离羟基之间。易被酸水解，对碱稳定游离羟基之间。易被酸水解，对碱稳定2、酯键、酯键 存在于木质素苯甲醇羟基与酸性糖酸基之间。存在于木质素苯甲醇羟基与酸性糖酸基之间。易被碱水解。易被碱水解。3、苯基糖苷键、苯基糖苷键 存在于木质素酚羟基和碳水化合物的存在于木质

60、素酚羟基和碳水化合物的苷羟基之间。易被酸水解。苷羟基之间。易被酸水解。4、半缩醛与缩醛键、半缩醛与缩醛键 存在于碳水化合物醇羟基和木质存在于碳水化合物醇羟基和木质素结构单元素结构单元C 或或C 位的羰基之间。位的羰基之间。木素与碳水化合物的联结木素与碳水化合物的联结(键型键型) 1n -醚键I 苯基糖苷键II 缩醛键III木素与碳水化合物的联结木素与碳水化合物的联结(键型键型) 2n酯键IV 碳-碳键V第五节第五节 木质素的物理性质木质素的物理性质 1、木素的一般物理性质木素的一般物理性质一般物理性质一般物理性质颜色颜色：木素的颜色取决于它所用的分离方法，从天然云：木素的颜色取决于它所用的分离