高分子科学概论第2章

2.1多糖类2.1.1纤维素纤维素（cellulose）是D-吡喃葡萄糖酐相互以

(1-4)苷键连结而成的线形高分子，通式为(C6H10O5)n纤维素的结构式自然界中以棉花的纤维素含量最高，达到90%~98%木材则是纤维素化学工业的主要原料，木材的主要成分是纤维素，半纤维素，木质素1半纤维素——纤维素以外的碳水化合物（少量果胶和淀粉除外），由两种或以上单糖残基组成的不均一聚糖，大多带短侧链，构成半纤维素的单糖主要有：D-木糖，L-阿拉伯糖，D-半乳糖，D-甘露糖，D-葡萄糖和4-O-甲基-D-葡萄糖木质素由苯丙烷结构单元组成的具有复杂三维空间结构的非晶高分子木材的主要组成（质量分数，%）2组成半纤维素的各种残糖基3木质素的组成单元产生葡萄糖的光合作用反应式4纤维素的生产反应在酶作用下，葡萄糖通过极高活性的磷酸酯衍生物进行聚合，先是1位羟基被磷酸酯化，生成具有高反应活性的脲啶葡萄糖磷酸酯-葡萄糖（UDP-葡萄糖），UDP-葡萄糖受到其他葡萄糖分子的进攻而聚合生成纤维素5纤维素的每个葡萄糖残基含有三个活泼羟基，经适当的化学反应可制备出各种纤维素衍生物，主要有酯化纤维素和醚化纤维素两大类（1）纤维素酯Cell-ONO2+H2OCell-OH+HNO3纤维素纤维素硝酸酯Cell-OH+(CH3CO)2OCell-O-COCH3+CH3COOH纤维素纤维素乙酸酯Cell-OH+NaOH+CS2Cell-O-C-SNa+H2O‖S纤维素黄酸钠CuO+2NH4OH[Cu(NH3)4OH]2(Cell-O)2[Cu(NH3)4]2Cell-OH铜氨纤维素Cell-O-C-SNa+21H2SO4Cell-OH+CS2+21Na2SO4再生纤维素S‖6（2）纤维素醚纤维素与醚化剂反应生成纤维素醚甲基纤维素Cell-OH+CH3CH2Cl+NaOHCell-OCH2CH3+NaCl+H2O乙基纤维素Cell-OH+ClCH2COOH+NaOHCell-OCH2COONa+NaCl+H2O羧甲基纤维素（钠）羟丙基纤维素72.1.2淀粉

分直链淀粉和支链淀粉两大类

（1）直链淀粉D-葡萄糖残基以

-1,4-苷键连接的多糖（2）支链淀粉高度的分支结构，即D-葡萄糖残基一部分以-1,6-苷键连接而成的多糖，分支与分支之间的距离为11~12个葡萄糖残基8不同植物分离出的淀粉中直链和支链淀粉的含量不同（%）结构玉米淀粉小麦淀粉马铃薯淀粉木薯淀粉直链28282117支链72727983直链淀粉易结晶，不溶于冷水；纯的支链淀粉能均匀分散在水中天然淀粉不溶于冷水，60~80℃于水中发生“糊化作用”。变性淀粉氧化淀粉——用次氯酸盐或过氧化氢氧化淀粉，其主要用于造纸业的施胶，包装业的纸箱胶粘剂，纺织业的上浆剂和食品业的增稠剂交联淀粉——用环氧氯丙烷、甲醛等作交联剂，交联淀粉主要用作食品业的增稠剂，纺织业的上浆剂和医药工业外科乳胶手套的润滑剂和赋形剂淀粉酯——与相应的纤维素酯结构类似，如乙酸酯、高级脂肪酸酯、磷酸酯、黄原酸酯、硫酸酯、硝酸酯等淀粉醚——与相应的纤维素醚类似，如羟丙基淀粉和羧甲基淀粉等92.1.3甲壳素壳聚糖甲壳素（chitin）又叫几丁质、甲壳质，学名为(1,4)-2-乙酰基-2-脱氧-

-D-葡萄聚糖，广泛存在于虾、蟹等节足类动物的外壳，还有昆虫甲壳，软体动物的壳和骨髓及菌、藻类之中，在自然界仅次于纤维素的第二大天然高分子，生物合成量达100亿吨壳聚糖（chitosan）是甲壳素脱去大部分乙酰基所得到的衍生物，具碱性，可溶于有机酸如醋酸中制备甲壳素和壳聚糖的方法如下：净虾、蟹壳·除碳酸钙3%~10%HCl浸泡30min~2,3d除蛋白质70~100℃30min~6h3%~10%NaOHKMnO4脱色甲壳素NaHSO3漂白10甲壳素浓碱催化水解脱乙酰基制备壳聚糖壳聚糖是碱多糖，有很好的性能和用途：很好的生物相容性，生物活性，可生物降解性，具抗菌，消炎，止血，免疫，排毒等作用，可用于人造皮肤，手术缝合线，人工骨，生物支架，抗凝血剂，缓释药物载体材料等壳聚糖的低糖、寡糖，和单糖具有很好的营养和保健价值，每年的消耗量快速增加。112.2天然橡胶（naturalrubber）巴西胶是高顺式1,4加成结构的天然橡胶，具有很好的弹性和综合力学性能天然橡胶的化学结构是聚异戊二烯顺1,4加成结构反1,4-加成结构天然橡胶具良好弹性，回弹率在0~100℃时可达50%~80%以上，最大伸长率达1000%，具有较高的机械强度和耐屈绕性。天然橡胶含有大量的孤立双键，易老化需经硫化成三维网络结构后才能具有实际应用价值122.3蛋白质

与生命现象关系最密切的物质，相对分子质量3万~30万

由氨基酸组成，约有20种，由氨基和羧基缩合形成肽键

纯蛋白质：白朊、球朊、硬朊（腱骨胶原、爪与毛发的角朊）肽键的形成13

复合蛋白质：核蛋白质（加核酸），核糖蛋白质（加磷脂质），糖蛋白（加糖），色素蛋白（加铁、铜、有机色素如血红朊和细胞色素）等

从蛋白质形态上讲，可分为纤维蛋白质（由分子内氢键键接）和球蛋白质（由分子间氢键键接）,两种:

纤维蛋白——毛发、指甲等的角蛋白，结缔组织的骨胶原