第三章_纤维素及其衍生物

第一章绪论一、概念：药剂学：是研究药物的处方设计、基本理论、制备工艺和合理应用的综合性技术科学。

制剂：将药物制成适合临床需要并符合一定质量标准的制剂。

药物制剂的特点：处方成熟、工艺规范、制剂稳定、疗效确切、质量标准可行。

方剂：按医生处方为某一患者调制的，并明确指明用法和用量的药剂称为方剂。

调剂学：研究方剂调制技术、理论和应用的科学。

二、药剂学的分支学科：物理药学：是应用物理化学的基本原理和手段研究药剂学中各种剂型性质的科学。

生物药剂学：研究药物、剂型和生理因素与药效间的科学。

药物动力学：研究药物吸收、分布、代谢与排泄的经时过程。

三、药物剂型：适合于患者需要的给药方式。

重要性：1、剂型可改变药物的作用性质2、剂型能调节药物的作用速度3、改变剂型可降低或消除药物的毒副作用4、某些剂型有靶向作用5、剂型可直接影响药效第二章药物制剂的基础理论第一节药物溶解度和溶解速度一、影响溶解度因素：1、药物的极性和晶格引力2、溶剂的极性3、温度4、药物的晶形5、粒子大小6、加入第三种物质二、增加药物溶解度的方法：1、制成可溶性盐2、引入亲水基团3、加入助溶剂：形成可溶性络合物4、使用混合溶剂：潜溶剂(与水分子形成氢键)5、加入增溶剂：表面活性剂(1)、同系物C链长，增溶大(2)、分子量大，增溶小(3)、加入顺序(4)用量、配比第二节流变学简介流变学：研究物体变形和流动的科技交流科学。

牛顿液体：一般为低分子的纯液体或稀溶液，在一定温度下，牛顿液体的粘度η是一个常数，它只是温度的函数，粘度随温度升高而减少。

非牛顿液体：1、塑性流动：有致流值2、假塑性流动：无致流值3、胀性流动：曲线通过原点4、触变流动：触变性，有滞后现象第三节粉体学一、粉体学：研究具有各种形状的粒子集合体的性质的科学。

二、粒子径测定方法：1、光学显微镜法2、筛分法3、库尔特计数法4、沉降法5、比表面积法三、比表面积的测定：1、吸附法(BET法) 2、透过法3、折射法四、粉体的流动性：用休止角、流出速度和内磨擦系数衡量。

木质素是由聚合的芳香醇构成的一类物质，存在于木质组织中，主要作用是通过形成交织网来硬化细胞壁。

木质素主要位于纤维素纤维之间，起抗压作用。

在木本植物中，木质素占25%，是世界上第二位最丰富的有机物(纤维素是第一位)。

木质素是由四种醇单体（对香豆醇、松柏醇、5-羟基松柏醇、芥子醇）形成的一种复杂酚类聚合物。

木质素是构成植物细胞壁的成分之一，具有使细胞相连的作用。

木质素是一种含许多负电集团的多环高分子有机物，对土壤中的高价金属离子有较强的亲和力。

因单体不同，可将木质素分为3种类型：由紫丁香基丙烷结构单体聚合而成的紫丁香基木质素（syringyl lignin，S-木质素），由愈创木基丙烷结构纤维二糖定义由两个葡萄糖通过β-1,4-糖苷键连接而形成的二糖,是纤维素的基本重复结构单位。

纤维二糖中文名称：D-纤维二糖英文名称：D(+)-Cellobiose系统名 4-O-β-D-葡萄吡喃苷基-D-葡萄吡喃糖,分子式C12H22O11。

CAS:528-50-7分子量：342.3分子式：C12H22011性状：白色结晶粉末纤维二糖是纤维素水解的产物,也是纤维素的基本结构单元。

在自然界不存在游离的纤维二糖，在乙醇水溶液中可得细粒结晶的纤维二糖(真空干燥后)，熔点225℃（分解）。

它与纤维素的关系如同麦芽糖与淀粉的关系一样，水解后也得两分子D-(+)-葡萄糖，所不同的是麦芽糖为α-葡萄糖苷,而纤维二糖为β-葡萄糖苷。

纤维二糖分子有一个半缩醛羟基，能还原斐林试剂，在水溶液中有变旋光的现象，比旋光度 +36.4°（15小时）。

它不能为麦芽糖酶水解，可为苦杏仁酶水解。

木糖一种单糖,分子式C4H9O4CHO。

木糖是木聚糖的一个组分，木聚糖广泛存在于植物中。

木糖也存在于动物肝素、软骨素和糖蛋白中，它是某些糖蛋白中糖链与丝氨酸（或苏氨酸）的连接单位。

在自然界迄今还未发现游离状态的木糖。

α-D－木糖味甜，呈细针状结晶；熔点153～154℃，有变旋现象：比旋光度【α】厙+92°→+18.6°(16小时，10克／100毫升水)。

纤维素在宠物食品中的作用及其来源宠物是我们生活中的重要伙伴，它们的健康与幸福与我们密切相关。

为了保证宠物的健康，正确的饮食是至关重要的。

纤维素作为宠物食品中的一种重要成分，起着至关重要的作用。

本文将讨论纤维素在宠物食品中的作用以及其来源。

一、纤维素在宠物食品中的作用1. 促进消化：纤维素是一种不可被宠物消化吸收的物质，但它却在宠物的消化过程中发挥重要作用。

宠物食品中的纤维素能够增加宠物食物的体积，有效刺激宠物的胃肠蠕动，促进消化。

它可以帮助排除体内的废物，防止便秘和消化不良等问题。

2. 控制体重：纤维素在宠物食品中具有较低的能量密度，通过摄入较多的纤维素，宠物能够感到更饱足，减少对其他高能量食物的摄入。

这有助于控制宠物的体重，预防肥胖并维持健康的体态。

3. 维持肠道健康：纤维素通过增加宠物食物的体积，在肠道中形成较大的粪块，刺激肠道蠕动，促进粪便的顺利排出。

同时，它还可以提供营养物质和水分的保持，维持肠道的正常功能，预防肠道疾病的发生。

二、纤维素的来源1. 植物材料：纤维素主要存在于植物的细胞壁中，常见的纤维素来源包括谷物、豆类、蔬菜和水果等。

例如，大麦、燕麦、花生等谷物和豆类含有丰富的纤维素。

胡萝卜、南瓜、苹果等水果和蔬菜也是纤维素的良好来源。

2. 纤维素添加剂：为了增加宠物食品中的纤维素含量，一些宠物食品制造商会在食品中添加纤维素。

这些添加剂通常是从天然植物材料中提取的纤维素，经过加工制成粉末或颗粒状。

这种添加剂能够有效增加宠物食品中的纤维素含量，达到营养平衡的目的。

3. 纤维素衍生物：除了天然植物材料和纤维素添加剂，一些纤维素衍生物也可以用于宠物食品中。

例如，木质素和纤维素化合物是常见的纤维素衍生物，在宠物食品中可作为纤维素来源的补充。

三、纤维素在宠物食品中的注意事项尽管纤维素对宠物的健康至关重要，但其摄入量也需要控制好。

过多的纤维素摄入可能导致宠物体内无法充分吸收其他营养物质，引起营养不良。

《天然高分子材料改性》课程教学大纲ModificationofNatura1Po1ymers一、课程基本信息学时：32学分：2考核方式：考查，平时成绩占30%课程简介：天然高分子材料改性是高分子材料与工程的选修课之一，其目的是为了使学生了系统地掌握天然高分子的来源、形态、化学结构、物理性能以及反应性能。

着重使学生掌握天然高分子的改性，培养学生分析问题与解决问题的能力，培养学生一定的自学能力和对文献资料归纳总结的能力，为进一步学习专业课以及毕业后从事专业工作打下必要的基础。

二、教学目的与要求第一章绪论1.了解天然高分子的种类2.了解天然高分子改性第二章纤维素材料1.掌握纤维素的结构和性能2.了解纤维素衍生物的应用3.了解改性纤维素的合成与应用第三章淀粉材料1.了解淀粉的结构与物性2.了解淀粉改性衍生物及其应用第四章甲壳素、壳聚糖材料1.了解甲壳素和壳聚糖的结构、性质2.了解甲壳素与壳聚糖衍生物及其应用3.了解甲壳素与壳聚糖改性材料及其应用第五章蚕丝蛋白1.了解蚕丝蛋白的结构、性质2.了解蚕丝蛋白衍生物及其应用第六章环糊精1.了解环糊精的结构、性质2.了解环糊精衍生物及其应用第七章木质素材料1.了解木质素的结构与性能2.了解木质素的化学改性3.了解木质素基高分子材料4.了解木质素复合材料第八章天然高分子材料的结构和性能表征方法1.了解天然高分子的分析2.了解天然高分子的性能测试3.掌握天然高分子的生物降解三、教学方法与手段多媒体教学，教学过程中注意启发式教学，培养学生的综合应用能力。

讲授过程中，教师讲授和学生自学相结合，课堂讨论。

衡量学习是否达到目标的标准：能够制定某一种天然高分子材料性能测试的方案。

五、推荐教材和教学参考资源推荐教材：1.胡玉洁,何春菊,张瑞军.天然高分子材料（第一版）.北京：化学工业出版社,2012教学参考资源：2.胡玉洁.《天然高分子材料改性与应用》.北京：化学工业出版社，2003.3.张俐娜.《天然高分子科学与材料》（第一版）.北京：科学出版社，2017.六、其他说明1.在教学过程中，采用多媒体辅助教学，帮助学生理解各重点和难点2.教学过程中注意启发式教学，培养学生的综合应用能力3.要求学生多练习。

第一章导论1.1膜科学技术膜分离过程已逐渐成为化学工业、食品加工、水处理、医药技术等方面的重要分离过程。

已经工业化的有微孔过滤、超滤、反渗透、电渗析和气体分离等，渗透汽化也已建成几种工业规模的装置。

膜分离与反应结合的过程，各种膜反应器的研究与应用也发展较快。

其他非分离膜过程，如控制释放技术、医用人造膜和膜传感应器的种类也不少，有的发展速度将超过膜分离过程。

各种膜过程具有不同的机理，适用于不同的对象和要求。

但有其共同点，如过程一般较简单，经济性较好，往往没有相变，可以在常温下操作，即节约能耗，又特别适用于热敏性物质的处理，在食品加工、医药、生化技术领域有其独特的适用性。

各种膜过程，又以不同结构与性能的膜为主要决定因素。

因此，各种膜过程、膜的形成机理、膜材料和成膜条件，以及如何控制其结构等，都是膜科学技术领域中的重要内容。

膜科学技术涉及的学科不少，例如：适应不同分离要求的膜“剪裁技术”，它与膜材料和结构的研究有关，属于高分子化学和无机化学的研究范畴；过程的分离特性、传质性质、机理和数学模型，属于无机化学和数学研究范畴；过程中涉及的流体力学、传热、传质、化工动力学以及过程的设计和工业应用，主要属于化学工业研究范畴；生化技术、医药方面的应用，涉及生物学和医学；生物膜、生物合成膜属于化学和生物学的研究范畴；其他如食品、石油和环境保护的领域的膜过程，还涉及有关各行业和学科。

在科学发展和相互渗透的基础上，膜科学技术有了迅速的发展；同时，膜科学技术的研究和应用，也促进了有关学科的开拓和发展。

近20多年来，国际上应用化学和化学工程学科对膜科学技术较为重视，因此膜科学技术在化学、化工领域中的应用发展较为显著，正在与材料科学、药物学、电子工业学和生命科学等学科更好等交叉结合，以解决现代科学中的很多重要问题。

1.1.1膜的定义一个包含各方面的精确的、完整的膜（membrane）定义是不容易得出的。

现代著名科学家霍金（Stephen Hawking ）认为我们生活在一张大“膜”上，写了“Brane New World”（原书“The University in a Nutshell”中第七章）把新世界的模型描写为膜的世界。

纤维素电解质
纤维素电解质是一种新型的高效电解质材料，由纤维素及其衍生物组成。

纤维素电解质具有良好的稳定性、高导电性能和良好的机械性能，可以应用于锂离子电池、超级电容器、固态电容器等领域。

纤维素电解质的制备方法有多种，包括溶液浸渍法、热压法、溶胶-凝胶法等。

其中，溶液浸渍法是目前应用最广的一种方法。

该方法利用溶剂将纤维素溶解，并使其渗透到导电材料中，通过干燥等工艺制备成电解质材料。

纤维素电解质的导电性能受其结构和化学成分的影响，其中纤维素的晶体结构和水分子的存在对其导电性能具有重要影响。

此外，各种添加剂也可以通过调节纤维素电解质的界面性质、离子传递速度等方面来改善其性能。

纤维素电解质具有良好的生物可降解性和环境友好性，可以作为替代传统有机电解质的绿色材料。

未来，纤维素电解质有望成为电化学能量存储领域的重要材料之一。

- 1 -。

起泡作用和稳来源来源真菌或细菌（特别是由它们生产的植物表皮损伤的渗出液制取的增稠剂原料新鲜猪肉皮清水或骨头汤3.2.1海藻酸钠HHH OH COOK O*几乎无臭、无味，溶于水形成黏稠、糊状胶体溶液。

不溶于乙醚、乙醇或氯仿等,其溶液呈中性。

与金属盐结合凝固。

重。

(4)制法从海带或马尾藻中提取。

(5)应用海藻酸钠用作乳化剂、成膜剂、增稠生产均匀质软的糕点糕点变冰冻食品提高热聚变保护层，改进香味逸散，提高熔点冰冻甜食海藻酸钠续表水果汁在浓缩时和浓缩后保持稳定3.2.2 卡拉胶卡拉胶又称角叉胶、爱尔兰浸膏和鹿角菜(1)(2)卡拉胶水溶液相当黏稠，温度升高，黏度降低。

(4)制法料中提取的。

将海藻原料以稀碱液加热萃取或热水萃取，用醇类沉淀，经滚筒干燥或冷卡拉胶可与多种胶复配的凝固性也有影响。

如黄原胶可使卡拉胶凝胶更柔软、更黏稠和更具弹性；玉米和小麦3.2.3 海藻酸丙二醇酯简称PGA（1）性状白色或带黄白色粉末状物，无臭或微有芳香气味或无味，易吸湿，溶于冷水、温水及稀有机酸溶液，形成粘稠状胶体溶液。

不溶于甲醇等有机溶剂。

在pH3～4的酸性溶液中不胶凝也不沉淀。

不易盐析，除铁、铜、铅等金属离子外，对其它金属离子稳定。

（2）性能（3）毒性（5）应用不溶性海藻酸盐V海藻酸盐的亲脂性在生产在一般采用3.3 植物胶3.3.1 阿拉伯胶（2）性能阿拉伯胶是由金合欢树的树皮的伤痕渗出液制得的无定性琥珀色干粉，是工业用途最广泛的水溶性胶。

其水溶性黏度最低，可用作胶粘剂使用，可作为增稠剂、乳化剂、稳定剂、润湿剂、配方助剂、表面活性剂、表面上光剂等。

（1）性状阿拉伯胶为黄色至浅黄褐色半透明块状体，或白色颗粒或粉末状物；无味无臭，密度为1.35～1.49。

它极易容易水，形成清晰和黏稠液体，呈弱酸性，在水中的溶解度为50%，不溶于乙醇和大多数有机溶剂。

（3）毒性在食品乳液中，来自植物的亲水性功能是两方在牛奶制品中阿拉伯胶用于冷食品如冰淇淋果胶为非淀粉多糖，属于膳食纤维；化学结果胶的多聚半乳糖醛酸的长链结构中部分低酯果胶，由于其中一部分甲酯转变成酰（3）毒性（5）应用在增稠剂中，高酯果胶的黏度和使新鲜果汁具3.3.3刺槐豆胶刺槐豆胶为一种以半乳糖和甘露糖残基为结构单元的多糖化合物。

羧甲基纤维素及其盐类
羧甲基纤维素（CMC）是一种纤维素衍生物，其羧甲基(-CH2-COOH)与构成纤维素主链的吡喃葡萄糖单体的部分羟基结合。

常用的是它的钠盐，即羧甲基纤维素钠。

羧甲基纤维素是由纤维素与氯乙酸在碱催化下反应合成的。

这种反应包括两个步骤：第一步是碱化，即天然纤维素与氢氧化钠反应；第二步是醚化，即碱化后的纤维素与氯乙酸钠反应。

羧甲基纤维素钠（CMC）属阴离子型纤维素醚类，外观为白色或微黄色絮状纤维粉末或白色粉末，无臭无味，无毒。

它易溶于冷水或热水，形成具有一定粘度的透明溶液。

该溶液为中性或微碱性，不溶于乙醇、乙醚、异丙醇、丙酮等有机溶剂，可溶于含水60%的乙醇或丙酮溶液。

羧甲基纤维素的应用非常广泛。

例如，在眼科学中，CMC被用作人工泪液，用于治疗干眼症。

此外，它还常用于制药、食品、化妆品、石油、粘蚊剂、造纸和纺织等行业。

在石油和纺织工业中，它通常用作粘胶剂或浆料。

在食品工业中，CMC可以作为增稠剂、稳定剂或乳化剂。

请注意，羧甲基纤维素及其盐类的应用和制备方法可能会因不同的应用领域和需求而有所不同。

在使用羧甲基纤维素及其盐类时，应遵循相关的安全指南和规范，以确保产品的质量和安全性。

纤维素学号：97 姓名：邱艺娟摘要：纤维素（cellulose）是天然高分子化合物，由多个β-D-吡喃葡萄糖基彼此以1，4-β苷键连接而成的线型高分子，其化学式为C6H10O5，化学结构的实验分子式为（C6H10O5）n （n为聚合度），由质量分数分别为%、%、%的碳、氢、氧3种元素组成。

纤维素是一多羟基葡萄糖聚合物，经过特定的物理或化学改性后，具有不同的功能特性，可以粉状、片状、膜、纤维以及溶液等不同形式出现，因此用纤维素开发的功能材料极具灵活性及应用的广泛性。

关键字：性质结构；来源；功能化方法；功能材料；应用；展望一、纤维素的性质结构纤维素的化学结构是由D一吡喃葡萄糖环经β-1，4-糖苷键，以C1椅式构象联结而组成的线形高分子直链多糖。

由于纤维素大分子上存在着很多强反应性的-OH，在其分子内部，分子之间以及纤维素与水分子之间均可以形成氢键。

而氢键使纤维素具有结晶性、吸水性、自组装性、化学活性以及形成原纤结构等多种特殊性能。

纤维素的结构可以分为3层：单分子层，纤维素单分子聚合物；超分子层，自组装结晶的纤维素晶体；原纤结构层，纤维素晶体与无定形纤维素分子组成的基元继续白组装而形成更大的纤维结构及各种微孔等。

二、纤维素来源纤维素一般是从是棉花、木材、禾草类，麻类韧皮等植物中得来的。

除了植物以外，细菌和动物也可以产生纤维素。

例如，木醋杆菌能够合成细菌纤维素；核囊纲的一些物种可以合成动物纤维。

现如今，人工合成纤维素的科研方面进展突飞猛进，人工合成纤维素的聚合度可以达到为20-50，并且具有较高纯度，较高结晶度，及不含有木质素等杂质的优点。

三、纤维素功能化方法纤维素是一种直链多糖，分子结构中大量羟基的存在，使其在分子链之间和分子链内部形成了广泛的氢键，这种羟基覆盖结构影响了其反应活性。

因此天然纤维素的吸附(如吸水、吸油、吸重金属等)能力并不很强，而且吸附容量小，选择性低，必须通过改性才能成为性能良好的吸附性材料。

一：纤维素的结构分类及应用：1）纤维素的结构：2）纤维素的分类：根据其在特定条件下的溶解度,可以分级为:α—纤维素，β-纤维素，γ-纤维素，α—纤维素指的是聚合度大于200的纤维素,β-纤维素是指聚合度为10一200的纤维素,γ-纤维素是指聚合度小于10的纤维素。

3）纤维素的应用：纤维素是一多羟基葡萄糖聚合物,经过特定的物理或化学改性后,具有不同的功能特性,可以粉状，片状，膜，纤维以及溶液等不同形式出现,因此用纤维素开发的功能材料极具灵活性及应用的广泛性。

3.1 高性能纤维材料：纤维素纤维是现代纺织业的重要原料之一,同时也是纤维素化工和造纸业的重要原料，当前,纸己经成为社会发展的必需品,不仅大量应用于印刷，日用品及包装物,还可以用于绝缘材料，过滤材料以及复合材料等领域,具有广泛而重要的用途。

3.2 可生物降解材料纤维素能够作为可降解材料的基材使用,因为纤维素具有很多独特的优点:(1)纤维素本身能够被微生物完全降解;(2)维素大分子链上有许多轻基,具有较强的反应性能和相互作用性能,使得材料便于加工,成本低,而且无污染;(3)纤维素具有很强的生物相容性;(4)纤维素本身无毒,可广泛使用，由于纤维素分子间存在很强的氢键,而且取向度和结晶度都很高,使得纤维素不溶于一般溶剂，高温下分解而不融,所以无法直接用来制作生物降解材料,必须对其进行改性，纤维素改性的方法主要有醋化，醚化以及氧化成醛，酮，酸等。

纤维素生物降解材料应用广泛,例如园艺品，农，林，水产用品，医药用品，包装材料及光电子化学品等,这里要特别提出的是纤维素在医学，光电子化学，精细化工等高新技术领域应用的更好西川橡胶工业公司研制开发的纤维素，壳聚糖系发泡材料存在很好的应用前景,其特点是重量轻，绝热性好，透气，吸水等,这些特点使其广泛应用于农业，渔业，工业，包装，医疗等各个领域。

3.3 纤维素液晶材料：天然纤维素及其衍生物液晶是一类新颖的液晶高分子材料，和其它的纤维素衍生物液晶相比,新型的复合型纤维素衍生物液晶在纤维素大分子链中引入了刚性介晶基元,使得控制其液晶性质能够成为现实"这同时就为开发具有特殊性能的液晶高分子提供了新的研究领域,并且其相应的理论基础研究对探索高分子液晶的形成也有十分重要的指导意义，另外,由于天然纤维素是自然界取之不尽，用之不竭的可再生天然高分子,那么在石油及能源日益枯竭的今天,我们就很有必要继续深化对天然纤维素及其衍生物液晶的研究和开发。