Целлюлоза
![]() | |
![]() | |
Идентификаторы | |
---|---|
Химический | |
Chemspider |
|
Echa Infocard | 100.029.692 |
ЕС номер |
|
E номер | E460 (сгущания, ...) |
Кегг | |
PubChem CID
|
|
НЕКОТОРЫЙ | |
Comptox Dashboard ( EPA )
|
|
Характеристики | |
( C 6 часов 10 o 5 ) не | |
Молярная масса | 162.1406 г/моль на глюкозу |
Появление | белый порошок |
Плотность | 1,5 г/см 3 |
Точка плавления | 260–270 ° C; 500–518 ° F; 533–543 К (разлагается) [ 2 ] |
никто | |
Термохимия | |
Энтальпия STD
образование (Δ f h ⦵ 298 ) |
-963 кДж / раз [ нужно разъяснения ] |
Энтальпия STD
сжигание (Δ c h ⦵ 298 ) |
-2828 кДж / раз [ нужно разъяснения ] |
Опасности | |
NFPA 704 (Огненная бриллиант) | |
Niosh (пределы воздействия на здоровье США): | |
Пел (допустимый)
|
TWA 15 мг/м 3 (всего) TWA 5 мг/м 3 (соответственно) [ 2 ] |
Rel (рекомендуется)
|
TWA 10 мг/м 3 (всего) TWA 5 мг/м 3 (соответственно) [ 2 ] |
IDLH (немедленная опасность)
|
Н.д. [ 2 ] |
Связанные соединения | |
Связанные соединения
|
Крахмал |
За исключением случаев, когда отмечены, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
|
Целлюлоза является органическим соединением с формулой ( c
6 часов
10 o
5 )
n , полисахарид , состоящий из линейной цепи от нескольких сотен до многих тысяч β (1 → 4), связанных с D -глюкозой . [ 3 ] [ 4 ] Целлюлоза является важным структурным компонентом первичной клеточной стенки зеленых растений , многих форм водорослей и оомицетов . Некоторые виды бактерий секретируют его с образованием биопленки . [ 5 ] Целлюлоза является наиболее распространенным органическим полимером на Земле. [ 6 ] Содержание целлюлозы в хлопковом волокне составляет 90%, содержание древесины составляет 40–50%, а содержание высушенной конопли составляет приблизительно 57%. [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]
Целлюлоза в основном используется для изготовления бумажного доска и бумаги . Меньшие количества превращаются в широкий спектр производных продуктов, таких как целлофан и риаон . Преобразование целлюлозы из энергетических культур в биотопливо, таких как целлюлозный этанол, находится в стадии разработки в качестве возобновляемого источника топлива . Целлюлоза для промышленного использования в основном получается из деревянной целлюлозы и хлопка . [ 6 ] Целлюлоза также сильно зависит от прямого взаимодействия с несколькими органическими жидкостями. [ 10 ]
Некоторые животные, особенно жвачные и термиты , могут переваривать целлюлозу с помощью симбиотических микроорганизмов, которые живут в их кишках, таких как Trichonympha . В питании человека целлюлоза является невывариваемой компонентом нерастворимых пищевых волокон , действующей в качестве гидрофильного наполнения для фекалий и потенциально помогая в дефекации .
История
[ редактировать ]Целлюлоза была обнаружена в 1838 году французским химиком Ансельмом Пейеном , который изолировал ее из растительного вещества и определил его химическую формулу. [ 3 ] [ 11 ] [ 12 ] Целлюлоза использовалась для получения первого успешного термопластичного полимера , целлулоидного , компанией Hyatt Manufacturing Company в 1870 году. Производство риаона («искусственный шелк ») из целлюлозы начался в 1890 -х годах, а целлофан был изобретен в 1912 году. Герман Стаудингер определил полимеров В 1920 году соединение было сначала химически синтезировано (без использования каких -либо биологически полученных ферментов ) в 1992 году Кобаяши и Шодой. [ 13 ]

Структура и свойства
[ редактировать ]
Целлюлоза не имеет вкуса, не является запахом, является гидрофильной с углом контакта 20–30 градусов, [ 14 ] нерастворим в воде и большинстве органических растворителей , является хиральным и биоразлагаемым . Было показано, что он расплавляется при 467 ° С в тестах на импульс, сделанные Dauenhauer et al. (2016). [ 15 ] Он может быть химически разбит в свои глюкозы, обрабатывая его концентрированными минеральными кислотами при высокой температуре. [ 16 ]
Целлюлоза получена из единиц D -глюкозы , которые конденсируются через β (1 → 4) - гликозидные связи . Этот мотив сцепления контрастирует с мотивами для α (1 → 4) -Glycosidic, присутствующих в крахмале и гликогену . Целлюлоза - это полимер прямой цепи. В отличие от крахмала, не происходит намотка или разветвление, и молекула принимает расширенную и довольно жесткую конформацию, похожую на стержень, помогая экваториальной конформации остатков глюкозы. Множественные гидроксильные группы на глюкозе из одной цепи образуют водородные связи с атомами кислорода на одном или на соседней цепи, твердо сдерживая цепи вместе и образуя микрофибрилл с высокой прочностью растяжения . Это обеспечивает прочность на растяжение в клеточных стенках , где целлюлозные микрофибриллы превращаются в полисахаридную матрицу . Высокая прочность на растяжение стеблей растений и дерева дерева также возникает из -за расположения целлюлозных волокон, тесно распределенных в матрицу лигнина . Механическая роль целлюлозных волокон в древесной матрице, ответственной за его сильное структурное сопротивление, может быть несколько сравнить с роли Укрепление баров в бетоне , лигнин, играющий здесь, роль закаленной цементной пасты, действующей как «клей» между целлюлозными волокнами. Механические свойства целлюлозы в первичной клеточной стенке растений коррелируют с ростом и расширением растительных клеток. [ 17 ] Методы живой флуоресцентной микроскопии многообещают при исследовании роли целлюлозы в растущих растительных клетках. [ 18 ]

По сравнению с крахмалом целлюлоза также гораздо более кристаллическая . Принимая во внимание, что крахмал подвергается кристаллическому к аморфному переходу при нагревании за 60–70 ° C в воде (как при приготовлении пищи), целлюлоза требует температуры 320 ° C, а давление 25 МПа стало аморфным в воде. [ 19 ]
Несколько типов целлюлозы известны. Эти формы различаются в соответствии с расположением водородных связей между ними и внутри. Натуральная целлюлоза - целлюлоза I со структурами I α и I β . Целлюлоза, продуцируемая бактериями и водорослями, обогащается в I α , в то время как целлюлоза высших растений состоит в основном из I β . Целлюлоза в регенерированных целлюлозных волокон является целлюлозой II. Превращение целлюлозы I в целлюлозу II необратимо, что позволяет предположить, что целлюлоза I метастабильная и целлюлоза II стабилен. При различных химических обработках можно продуцировать структуры целлюлозы III и целлюлозы IV. [ 20 ]
Многие свойства целлюлозы зависят от его длины цепи или степени полимеризации , количества единиц глюкозы, которые составляют одну молекулу полимера. Целлюлоза из деревянной целлюлозы имеет типичную длину цепи от 300 до 1700 единиц; Хлопок и другие растительные волокна, а также бактериальная целлюлоза имеют длину цепи в диапазоне от 800 до 10 000 единиц. [ 6 ] Молекулы с очень маленькой длиной цепи, возникающие в результате разрыва целлюлозы, известны как цеболдекстрины ; В отличие от длинноцепочечной целлюлозы, целодекстрины обычно растворимы в воде и органических растворителях.
Химическая формула целлюлозы составляет (C 6 H 10 O 5 ) N , где N - степень полимеризации и представляет количество групп глюкозы. [ 21 ]
Полученная на растениям целлюлоза обычно обнаруживается в смесь с гемицеллюлозой , лигнином , пектином и другими веществами, в то время как бактериальная целлюлоза довольно чистая, имеет гораздо более высокое содержание воды и более высокую прочность на растяжение из-за более высокой длины цепи. [ 6 ] : 3384
Целлюлоза состоит из фибрилл с кристаллическими и аморфными областями. Эти фибриллы целлюлозы могут быть индивидуализированы механической обработкой целлюлозной пульпы, часто помогая химическим окислению или ферментативной обработке, что дает полугибкие нанофибрилл целлюлозы, как правило, от 200 нм до 1 мкМ в зависимости от интенсивности лечения. [ 22 ] Целлюлозная пульпа также может обрабатывать сильную кислоту для гидролиза областей аморфной фибрилл, что продуцирует короткие жесткие нанокристаллы целлюлозы длиной длиной несколько 100 нм. [ 23 ] Эти наноцеллюлозы представляют высокий технологический интерес из-за их самосборки в холестерические жидкие кристаллы , [ 24 ] производство гидрогелей или аэрогелей , [ 25 ] Использование в нанокомпозитах с превосходными термическими и механическими свойствами, [ 26 ] и использовать в качестве пикерирования стабилизаторов для эмульсий . [ 27 ]
Обработка
[ редактировать ]Биосинтез
[ редактировать ]У растений целлюлоза синтезируется на плазматической мембране с помощью терминальных комплексов розетки (RTC). RTC представляют собой гексамерные белковые структуры приблизительно 25 нм диаметром , которые содержат ферменты целлюлознойсинтазы , которые синтезируют отдельные целлюлозные цепи. [ 28 ] Каждый RTC плавает в плазматической мембране ячейки и «вращается» микрофибрилл в клеточную стенку .
RTC содержат по меньшей мере три различные синтазы целлюлозы , кодируемые CESA ( CES , короткие для генов «целлюлозы синтазы») в неизвестной стехиометрии . [ 29 ] Отдельные наборы генов CESA участвуют в биосинтезе первичной и вторичной клеточной стенки. Известно, что в суперсемействе CESA есть около семи подсемейств , некоторые из которых включают в себя более загадочные, предварительно названные ферменты CSL (целлюлоза-синтаза). Эти синтезы целлюлозы используют UDP-глюкозу для образования β (1 → 4)-связанной целлюлозы. [ 30 ]
Бактериальная целлюлоза продуцируется с использованием того же семейства белков, хотя ген называется BCSA для «бактериальной целлюлозной синтазы» или Cela для «целлюлозы» во многих случаях. [ 31 ] Фактически, растения приобрели CESA от события эндосимбиоза, который приобрел хлоропласт . [ 32 ] Все известные целлюлозные синтазы принадлежат к семейству 2 глюкозилтрансферазы 2 (GT2). [ 31 ]
Синтез целлюлозы требует инициации цепи и удлинения, и два процесса являются отдельными. Целлюлозная синтаза ( CESA ) инициирует полимеризацию целлюлозы с использованием стероидного праймера, ситостерола -бета- глюкозида и UDP-глюкозы. Затем он использует предшественники UDP -D -глюкозы для удлинения растущей целлюлозной цепи. Целлюлаза может функционировать , чтобы расщеплять праймер из зрелой цепи. [ 33 ]
также синтезируется туникатными животными, особенно в испытаниях асцидий Целлюлоза (где целлюлоза исторически называлась «сунциной» (туницин)). [ 34 ]
Распад (целлюлолиз)
[ редактировать ]Целлюлолиз - это процесс разрушения целлюлозы на меньшие полисахариды, называемые целлодекстринами или полностью в глюкозу ; Это реакция гидролиза . Поскольку молекулы целлюлозы сильно связываются друг с другом, целлюлолиз относительно сложный по сравнению с разрушением других полисахаридов . [ 35 ] Тем не менее, этот процесс может быть значительно интенсифицирован в надлежащем растворителе , например, в ионной жидкости . [ 36 ]
Большинство млекопитающих обладают ограниченной способностью переваривать пищевые волокна, такие как целлюлоза. Некоторые жвачные животные , такие как коровы и овец, содержат определенные симбиотические анаэробные бактерии (такие как Cellulomonas и Ruminococcus spp. ) Во флоре рубца , и эти бактерии продуцируют ферменты, называемые целлюлазами , которые гидролизуют целлюлозу. Продукты разбивки затем используются бактериями для пролиферации. [ 37 ] Позже бактериальная масса переваривается жвашей в пищеварительной системе ( желудок и тонкая кишка ). Лошади используют целлюлозу в своем рационе путем ферментации в задней кишке . [ 38 ] Некоторые термиты содержат в своих задних оксах определенных флаглельных простейших, продуцирующих такие ферменты, тогда как другие содержат бактерии или могут продуцировать целлюлазу. [ 39 ]
Ферменты, используемые для расщепления гликозидной связи в целлюлозе, представляют собой гидролазы гликозидов, включая эндо-действие целлюлазы и экзо-актуарующие глюкозидазы . Такие ферменты обычно секретируются как часть мультиферментных комплексов, которые могут включать в себя докерины и углеводы-связывающие модули . [ 40 ]
Разбивка (термолиз)
[ редактировать ]При температурах выше 350 ° C целлюлоза подвергается термолизу (также называемому « пиролиз »), разлагаясь на твердый символ , пары, аэрозоли и газы, такие как углекислый газ . [ 41 ] Максимальный выход паров, которые конденсируются до жидкости, называемой био-маслом, получают при 500 ° C. [ 42 ]
Полукристаллические целлюлозные полимеры реагируют при температурах пиролиза (350–600 ° C) за несколько секунд; Было показано, что это преобразование происходит с помощью перехода с твердым до жидкости к пахоле, с жидкостью (называемой промежуточной жидкой целлюлозой или расплавленной целлюлозой ), существующей только в течение доли секунды. [ 43 ] с двумя до семью, Расщепление гликозидных связей продуцирует короткие целлюлозные цепи мономеров содержащими расплав. Пузырьки паров промежуточной жидкой целлюлозы продуцируют аэрозоли , которые состоят из ангидро-олигомеров коротких цепей, полученных из расплава. [ 44 ]
Продолжение разложения расплавленной целлюлозы продуцирует летучие соединения, включая левоглюкозан , фураны , пираны , светохиградаты и газы посредством первичных реакций. [ 45 ] В пределах толстых образцов целлюлозы летучие соединения, такие как левоглукозан, подвергаются «вторичным реакциям» к летучим продуктам, включая пираны и светооксигенаты, такие как гликолальдегид . [ 46 ]
Гемицеллюлоза
[ редактировать ]Гемицеллюлозы представляют собой полисахариды, связанные с целлюлозой, которая содержит около 20% биомассы наземных растений . В отличие от целлюлозы, гемицеллюлозы получают из нескольких сахаров в дополнение к глюкозе , особенно ксилозе , но также включая маннозу , галактозу , рамнозу и арабинозу . Гемицеллюлозы состоят из более коротких цепей - от 500 до 3000 сахарных единиц. [ 47 ] Кроме того, гемицеллюлозы разветвляются, тогда как целлюлоза не расстанавливается.
Регенерированная целлюлоза
[ редактировать ]Целлюлоза растворим в нескольких видах среда, некоторые из которых являются основой коммерческих технологий. Эти процессы растворения обратимы и используются при производстве регенерированных целлюлозных (таких как вискоза и целлофан ) из растворяющейся пульпы .
Наиболее важным солюбилизирующим агентом является дисульфид углерода в присутствии щелочи. Другие агенты включают реагент Швейзера , н -метилморфолин N -оксид и хлорид лития в диметиламиде . В целом, эти агенты модифицируют целлюлозу, делая ее растворимым. Затем агенты удаляются сопутствующим с образованием волокон. [ 48 ] Целлюлоза также растворим во многих видах ионных жидкостей . [ 49 ]
История регенерированной целлюлозы часто цитируется как начало с Джорджа Одемара, который впервые изготовил регенерированные нитроцеллюлозные волокна в 1855 году. [ 50 ] Хотя эти волокна были мягкими и сильными, применяющими шелк, у них был недостаток в том, что они очень легковоспламеняются. Hilaire de Chardonnet усовершенствовал производство нитроцеллюлозных волокон, но производство этих волокон по его процессу было относительно неэкономичным. [ 50 ] В 1890 году LH Despeissis изобрел процесс Cuprammonium , который использует раствор купраммония для солюбилизации целлюлозы - метод, который все еще используется сегодня для производства искусственного шелка . [ 51 ] В 1891 году было обнаружено, что обработка целлюлозы с щелочным и дисульфидом углерода генерирует растворимая целлюлозная производная, известная как вискоза . [ 50 ] Этот процесс, запатентованный основателями компании Viscose Development, является наиболее широко используемым методом для производства регенерированных целлюлозных продуктов. Courtaulds приобрела патенты на этот процесс в 1904 году, что привело к значительному росту производства вискозного волокна. [ 52 ] К 1931 году истечение срока действия патентов на процесс вискозы привел к его принятию во всем мире. Глобальное производство регенерированного целлюлозного волокна достигла пика в 1973 году на 3 856 000 тонн. [ 50 ]
Регенерированная целлюлоза может быть использована для производства широкого спектра продуктов. В то время как первое применение регенерированной целлюлозы было в качестве текстиля одежды , этот класс материалов также используется при производстве одноразовых медицинских устройств, а также изготовления искусственных мембран . [ 52 ]
Эфиры и эфиры целлюлозы
[ редактировать ]Гидроксильные и группы (-OH) целлюлозы могут быть частично или полностью реагировать с различными реагентами с получением производных с полезными свойствами, такими как в основном эфиры целлюлозы эфиры целлюлозы ( -или. В принципе, хотя и не всегда в текущей промышленной практике, целлюлозные полимеры являются возобновляемыми ресурсами.
Производные эфира включают:
Эфир целлюлозы | Реагент | Пример | Реагент | Группа р |
---|---|---|---|---|
Органические эфиры | Органические кислоты | Целлюлоза ацетат | Уксусная кислота и уксусная ангидрид | H или - (C = O) CH 3 |
Целлюлозный триацетат | Уксусная кислота и уксусная ангидрид | - (C = O) CH 3 | ||
Целлюлозный пропионат | Пропионовая кислота | H или - (C = O) CH 2 CH 3 | ||
Ацетат целлюлозы (CAP) | Уксусная кислота и пропаноевая кислота | H или - (C = O) CH 3 или - (C = O) CH 2 CH 3 | ||
Ацетатный бутират целлюлозы (CAB) | Уксус | H или - (C = O) CH 3 или - (C = O) CH 2 CH 2 CH 3 | ||
Неорганические сложные эфиры | Неорганические кислоты | Нитроцеллюлоза (нитрат целлюлозы) | Азотная кислота или другой мощный нитраторный агент | H или −no 2 |
Целлюлоза сульфат | Серная кислота или другой мощный сульфатирующий агент | H или -SO 3 ч |
Ацетат и целлюлозной целлюлозной триацетат представляют собой пленочные и волокнистые материалы, которые находят различные применения. Нитроцеллюлоза первоначально использовалась в качестве взрывчатого вещества и представляла собой ранний материал, образующий пленку. При пластифицировании с помощью камфоры нитроцеллюлоза дает целлулоид .
Целлюлозный эфир [ 53 ] Деривативы включают:
Эфиры целлюлозы | Реагент | Пример | Реагент | Группа R = H или | Растворимость воды | Приложение | E номер |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Алкил | Галогенойалканы | Метилцеллюлоза | Хлорметан | −ch 3 | Холодный/горячий растворимый [ 54 ] | E461 | |
Этилцеллюлоза (ЕС) | Хлорэтан | −ch 2 ch 3 | Нерастворимый водой | Коммерческий термопластик, используемый в покрытиях, чернилах, связующих и контролируемых лекарственных таблетках [ 55 ] | E462 | ||
Этилметиловая целлюлоза | Хлорметан и хлорэтан | −ch 3 или −ch 2 CH 3 | E465 | ||||
Гидроксиалкил | Эпоксиды | Гидроксиэтил целлюлоза | Этиленоксид | −ch 2 ch 2 OH | Холодный/горячий растворимый | Агент по сгущениям и утолщению [ 56 ] | |
Гидроксипропил целлюлоза (HPC) | Пропиленоксид | −ch 2 CH (OH) CH 3 | Холодная вода растворимо | Съемки, свойства покрытия, фармацевтические препараты, восстановление культурного наследия, электронные применения, косметический сектор [ 57 ] [ 58 ] [ 59 ] [ 60 ] [ 61 ] | E463 | ||
Гидроксиэтилметиловая целлюлоза | Хлорметан и оксид этилена | −ch 3 или −ch 2 CH 2 OH | Холодная вода растворимо | Производство целлюлозных пленок | |||
Гидроксипропиловая целлюлоза (HPMC) | Хлорметан и пропиленоксид | −ch 3 или −ch 2 CH (OH) CH 3 | Холодная вода растворимо | Модификатор вязкости, гелевия, пенообразование и связывающий агент | E464 | ||
Этил -гидроксиэтилцеллулоза | Хлорэтан и оксид этилена | −ch 2 ch 3 или −ch 2 ch 2 OH | E467 | ||||
Карбоксиалкил | Галогенированные карбоновые кислоты | Карбоксиметил целлюлоза (CMC) | Хлоруксусная кислота | −ch 2 COOH | Холодный/горячий растворимый | Часто используется в качестве натрия соли , карбоксиметил целлюлоза натрия (NACMC) | E466 |
Карбоксиметил целлюлоза натрия может быть сшита , чтобы получить кросмеллозу натрия (E468) для использования в качестве дезинтегранта в фармацевтических составах. Кроме того, благодаря ковалентному прикреплению тиоловых групп к эфира целлюлозы, такими как карбоксиметилцеллюлоза натрия, этил целлюлоза или гидроксиэтилцеллюлоза мукоадгезив и свойства, повышающие проницаемость. [ 62 ] [ 63 ] [ 64 ] Тиолированные производные целлюлозы (см. Thiomers ) демонстрируют также высокие свойства связывания для ионов металлов. [ 65 ] [ 66 ]
Коммерческие приложения
[ редактировать ]
Целлюлоза для промышленного использования в основном получается из деревянной целлюлозы и хлопка . [ 6 ]
- Бумажные изделия: целлюлоза является основной компонентом бумаги , картона и карточного запаса . Электрическая изоляционная бумага : целлюлоза используется в различных формах в качестве изоляции в трансформаторах, кабелях и другое электрическое оборудование. [ 67 ]
- Волокна: целлюлоза является основным ингредиентом текстиля . Хлопок и синтетика (нейлоны) каждый имеет около 40% рынка по объему. Другие волокна растений (джут, сисаль, конопля) представляют около 20% рынка. Рейон , целлофан и другие «регенерированные целлюлозные волокна » представляют собой небольшую часть (5%).
- Расходные материалы: микрокристаллическая целлюлоза ( E460I ) и порошкообразная целлюлоза (E460II) используются в качестве неактивных наполнителей в таблетках лекарственного средства. [ 68 ] и широкий спектр растворимых производных целлюлозы, E -461 до E469, используются в качестве эмульгаторов, сгущаний и стабилизаторов в обработанных продуктах. Порошок целлюлозы, например, используется в обработанном сыре, чтобы предотвратить какирку внутри упаковки. Целлюлоза встречается естественным образом в некоторых продуктах и является добавлением в промышленных продуктах, внося вклад в не усваиваемый компонент, используемый для текстуры и объема, потенциально помогая в дефекации . [ 69 ]
- Строительный материал: гидроксильная связь целлюлозы в воде производит распыляемый, формируемый материал в качестве альтернативы использованию пластмасс и смол. Уфолочный материал может быть сделан водой и пожарной. Он обеспечивает достаточную прочность для использования в качестве строительного материала. [ 70 ] Изоляция целлюлозы, изготовленная из переработанной бумаги, становится популярной в качестве экологически чистого материала для изоляции зданий . Его можно рассматривать борной кислотой как противопожарная .
- Разное: целлюлоза может быть преобразована в целлофан , тонкую прозрачную пленку. Это базовый материал для целлулоида , который использовался для фотографических и кинофильмов до середины 30-х годов. Целлюлоза используется для изготовления водорастворимых кледей и связующих, таких как метиловая целлюлоза и карбоксиметил целлюлоза , которые используются в пасте обои . Целлюлоза дополнительно используется для изготовления гидрофильных и высоко впитывающих губок . Целлюлоза - это сырье при изготовлении нитроцеллюлозы (нитрат целлюлозы), которое используется в бездымном порох .
- Фармацевтические препараты: производные целлюлозы, такие как микрокристаллическая целлюлоза (MCC), имеют преимущества сохранения воды, являются стабилизатором и утолщающим агентом , а также в усилении таблеток для лекарственных средств. [ 71 ]
Желательный
[ редактировать ]Энергетические культуры:
Основным горючим компонентом неродных энергетических культур является целлюлоза с лигнином вторым. Непрочитанные энергетические культуры производят более полезную энергию, чем съедобные энергетические культуры (которые имеют большой компонент крахмала ), но все же конкурируют с пищевыми культурами за сельскохозяйственные земли и водные ресурсы. [ 72 ] Типичные неродные энергетические культуры включают промышленную коноплю , переключатель , Miscanthus , Salix ( Willow ) и Populus ( тополь виды ). Штамм клостридий -бактерий, обнаруженных в навозе зебры, может преобразовать практически любую форму целлюлозы в бутаноловое топливо . [ 73 ] [ 74 ] [ 75 ] [ 76 ]
Другое возможное применение - как репелленты насекомых . [ 77 ]
Смотрите также
[ редактировать ]- Глюконовая кислота
- Изосахариновая кислота , продукт деградации целлюлозы
- Лигнин
- ZeoForm
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Nishiyama Y, Langan P, Chanzy H (2002). «Кристаллическая структура и водородная система в целлюлозе Iβ из синхротронного рентгеновского и дифракции нейтронного волокна». J. Am. Химический Соц 124 (31): 9074–9082. doi : 10.1021/ja0257319 . PMID 12149011 .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый Niosh Pocket Guide к химическим опасностям. "#0110" . Национальный институт безопасности и гигиены труда (NIOSH).
- ^ Jump up to: а беременный Кроуфорд, Р.Л. (1981). Биодеградация и преобразование лигнина . Нью -Йорк: Джон Уайли и сыновья. ISBN 978-0-471-05743-7 .
- ^ Updegraff DM (1969). «Полумикро -определение целлюлозы в биологических материалах». Аналитическая биохимия . 32 (3): 420–424. doi : 10.1016/s0003-2697 (69) 80009-6 . PMID 5361396 .
- ^ Ромео Т (2008). Бактериальные биопленки . Берлин: Спрингер. С. 258–263. ISBN 978-3-540-75418-3 .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и Klemm D, Heublein, Brigitte, Fink, Hans-Peter, Bohn, Andreas (2005). «Целлюлоза: захватывающий биополимерный и устойчивый сырье». Angew. Химический Инт. Редакция 44 (22): 3358–3393. doi : 10.1002/anie.200460587 . PMID 15861454 .
- ^ Целлюлоза. (2008). В Encyclopædia Britannica . Получено 11 января 2008 года от Encyclopædia Britannica Online.
- ^ Химический состав дерева . Архивировано 13 октября 2018 года на машине Wayback . ipst.gatech.edu.
- ^ Piotrowski, Stephan and Carus, Michael (May 2011) Многокритериальная оценка лигноцеллюлозных нишевых культур для использования в процессах биорезии, архивированных 3 апреля 2021 года на машине Wayback . Nova-Institut GmbH, Хюрт, Германия.
- ^ Mantanis GI, Young RA, Rowell RM (1995). «Отек сжатой целлюлозной волоконной сети в органических жидкостях». Целлюлоза . 2 (1): 1–22. doi : 10.1007/bf00812768 . ISSN 0969-0239 .
- ^ Payen, A. (1838) «Mémoire Sur La Composition du tissu propre des plantes et du ligneux» (мемуары о составе ткани растений и древесного [материала]), Comptes rendus , vol. 7, с. 1052–1056. Пейен добавил приложения к этой статье 24 декабря 1838 года (см.: Comptes rendus , Vol. 8, p. 169 (1839)) и 4 февраля 1839 года (см.: Comptes rendus , vol. 9, p. 149 (1839) ) Комитет Французской академии наук рассмотрел выводы Пейена в: Жан-Батист Дюма (1839) . Целлюлоза «придумана, и автор указывает на сходство между эмпирической формулой целлюлозы и« декстрийной »(крахмал). Приведенные выше статьи перепечатаны в: Brongniart и Guillemin, . Eds , vol . С. 21–31].
- ^ Молодой Р (1986). Модификация структуры целлюлозы и гидролиз . Нью -Йорк: Уайли. ISBN 978-0-471-82761-0 .
- ^ Kobayashi S, Kashiwa, Keita, Shimada, Junji, Kawasaki, Tatsuya, Shoda, Shin-Ichiro (1992). «Ферментативная полимеризация: первый синтез целлюлозы in vitro через небиосинтетический путь, катализируемый целлюлазой». Makromolekulare Chemie. Макромолекулярные симпозии . 54–55 (1): 509–518. doi : 10.1002/masy.19920540138 .
- ^ Епископ, Чарльз А., изд. (2007). Вакуумное осаждение на веб -сайты, фильмы и фольга . Elsevier Science. п. 165. ISBN 978-0-8155-1535-7 .
- ^ Dauenhauer P, Krumm C, Pfaendtner J (2016). «Миллисекундные импульсные пленки объединяют механизмы фрагментации целлюлозы». Химия материалов . 28 (1): 0001. doi : 10.1021/acs.chemmater.6b00580 . Ости 1865816 .
- ^ Wymer CE (1994). «Этанол из лигноцеллюлозной биомассы: технология, экономика и возможности». Технология Bioresource . 50 (1): 5. Bibcode : 1994bitec..50 .... 3W . doi : 10.1016/0960-8524 (94) 90214-3 .
- ^ Bidhendi AJ, Geitmann A (январь 2016 г.). «Отношение механических свойств первичной клеточной стенки растений» (PDF) . Журнал экспериментальной ботаники . 67 (2): 449–461. doi : 10.1093/jxb/erv535 . PMID 26689854 . Архивировано (PDF) из оригинала 13 января 2018 года.
- ^ Bidhendi AJ, Chebli Y, Geitmann A (май 2020). «Визуализация флуоресценции целлюлозы и пектина в первичной клеточной стенке растений». Журнал микроскопии . 278 (3): 164–181. doi : 10.1111/jmi.12895 . PMID 32270489 . S2CID 215619998 .
- ^ Дегучи С., Цуджи К., Хорикоши К. (2006). «Приготовление целлюлозы в горячей и сжатой воде». Химическая связь (31): 3293–5. doi : 10.1039/b605812d . PMID 16883414 .
- ^ Структура и морфология целлюлозы, архивированная 26 апреля 2009 года, на машине Wayback от Serge Pérez и William Mackie, Cermav- Cnrs , 2001. Глава IV.
- ^ Чен Х (2014). «Химический состав и структура натуральной лигноцеллюлозы». Биотехнология лигноцеллюлозы: теория и практика (PDF) . Дордрехт: Спрингер. С. 25–71. ISBN 978-94-007-6897-0 Полем Архивировано (PDF) из оригинала 13 декабря 2016 года.
- ^ Сайто Т., Кимура С., Нишияма Ю., Изогай А (август 2007 г.). «Целлюлозные нановолокны, приготовленные путем темпа-опосредованного окисления нативной целлюлозы» . Биомакромолекулы . 8 (8): 2485–2491. doi : 10.1021/bm0703970 . PMID 17630692 . Архивировано с оригинала 7 апреля 2020 года . Получено 7 апреля 2020 года .
- ^ Peng, BL, Dhar, N., Liu, HL, Tam, KC (2011). «Химия и применение нанокристаллической целлюлозы и ее производных: перспектива нанотехнологии» (PDF) . Канадский журнал химического машиностроения . 89 (5): 1191–1206. doi : 10.1002/cjce.20554 . Архивировано из оригинала (PDF) 24 октября 2016 года . Получено 28 августа 2012 года .
- ^ Revol JF, Bradford H, Giasson J, Marchessault R, Grey D (июнь 1992 г.). «Геликоидальное самопорядочение целлюлозных микрофибриллов в водной суспензии» . Международный журнал биологических макромолекул . 14 (3): 170–172. doi : 10.1016/s0141-8130 (05) 80008-x . PMID 1390450 . Архивировано с оригинала 7 апреля 2020 года . Получено 7 апреля 2020 года .
- ^ De France KJ, Hoare T, Cranston Ed (26 апреля 2017 г.). «Обзор гидрогелей и аэрогелей, содержащих наноцеллюлозу» . Химия материалов . 29 (11): 4609–4631. doi : 10.1021/acs.chemmater.7b00531 .
- ^ Pranger L, Tannenbaum R (2008). «Нанокомпозиты на основе биобообразных, приготовленные с помощью полимеризации in situ фурфурилового спирта с целлюлозными усами или монмориллонитовой глиной» . Макромолекулы . 41 (22): 8682–8687. Bibcode : 2008mamol..41.8682p . doi : 10.1021/ma8020213 . Архивировано из оригинала 30 декабря 2023 года . Получено 19 июня 2023 года .
- ^ Kalashnikova I, Bizot H, Cathala B, Capron I (21 июня 2011 г.). «Новые эмульсии пикеринга, стабилизированные бактериальными нанокристаллами целлюлозы». Langmuir . 27 (12): 7471–7479. doi : 10.1021/la200971f . PMID 21604688 .
- ^ Кимура С., Лаосинчай В., Ито Т., Куй Х, Линдер К.Р., Браун -младший (1999). «Иммуногольдская маркировка терминальных целлюлозных целлюлозных комплексов в сосудистых растениях vigna angularis» . Растительная ячейка . 11 (11): 2075–86. doi : 10.2307/3871010 . JSTOR 3871010 . PMC 144118 . PMID 10559435 .
- ^ Тейлор Н.Г. (2003). «Взаимодействия между тремя различными белками CESA, необходимыми для синтеза целлюлозы» . Труды Национальной академии наук . 100 (3): 1450–1455. Bibcode : 2003pnas..100.1450t . doi : 10.1073/pnas.0337628100 . PMC 298793 . PMID 12538856 .
- ^ Ричмонд Та, Сомервилль Кр (октябрь 2000 г.). «Суперсемейство целлюлозы синтазы» . Физиология растений . 124 (2): 495–498. doi : 10.1104/pp.124.2.495 . PMC 1539280 . PMID 11027699 .
- ^ Jump up to: а беременный Omadjela O, Narahari A, Strumillo J, Mélida H, Mazur O, Bulone V, et al. (29 октября 2013 г.). «BCSA и BCSB образуют каталитическое активное ядро бактериальной целлюлозной синтазы, достаточной для синтеза целлюлозы in vitro» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 110 (44): 17856–61. BIBCODE : 2013PNAS..11017856O . doi : 10.1073/pnas.1314063110 . PMC 3816479 . PMID 24127606 .
- ^ Popper Za, Michel G, Hervé C, Domozych DS, Willats WG, Tuohy MG, et al. (2011). «Эволюция и разнообразие растительных клеточных стен: от водорослей до цветущих растений». Ежегодный обзор биологии растений . 62 : 567–90. doi : 10.1146/annurev-arplant-042110-103809 . HDL : 10379/6762 . PMID 21351878 . S2CID 11961888 .
- ^ Пенг Л., Каваго Ю., Хоган П., Делмер Д. (2002). «Ситостерол-бета-глюкозид в качестве праймера для синтеза целлюлозы у растений». Наука . 295 (5552): 147–50. Bibcode : 2002sci ... 295..147p . doi : 10.1126/science.1064281 . PMID 11778054 . S2CID 83564483 .
- ^ Endean, R (1961). «Испытание на асцидий, Phallusia mammillata » (PDF) . Ежеквартальный журнал микроскопической науки . 102 (1): 107–117. Архивировано (PDF) из оригинала 26 октября 2014 года.
- ^ Barkalow, David G., Whistler, Roy L. (2014). "Целлюлоза". AccessScience . doi : 10.1036/1097-8542.118200 .
- ^ Ignatyev I, Diorlaer, Charlie Van, Mertens, Pascal GN, Binnemans, Koen, Vos, Dirk. Э. де (2011). «Синтез эфиров глюкозы из целлюлозы в ионных жидкостях» . Хольцфорхнг . 66 (4): 417–425. doi : 10.1515/hf.2011.161 . S2CID 101737591 . Архивировано из оригинала 30 августа 2017 года . Получено 30 августа 2017 года .
- ^ La Reau A, Suen G (2018). «Руминококки: ключевые симбионты экосистемы кишечника». Журнал микробиологии . 56 (3): 199–208. doi : 10.1007/s12275-018-8024-4 . PMID 29492877 . S2CID 3578123 .
- ^ Боуэн Р. "Пищеварительная функция лошадей" . www.vivo.colostate.edu . Архивировано с оригинала 12 ноября 2020 года . Получено 25 сентября 2020 года .
- ^ Tokuda G, Watanabe H (22 июня 2007 г.). «Скрытые целлюлазы в термитах: пересмотр старой гипотезы» . Биологические письма . 3 (3): 336–339. doi : 10.1098/rsbl.2007.0073 . PMC 2464699 . PMID 17374589 .
- ^ Пейн С.М., Нотт Б.К., Мэйс Х.Б., Ханссон Х., Химмель М.Е., Сэндгрен М. и др. (2015). «Грибковые целлюлазы» . Химические обзоры . 115 (3): 1308–1448. doi : 10.1021/cr500351c . PMID 25629559 .
- ^ Меттлер, Мэтью С., Влачос, Дионисиос Г., Дауэнгауэр, Пол Дж. (2012). «Десять основных фундаментальных проблем пиролиза биомассы для биотоплива». Энергетическая и экологическая наука . 5 (7): 7797. DOI : 10.1039/C2EE21679E .
- ^ Czernik S, Bridgwater AV (2004). «Обзор применения биомассы быстрого пиролиза масла». Энергия и топливо . 18 (2). Энергия и топливо, Американское химическое общество: 590–598. doi : 10.1021/ef034067u . S2CID 49332510 .
- ^ Dauenhauer PJ, Colby JL, Balonek CM, Suszynski WJ, Schmidt LD (2009). «Реактивное кипячение целлюлозы для интегрированного катализа через промежуточную жидкость». Зеленая химия . 11 (10): 1555. doi : 10.1039/b915068b . S2CID 96567659 .
- ^ Teixeira AR, Mooney KG, Kruger JS, Williams CL, Suszynski WJ, Schmidt LD, et al. (2011). «Генерация аэрозоля путем реактивного кипящего выброса расплавленной целлюлозы» . Энергетическая и экологическая наука . 4 (10). Энергетическая и экологическая наука, Королевское химическое общество: 4306. DOI : 10.1039/c1ee01876k . Архивировано из оригинала 31 августа 2017 года . Получено 30 августа 2017 года .
- ^ Меттлер М.С., Мушриф С.Х., Паулсен А.Д., Джавадекар А.Д., Влачос Д.Г., Дауэнгауэр П.Дж. (2012). «Выявление химии пиролиза для выработки биотоплива: превращение целлюлозы в фураны и малых оксигенатов» . Энергетическая среда. Наука 5 : 5414–5424. doi : 10.1039/c1ee02743c . Архивировано из оригинала 31 августа 2017 года . Получено 30 августа 2017 года .
- ^ Меттлер М.С., Полсен А.Д., Влачос Д.Г., Дауэнгауэр П.Дж. (2012). «Пиролитическое превращение целлюлозы в топливо: дезоксигенация левоглукозана посредством элиминации и циклизации в расплавленной биомассе». Энергетическая и экологическая наука . 5 (7): 7864. DOI : 10.1039/C2EE21305B .
- ^ Гибсон Л.Дж. (2013). «Иерархическая структура и механика растительных материалов» . Журнал интерфейса Королевского общества . 9 (76): 2749–2766. doi : 10.1098/rsif.2012.0341 . PMC 3479918 . PMID 22874093 .
- ^ Стениус П (2000). "Ch. 1". Лесная продукция Химия . Наука и технология. Тол. 3. Финляндия: Фапет Ой. п. 35. ISBN 978-952-5216-03-5 .
- ^ Wang H, Gurau G, Rogers Rd (2012). «Ионная обработка жидкости целлюлозы». Обзоры химического общества . 41 (4): 1519–37. doi : 10.1039/c2cs15311d . PMID 22266483 .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый Abetz V (2005). Энциклопедия полимерной науки и техники (обновляется. Изд.). [Хобокен, Нью-Джерси]: Wiley-Interscience. ISBN 978-0-471-44026-0 .
- ^ Вудлинги С. (2001). Регенерированные целлюлозные волокна . [Манчестер]: Текстильный институт. ISBN 978-1-85573-459-3 .
- ^ Jump up to: а беременный Борбели Э. (2008). "Лиоцелл Acta Polytechica Hungarica 5 (3).
- ^ «Эфир целлюлозы» . метилцеллюлоза.net . 5 марта 2023 года. Архивировано с оригинала 7 марта 2023 года . Получено 7 марта 2023 года .
- ^ «Метил целлюлоза» . kimacellulose.com . Архивировано из оригинала 15 апреля 2023 года . Получено 15 апреля 2023 года .
- ^ Maita P (2023). «На пути к устойчивой электронике: использование потенциала биоразлагаемой целлюлозной смеси для фотолитографических процессов и экологически чистых устройств». Усовершенствованные материалы технологии . 1 (9). doi : 10.1002/admt.202301282 . HDL : 2108/345525 .
- ^ Orlanducci P (2022). «Инженерная поверхность для высокопроизводительных электродов на бумаге». Прикладная поверхностная наука . 608 . doi : 10.1016/j.apsusc.2022.155117 .
- ^ Maita P (2023). «На пути к устойчивой электронике: использование потенциала биоразлагаемой целлюлозной смеси для фотолитографических процессов и экологически чистых устройств». Усовершенствованные материалы технологии . 1 (9). doi : 10.1002/admt.202301282 . HDL : 2108/345525 .
- ^ Orlanducci P (2022). «Инженерная поверхность для высокопроизводительных электродов на бумаге». Прикладная поверхностная наука . 608 . doi : 10.1016/j.apsusc.2022.155117 .
- ^ Orlanducci P (2022). «Устойчивая гидроксипропил целлюлоза-нанодиамонд композит для гибких электронных применений» . Гели . 12 (8): 783. doi : 10.3390/gels8120783 . PMC 9777684 . PMID 36547307 .
- ^ Orlanducci P (2022). «Композиты NanoDiamond: новый материал для сохранения пергамента». Журнал прикладной полимерной науки . 32 (139). doi : 10.1002/app.52742 . S2CID 249654979 .
- ^ Брунетти П (2020). «Разделители на основе NanoDiamond для суперконденсаторов реализованы на бумажных субстратах». Энергетические технологии . 6 (8). doi : 10.1002/ente.201901233 .
- ^ Клаузен А., Бернкоп-Схнюрч А. (2001). «Тиолированная карбоксиметилцеллюлоза: in vitro оценка его повышения проницаемости на пептидные препараты». Eur J Pharm Biopharm . 51 (1): 25–32. doi : 10.1016/s0939-6411 (00) 00130-2 . PMID 11154900 .
- ^ Рахмат Д., Девина С (2022). «Синтез и характеристика катионного тиомера на основе этил целлюлозы для реализации мукоадгезивных таблеток и наночастиц» . Международный журнал наномедицины . 17 : 2321–2334. doi : 10.2147/ijn.s321467 . PMC 9130100 . PMID 35645561 . S2CID 248952610 .
- ^ Leonaviciute G, Bonengel S, Mahmood A, Ahmad Idrees M, Bernkop-Schnürch A (2016). «S-защищенная тиолированная гидроксиэтиловая целлюлоза (HEC): новое мукоадгезивное наполнение с улучшением стабильности». Углеводный полим . 144 : 514–521. doi : 10.1016/j.carbpol.2016.02.075 . PMID 27083843 .
- ^ Leichner C, Jelkmann M, Bernkop-Schnürch A (2019). «Тиолированные полимеры: полимеры с биоиндуацией, использующие одну из наиболее важных мостовых структур в природе». Расширенные обзоры доставки наркотиков . 151–152: 191–221. doi : 10.1016/j.addr.2019.04.007 . PMID 31028759 . S2CID 135464452 .
- ^ Seidi F, Saeb MR, Huang Y, Akbari A, Xiao H (2021). «Тиомеры хитозана и целлюлозы: эффективные биосорбенты для обнаружения, удаления и восстановления ионов металлов из водной среды». Химические записи . 21–152 (7): 1876–1896. doi : 10.1002/tcr.202100068 . PMID 34101343 . S2CID 235368517 .
- ^ Коман, GT (июль 1939 г.). «Целлюлоза как изоляционный материал». Промышленная и инженерная химия . 31 (7): 807–817. doi : 10.1021/IE50355A005 .
- ^ Вейнер М.Л., Коткоски, Лоис А. (2000). Эксципиентная токсичность и безопасность . Нью -Йорк: Деккер. п. 210 . ISBN 978-0-8247-8210-8 .
- ^ Dhingra D, Michael M, Rajput H, Patil RT (2011). «Диетическое волокно в продуктах питания: обзор» . Журнал пищевой науки и техники . 49 (3): 255–266. doi : 10.1007/s13197-011-0365-5 . PMC 3614039 . PMID 23729846 .
- ^ "ZeoForm: экологичный строительный материал будущего?" Полем Gizmag.com. 30 августа 2013 года. Архивировано с оригинала 28 октября 2013 года . Получено 30 августа 2013 года .
- ^ Thoorens G, Krier F, Leclercq B, Carlin B, Evrard B (2014). «Микрокристаллическая целлюлоза, прямое сжатие связующего в среде по качеству по дизайну-обзор» . Международный журнал фармацевтики . 473 (1–2): 64–72. doi : 10.1016/j.ijpharm.2014.06.055 . PMID 24993785 .
- ^ Холт-Гименес, Эрик (2007). Биотопливо: мифы о переходе агролфуэлей . Фоновой Институт политики в области продовольствия и развития , Окленд, Калифорния. 13: 2 -Гименес Холт Э. Архивировано с оригинала 16 ноября 2009 года . Получено 5 сентября 2013 года . Холт-Гименес E (13 ноября 2009 г.). «Биотопливо - мифы о переходе агрофюэлей: части I & II» . Архивировано с оригинала 6 сентября 2013 года . Получено 5 сентября 2013 года .
- ^ Mullind, Velankar H.2012. изолированные бактерии, методы использования и методы для изоляции. Патент World Wo 2012/021678 A2
- ^ Sampa Maiti, et al. (10 декабря 2015 г.). «Поиск устойчивого биопроизводства и восстановления бутанола как многообещающего решения для ископаемого топлива» . Энергетические исследования . 40 (4): 411–438. doi : 10.1002/er.3458 . S2CID 101240621 .
- ^ Хобгуд Рэй, Кэтрин (25 августа 2011 г.). «Автомобили могли бегать на переработанной газете, говорят ученые Тулейна» . Университетская веб -страница Университета Тулейна . Университет Тулейна . Архивировано из оригинала 21 октября 2014 года . Получено 14 марта 2012 года .
- ^ Бальбо, Лори (29 января 2012 г.). "Поместите зебру в свой аквариум: химический хрупкий?" Полем Greenprophet.com. Архивировано из оригинала 13 февраля 2013 года . Получено 17 ноября 2012 года .
- ^ Томпсон Б (13 апреля 2023 г.). «Естественное лечение может сделать вас почти невидимыми для укусов комаров» . Новый Атлас . Архивировано из оригинала 17 апреля 2023 года . Получено 17 апреля 2023 года .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Encyclopædia Britannica . Тол. 5 (11 -е изд.). 1911. .
- Структура и морфология целлюлозы Сержа Переса и Уильяма Макки, Cermavcnrs
- Целлюлоза , Мартин Чаплин, Лондонский университет Южного берега
- Четкое описание метода анализа целлюлозы в блоке биологических наук хлопкового волокна USDA .
- Фильмы целлюлозы могут обеспечить хлопающие крылья и дешевые искусственные мышцы для роботов - TechnologyReview.com