Общие понятия о гидролизе полисахаридов
Гидролиз полисахаридов (целлюлозы и гемицеллюлоз) – это реакция гетеролитического разрыва гликозидных связей, протекающая по ионному механизму.
Наличие в макромолекулах полисахаридов гликозидных связей делает их способными к гидролизу (гетеролитической деструкции). При гидролизе полисахаридов происходит разрыв гликозидных связей с присоединением по месту разрыва элементов воды (Н+ и ОН–). Схематически разрыв цепи целлюлозы при гидролизе можно представить следующим образом:
редуцирующее нередуцирующее
звено звено
В месте разрыва гликозидной связи образуется одно редуцирующее концевое звено и одно нередуцирующее. При гидролизе происходит уменьшение степени полимеризации полисахаридов. При кислотном гидролизе катализатором служит протон (Н+), существующий в водных растворах кислот в виде иона гидроксония: Н++Н2О=Н3О+. Чем больше концентрация протонов, тем быстрее идет гидролиз. Поэтому в качестве катализаторов применяют сильные минеральные кислоты (обычно серную или соляную).
По скорости гидролиза в кислой среде полисахариды древесины разделяют на легко- и трудногидролизуемые.
Легкогидролизуемые полисахариды гидролизуются разбавленными кислотами (3–5 %-ным раствором НСl или Н2SО4) при 100 °С. К ним относятся гемицеллюлозы, как аморфные вещества, и аморфная часть целлюлозы.
Трудногидролизуемые полисахариды гидролизуются концентрирован-ными кислотами (70–80 %-ной Н2SО4 или 40–42 %-ной НСl) при комнатной тем-
пературе или разбавленными кислотами при температуре 160–190 ºС. Трудно гидролизуются целлюлоза, как кристаллический полимер, и целлюлозаны – это гемицеллюлозы, закристаллизованные вместе с целлюлозой в кристаллической части микрофибрилл.
При полном гидролизе полисахаридов происходит расщепление всех гликозидных связей и полисахарид превращается в моносахариды, причем гликозидные связи разрываются в случайных местах и степень полимеризации (СП) резко понижается.
|
(С6Н10О5)n + nН2О n С6Н12О6,
целлюлоза D-глюкоза
|
(С5Н8О4)n + nН2О n С5Н10О5 .
пентозаны пентозы
Процесс гидролиза полисахаридов до моносахаридов идет через ряд промежуточных продуктов с постепенным снижением степени полимеризации. В разбавленных и концентрированных кислотах гидролиз идет по разным схемам.
Дата добавления: 2021-01-11; просмотров: 618;