Опишите строение клетчатки (целлюлозы). Дайте характеристику ее химических свойств. Практическое применение целлюлозы и ее производных (нитроклетчатка, ацетилклетчатка).
Решение
Целлюлоза, или клетчатка, представляет собой натуральный высокомолекулярный полисахарид и относится к классу углеводов. Ее общая формула Сх(H2О)у или (С6Н10О5)n, где n — коэффициент полимеризации, равный нескольким тысячам. Целлюлоза является составной частью клеточных стенок растений и образуется в них в результате сложных биохимических превращений.
Элементарным звеном макромолекулы целлюлозы является ангидро-D-глюкоза, т
. е. шестичленный циклический остаток -D-глюкопиранозы. При гидролизе целлюлозы получается D-глюкоза.
Структурная формула целлюлозы:
Чистая целлюлоза представляет собой волокнистое вещество белого цвета с длиной волокон 40—59 мм, без вкуса и запаха, плотностью 1,52—1,54 г/см3, не растворяется в воде, но растворяется в водных растворах комплексных солей, образуемых некоторыми поливалентными металлами [например, Cu(II), Cd(II)] с аммиаком или аминами.
Уравнение ферментативного гидролиза:
При дальнейшем гидролизе образуется -D-глюкоза.
При реакции с азотной кислотой образуется нитроцеллюлоза (тринитрат целлюлозы):
Нитроцеллюлоза применяется при изготовлении взрывчатых веществ, лаков, красок, эмалей.
В процессе этерификации целлюлозы уксусной кислотой получается триацетат целлюлозы:
Триацетат целлюлозы применяется для изготовления фото- и кинопленок, пластмасс, канцтоваров, оправ для очков, искусственного шелка.