东北林业大学：《木质资源材料学 Wood Science》课程教学资源（PPT课件）第5章 木材化学性质

第五章木材化学性质

第五章木材化学性质

重点介绍木材三大成分木质素、纤 维素及半纤维素的的结构、物理性质、 化学性质。并简要介绍木材中的抽提物 木材的酸碱性质

重点介绍木材三大成分木质素、纤 维素及半纤维素的的结构、物理性质、 化学性质。并简要介绍木材中的抽提物、 木材的酸碱性质

自最 顶素 5维 55桂提物 ,6本的醚性

目 录 5.1 木材的化学组成 5.2 木质素 5.3 纤维素 5.4 半纤维素 5.5 木材抽提物 5.6 木材的酸碱性质

51木材的化学组成 木材化学成分,有细胞壁物质和非细胞壁物质之分,或 称为主要化学成分和少量化学成分。 无机物(灰分) 少量组分 有机物(芳香族、萜烯类、脂肪族化合物) 纤维素 木材 碳水化合物(水解单糖D葡萄糖) 半纤维素 细胞壁 (水解单糖一D葡萄糖、D-半乳糖、 主要组分 D-甘露糖、D-木糖、L阿拉伯糖) 木质素 图5-1木材的化学组成

5.1 木材的化学组成 木材化学成分，有细胞壁物质和非细胞壁物质之分，或 称为主要化学成分和少量化学成分。 图5-1 木材的化学组成 木材 木质素 碳水化合物 半纤维素 （水解单糖—D-葡萄糖、D-半乳糖、 D-甘露糖、D-木糖、L-阿拉伯糖） 纤维素 （水解单糖—D-葡萄糖） 细胞壁 主要组分 少量组分 无机物（灰分） 有机物（芳香族、萜烯类、脂肪族化合物）

51.1木材的主要化学成分 木材主要化学成分是构成木材细跑壁和胞间层的物质,由 纤维素、半纤维素和木质素三种高分子化合物组成,一般 总量占木材的90%以上,热带木材中高聚物含量略低,在 高聚物中纤维素和半纤维素组成的多糖含量居多,占木材 的65%75%。 Wardrop提出 纤维素-微骨架结构; 半纤维素-填充物质; 木质素-结壳物质

5.1.1 木材的主要化学成分 木材主要化学成分是构成木材细胞壁和胞间层的物质，由 纤维素、半纤维素和木质素三种高分子化合物组成，一般 总量占木材的90%以上，热带木材中高聚物含量略低，在 高聚物中纤维素和半纤维素组成的多糖含量居多，占木材 的65%-75%。 Wordrop提出： 纤维素－微骨架结构； 半纤维素－填充物质； 木质素－结壳物质

2/5少日十 1.纤维素 /方5292 2半纤维素 3木素 牛∥日少方

1.纤维素 2.半纤维素 3.木素 1 2 3

511.1纤维素( cellulose) 纤维是由D-葡萄糖基构成的直链状高分子 化合物。纤维素大分子中的D-葡萄糖基之间 按着纤维素二糖连结的方式联结。纤维素二 糖的C1位上保持着半缩醛的形式,有还原性, 而在C4上留有一个自由羟基,纤维素具有特 殊的x射线图。它是不溶于水的均一聚糖。 纤维素的 是1,4-BD-吡喃式失 水聚葡萄糖组成。但在自然界中它的性质和 功能是通过纤维素分子聚集体所形成的结晶 态和细纤维结构决定的

5.1.1.1 纤维素（cellulose） 纤维素是由D-葡萄糖基构成的直链状高分子 化合物。纤维素大分子中的D-葡萄糖基之间 按着纤维素二糖连结的方式联结。纤维素二 糖的C1位上保持着半缩醛的形式，有还原性， 而在C4上留有一个自由羟基，纤维素具有特 殊的x射线图。它是不溶于水的均一聚糖。 纤维素的化学结构是1，4-β-D-吡喃式失 水聚葡萄糖组成。但在自然界中它的性质和 功能是通过纤维素分子聚集体所形成的结晶 态和细纤维结构决定的

纤维素微纤丝 2.葡萄糖单体链 3.半纤维素 4.中性果胶 5.酸性的果胶 6.糖原蛋白质

1. 纤维素微纤丝 2. 葡萄糖单体链 3. 半纤维素 4. 中性果胶 5. 酸性的果胶 6. 糖原蛋白质

5112半纤维素( hemicellulose) 半纤维素是除纤维素和果胶以外的植物细胞壁 聚糖,与纤维素不同,半纤维素是两种或两种以上 单糖组成的不均一聚糖,分子量较低,聚合度小, 大多带有支链。 构成半纤维素的主链的主要单糖是:木糖、甘露 糖和葡萄糖,构成半纤维素的支链的主要单糖是 半乳糖、阿拉伯糖、木糖、葡萄糖、岩藻糖、鼠李 糖、葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸等

5.1.1.2 半纤维素(hemicellulose) 半纤维素是除纤维素和果胶以外的植物细胞壁 聚糖，与纤维素不同，半纤维素是两种或两种以上 单糖组成的不均一聚糖，分子量较低，聚合度小， 大多带有支链。 构成半纤维素的主链的主要单糖是：木糖、甘露 糖和葡萄糖，构成半纤维素的支链的主要单糖是： 半乳糖、阿拉伯糖、木糖、葡萄糖、岩藻糖、鼠李 糖、葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸等

5113木质素( lignin) 木质素是一种天然的高分子聚合物。是由苯基丙烷结构单 元通过醚键和碳-碳键联接而成、具有三维结构的芳香族高分子 化合物。 苯基丙烷单元分成三类:愈疮木基丙烷(G)、紫丁香基丙烷 (S)和对羟基丙烷(H)。 针叶树材和阔叶树材中纤维素、半纤维素和木质素的含量见 表 般针叶树材中纤维 主要成分针叶树材阔叶树材 素和半纤维素的含量低于 阔叶树材中的含量,但是 针叶树材中木质素含量高 纤维素 42±2 45±2 半纤维素27士2 30±5 于阔叶树材中木质素的含 木质素 28±士3 20±4

5.1.1.3 木质素(lignin) 木质素是一种天然的高分子聚合物。是由苯基丙烷结构单 元通过醚键和碳-碳键联接而成、具有三维结构的芳香族高分子 化合物。 苯基丙烷单元分成三类：愈疮木基丙烷（G）、紫丁香基丙烷 （S）和对羟基丙烷（H）。 针叶树材和阔叶树材中纤维素、半纤维素和木质素的含量见 表。 一般针叶树材中纤维 素和半纤维素的含量低于 阔叶树材中的含量，但是 针叶树材中木质素含量高 于阔叶树材中木质素的含 量。 主要成分 针叶树材 阔叶树材 纤维素 半纤维素 木质素 42±2 27±2 28±3 45±2 30±5 20±4