木质素

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木质素是一类复杂的有机聚合物,在大多数植物的支持组织中形成关键结构材料。木质素在细胞壁的形成中特别重要,尤其是在木材和树皮中,因为它们具有刚性并且不易腐烂。在化学上,木质素是通过交联酚类前体制成的聚合物。 木质素,它是地球上最丰富的有机聚合物之一,仅次于纤维素。木质素占地球上30%的非化石有机碳,占木材干质量的20%至35%。 木质素存在于红藻中,这表明植物和红藻的共同祖先也合成了木质素。这一发现...

木质素

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木质素是一类复杂的有机聚合物,在大多数植物的支持组织中形成关键结构材料。 木质素在细胞壁的形成中特别重要,尤其是在木材树皮中,因为它们具有刚性并且不易腐烂。 在化学上,木质素是通过交联酚类前体制成的聚合物。

历史

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木质素,它是地球上最丰富的有机聚合物之一,仅次于纤维素。 木质素占地球上 30% 的非化石有机碳,占木材干质量的 20% 至 35%。

木质素存在于红藻中,这表明植物和红藻的共同祖先也合成了木质素。 这一发现还表明,木质素的原始功能是结构性的,因为它在红藻中发挥着这种作用,它支持化部分之间的连接。

结构

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木质素是从少量前体木质醇中提取的高度异质聚合物的集合。 异质性源于这些木质醇之间交联的多样性和程度。 交联的木质醇分为三种主要类型,均源自苯丙烷:松柏醇(4-羟基-3-甲氧基苯丙烷)(G,其基团有时称为愈创木脂基)、芥子醇(3,5-二甲氧基-4-羟基苯丙烷) (S,其基团有时称为丁基)和对香豆醇(4-羟基苯基丙烷)(H,其基团有时称为4-羟基苯基)。

前体单体(木质醇)的相对量因植物来源而异。 木质素通常根据它们的紫丁香基/愈创木脂基比率进行分类。 来自裸子植物软木、草)的木质素来自松柏醇,它在热解时产生愈创木酚。 在被子植物硬木)中,一些松柏醇会转化为芥子醇。 因此,被子植物中的木质素同时具有愈创木脂基和紫丁香基成分。

木质素的分子量超过10,000 u。 它是疏水性的,因为它富含芳香族亚基。 聚合度很难测量,因为材料是多相的。 已经根据分离方法描述了不同类型的木质素。

许多草主要含有 G,而一些棕榈主要含有 S。所有木质素都含有少量不完全或改性的木质素单体,其他单体在非木本植物中也很突出。

生物学功能

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木质素填充纤维素、半纤维素果胶成分之间的细胞壁空间,尤其是在维管和支持组织中:木质部管胞血管元件和巩膜细胞。

木质素在植物茎中传导水分和水性养分方面起着至关重要的作用。 植物细胞壁的多糖成分具有高度亲水性,因此可渗透水,而木质素则更疏水。 木质素对多糖的交联是细胞壁吸水的障碍。 因此,木质素使植物的维管组织能够有效地导水。 木质素存在于所有维管植物中,但不存在于苔藓植物中,支持木质素的原始功能仅限于水运输的观点。

它与半纤维素共价连接,因此交联不同的植物多糖,赋予细胞壁机械强度,并通过扩展植物作为一个整体。 它最常见的功能是通过加强维管植物中的木材(主要由木质部细胞和木质化的厚壁组织纤维组成)来提供支持。

最后,木质素还通过在病原体浸润部位积聚而赋予抗病性,使植物细胞不易被细胞壁降解。

木质素

经济意义

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用于制造新闻纸的机械纸浆或高得率纸浆仍含有大部分原先存在于木材中的木质素。 这种木质素是造成新闻纸随时间变黄的原因。 高质量的纸张需要从纸浆中去除木质素。

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词条目录
  1. 木质素
  2. 历史
  3. 结构
  4. 生物学功能
  5. 经济意义

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