第二章-4 木质素的分类和分布
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轻工科学与工程学院
二、木质素的分布
Wood Chemistry
木质素在植物中的分布是不均匀的。随植物种类、年龄、 部位不同而异。
1954年Lange用紫外显微镜定量研究木质素的分布情况；
木质素的浓度 组织体积 木质素含量
ML>S S>>ML S>来自ML轻工科学与工程学院
S, secondary wall; ML, compound middle lamella; CC, cell corner
2
（2） 不同形态区域木质素结构的差别
Wood Chemistry
同种原料，不同细胞及不同形态区域木质素结构也不一样。
纸皮桦不同形态区域木质素的结构
细胞 形态部位 木质素类型 组织体积 木质素 木质素浓度
S
S
73%
60%
19%
木纤维 ML
G-S
5%
9%
40%
CC
G-S
2%
9%
85%
S 导管分子
G
8%
总木质素绝大部分在次生壁：
早材 晚材
S1+ S2 + S3 = 12%+44%+9% = 65% S1+ S2 + S3 = 6%+63%+6% = 75%
轻工科学与工程学院
1
阔叶材木质素分布（p68，表2-12）：
Wood Chemistry
（1）各形态区域木质素的浓度 MLCC>ML>S（S1、S2、S3分布较均匀）
(Fergus et al., 1969)
Wood Chemistry
轻工科学与工程学院
Wood Chemistry
Saka等（1978~1984）采用SEM-EDXA测出细胞次生壁各层（S1、S2、 S3）木质素的浓度，（p67，表2-9）。
木质素浓度：MLCC>ML> S3> S1 > S2 S2浓度最低，但组织体积最大。
（2）各细胞次生壁木质素浓度 导管分子>木纤维>射线薄壁细胞
（3）木纤维次生壁体积占总组织体积的70%以上 木质素主要存在于木纤维的次生壁。
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三、木质素的不均一性
Wood Chemistry
不同原料木质素结构不一样；同一原料不同部位，木质 素的结构也不同。
（1） 不同原料木质素结构的差别
轻工科学与工程学院
Wood Chemistry
一般： S 阔>草>针 G 阔<草<针 H 草>针>阔
而G、S、H的比例不同，键型的比例也不一样。
S高，则：
-O-4多（阔>针>草） 为什么？ 游离酚-OH（草>针>阔）
G、H高，则： 缩聚单元多，C-C键比例高。 如苯基香豆满结构，针>阔。
轻工科学与工程学院
轻工科学与工程学院
Wood Chemistry
按上述分类方法： 针叶材木质素——G木质素（少数例外，如罗汉松为GS， S/V=1~3）
阔叶材木质素——GS木质素（例外：刺桐、重阳木木质 素为G型）
禾本科木质素——GSH木质素， S/V=0.3~1.0（S比针叶材木质素高）H/V=0.5~1.0（H比针、 阔叶材木质素高）
阔叶材：GS木质素，主要由G、S两种结构单元构成。G、 S比例随树种不同，差别很大（20~60%）。
如山毛榉 G：S：H=56：40：4
大部分温带阔叶材木质素为GS木质素（少数例外）； 热带阔叶材木质素介于G和GS之间，更接近于G。
轻工科学与工程学院
Wood Chemistry
禾本科：GSH木质素（S占10~65%，H半数以上为酯键 结合） ，不稳定，所以也称为 GS木质素
主要体现在：
结构单元的比例不同；
样。
单元之间的连接醚键和碳-碳键的比例不一
轻工科学与工程学院
Wood Chemistry
针叶材：G木质素，主要由G单元构成，比较均一。 如 云杉 G：S：H=94：1：5
火炬松 G：S：H=86：2：13 各种针叶材木质素G、S、H没有通用的比例。
轻工科学与工程学院
Wood Chemistry
Wood Chemistry
2.4 木质素的分类、分布 与不均一性
轻工科学与工程学院
一、木质素的分类
Wood Chemistry
按结构可分两大类：愈疮木基木质素（G木质素） 愈疮木基-紫丁香基木质素（GS木质素）
G木质素：主要由G单元构成，S单元<1.5%，H单元约5%。
GS木质素：主要由G、S单元构成，S单元20~60%，H单元 很少（小于G木质素中的H%）
9%
27%
ML
G
1%
2%
43%
射线细胞
S
11%
11%
27%
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思考题
1、常用于木质素结构研究的化学降解方法有哪些？分 别可提供哪些结构信息？
2、木质素大分子的结构包括哪些方面？不同植物纤维 原料之间有何不同？
3
二、木质素的分布
Wood Chemistry
木质素在植物中的分布是不均匀的。随植物种类、年龄、 部位不同而异。
1954年Lange用紫外显微镜定量研究木质素的分布情况；
木质素的浓度 组织体积 木质素含量
ML>S S>>ML S>来自ML轻工科学与工程学院
S, secondary wall; ML, compound middle lamella; CC, cell corner
2
（2） 不同形态区域木质素结构的差别
Wood Chemistry
同种原料，不同细胞及不同形态区域木质素结构也不一样。
纸皮桦不同形态区域木质素的结构
细胞 形态部位 木质素类型 组织体积 木质素 木质素浓度
S
S
73%
60%
19%
木纤维 ML
G-S
5%
9%
40%
CC
G-S
2%
9%
85%
S 导管分子
G
8%
总木质素绝大部分在次生壁：
早材 晚材
S1+ S2 + S3 = 12%+44%+9% = 65% S1+ S2 + S3 = 6%+63%+6% = 75%
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1
阔叶材木质素分布（p68，表2-12）：
Wood Chemistry
（1）各形态区域木质素的浓度 MLCC>ML>S（S1、S2、S3分布较均匀）
(Fergus et al., 1969)
Wood Chemistry
轻工科学与工程学院
Wood Chemistry
Saka等（1978~1984）采用SEM-EDXA测出细胞次生壁各层（S1、S2、 S3）木质素的浓度，（p67，表2-9）。
木质素浓度：MLCC>ML> S3> S1 > S2 S2浓度最低，但组织体积最大。
（2）各细胞次生壁木质素浓度 导管分子>木纤维>射线薄壁细胞
（3）木纤维次生壁体积占总组织体积的70%以上 木质素主要存在于木纤维的次生壁。
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三、木质素的不均一性
Wood Chemistry
不同原料木质素结构不一样；同一原料不同部位，木质 素的结构也不同。
（1） 不同原料木质素结构的差别
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Wood Chemistry
一般： S 阔>草>针 G 阔<草<针 H 草>针>阔
而G、S、H的比例不同，键型的比例也不一样。
S高，则：
-O-4多（阔>针>草） 为什么？ 游离酚-OH（草>针>阔）
G、H高，则： 缩聚单元多，C-C键比例高。 如苯基香豆满结构，针>阔。
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Wood Chemistry
按上述分类方法： 针叶材木质素——G木质素（少数例外，如罗汉松为GS， S/V=1~3）
阔叶材木质素——GS木质素（例外：刺桐、重阳木木质 素为G型）
禾本科木质素——GSH木质素， S/V=0.3~1.0（S比针叶材木质素高）H/V=0.5~1.0（H比针、 阔叶材木质素高）
阔叶材：GS木质素，主要由G、S两种结构单元构成。G、 S比例随树种不同，差别很大（20~60%）。
如山毛榉 G：S：H=56：40：4
大部分温带阔叶材木质素为GS木质素（少数例外）； 热带阔叶材木质素介于G和GS之间，更接近于G。
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Wood Chemistry
禾本科：GSH木质素（S占10~65%，H半数以上为酯键 结合） ，不稳定，所以也称为 GS木质素
主要体现在：
结构单元的比例不同；
样。
单元之间的连接醚键和碳-碳键的比例不一
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Wood Chemistry
针叶材：G木质素，主要由G单元构成，比较均一。 如 云杉 G：S：H=94：1：5
火炬松 G：S：H=86：2：13 各种针叶材木质素G、S、H没有通用的比例。
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Wood Chemistry
2.4 木质素的分类、分布 与不均一性
轻工科学与工程学院
一、木质素的分类
Wood Chemistry
按结构可分两大类：愈疮木基木质素（G木质素） 愈疮木基-紫丁香基木质素（GS木质素）
G木质素：主要由G单元构成，S单元<1.5%，H单元约5%。
GS木质素：主要由G、S单元构成，S单元20~60%，H单元 很少（小于G木质素中的H%）
9%
27%
ML
G
1%
2%
43%
射线细胞
S
11%
11%
27%
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思考题
1、常用于木质素结构研究的化学降解方法有哪些？分 别可提供哪些结构信息？
2、木质素大分子的结构包括哪些方面？不同植物纤维 原料之间有何不同？
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