#木质素化学

一 、 木质素的物理性质
制备方法不同，相对密度也不同， 如松木乙二醇木质素是1.362，松木 盐酸木质素是1.348。 3.光学性质 木 质 素 结 构 中 没 有 不 对 称 碳 ， 没
有光学活性，云杉铜胺木质素的 折光率为1.61，表明木质素的芳 香族性质。
一 、 木质素的物理性质
4.燃烧热
缓和条件：芳香核取代； 激烈条件：侧链反应。 副反应：脱出甲氧基、对位侧链；氧化：邻 醌
二、 木质素的化学反应
愈创木基乙基甲醇的氯化(氯水中)
二、 木质素的化学反应
木质素的氯化
二、 木质素的化学反应
2.硝化反应 位置：邻、对位效应。 亲电试剂：NO2+ 副反应：脱出甲氧基、对位侧链；氧 化：邻醌
193
127 146 179 134 235
吸湿状态（水 分%）
115（12.6） 90（27.1） 72（7.1） 92（7.2） 128（12.2） 78（7.2） 118（21.2）
一 、 木质素的物理性质
高聚物的玻璃态转化温度（Tg）与植物种类、 分离方法、相对分子量有关，玻璃态转化温度 （有较Tg）大与影木响质。素分子量之间成正比。含水率也 作用：
二、 木质素的化学反应
木质素与甲醛
二、 木质素的化学反应
4. 木质素胺 ( lignin amine) 木质素酚羟基的邻位和对位以及侧链上的羰基
的a-位的活泼氢原子，与胺发生曼尼希（manich） 反应，即，木质素与氨及衍生物反应生成木质素。 胺 ( lignin amine) 。
木质素胺又称作阳离子木质素。
反应条件：碱性水溶液、有机溶剂(醇类、二氧 六环等)，以及水和有机溶剂的混合体系中进行。 常压，温度25°C～100°C。
二、 木质素的化学反应
(1)季铵型木质素胺
➢ 阳离子性强，可在酸性、中性、碱性介质中使 用，合成和应用较多。
一 、 木质素的物理性质
各种分离木质素的玻璃态转化温度（Tg）
树种
分离木质素
玻璃态转化温度/℃
云杉 云杉 云杉 云杉 桦木 杨木 针叶树
高碘酸盐木质素 高碘酸盐木质素 二氧六环木质素（相对低分子量） 二氧六环木质素（相对低分子量） 高碘酸盐木质素 二氧六环木质素（相对低分子量） 木质素磺酸盐
干燥状态
在电子显微镜下（SEM），木质素为 球形或块形。
一 、 木质素的物理性质
8.显色反应 （1）显色原因： 发色基团：苯环共轭的羰基、羧基和烯 助色基团：酚羟基和醇羟基。 150种以上的显色反应，显色剂包括醇、 酮、酚、芳香胺、杂环和一些无机物。 （2）用途： 用 于 木 质 素 的 定 性 (Mäule 反 应 ) 和 定 量 分 析。木材染色
燃烧热值是比较高的，如无灰份的云杉盐酸 木质素的燃烧热110kJ/g，硫酸木质素的燃烧热 109.6kJ/g。木材大于草类木质素燃烧热
5.溶解度 原本木质素是不溶于任何溶剂的。
Brauns和有机溶剂木质素可溶于二氧六环、吡 啶、甲醇、乙醇、丙酮及稀碱中(加入少量的 水),不溶于乙醚。
碱木质素可溶于稀碱或中性的极性溶剂中， 木质素磺酸盐可溶于水。
增加速加，。形达变到迅玻速璃，态出转现化无温定度形（高Tg）聚时物，力分学子状态链段的玻运璃动 态流动转。化区.当温度高于Tf时，转变为粘流态，产生粘性
一 、 木质素的物理性质
无定形聚合物的温度-形变曲线 区域（1）：玻璃态； 区域（2）：玻璃态与高弹态转变区； 区域（3）：高弹态； 区域（4）：高弹态与粘流态转变区； 区域（5）：粘流态
一 、 木质素的物理性质
6.热性质
除了酸木质素和铜胺木质素外，原本木质素和大多数 分离木质素是热塑性高分子物质，无确定的熔点，具
有玻璃态转化温度（Tg）或转化点，且较高。
玻温璃度态。转低化于温Tg时度为（玻Tg璃）态是，玻温璃度态在和T高g-弹Tf之态间之为间高的弹转变态。，
温度高于Tf时为粘流态。 当结为温玻度璃低态于固玻体璃。态随转着化温温度度升（高Tg），时高，分链子段热运运动动被能冻量
二、 木质素的化学反应
木质素分子结构中存在着芳香基、酚羟 基、醇羟基、羰基、甲氧基、羧基、共轭 双键等活性基团 ⇒
氧化、还原、水解、醇解、光解、酰化、 磺化、烷基化、卤化、硝化、缩合和接枝 共聚等化学反应。
二、 木质素的化学反应
木质素苯丙烷结构单元
二、 木质素的化学反应
（一）、芳香核取代反应 1.卤代反应(亲电取代，) 反应能力：Cl+ > Br+ > I+ 位置：邻、对位效应。 紫丁香基：2.6位；愈疮木基：5.6位
一 、 木质素的物理性质
木质素与酚类和芳香胺的显色反应酚类显色芳香胺
显色
苯酚 邻、间甲酚 对甲酚 邻、间硝基苯酚 对硝基苯酚 对二羟基苯 间苯二酚 均苯三酚
蓝绿 蓝 橙绿 黄 橙黄 橙 紫红 红紫
α-萘胺 苯胺 邻硝基苯胺 间、对硝基苯胺 磺胺酸 对苯二胺 联苯胺 喹啉
绿蓝 黄 黄 橙 黄橙 橙红 橙 黄
二、 木质素的化学反应
愈创木基乙基甲醇的硝化反应
二、 木质素的化学反应
3.与甲醛反应（methylolation）
均相: 碱木质素溶于NaOH溶液, pH=11, 加入甲醛, 80℃反应120 min。
多相: 用四氢呋喃溶解碱木质素后, 加 入甲醛, 装入固体催化剂, 在80℃反应120 min。
木质素化学与利用
图 1-1 植物细胞壁及木质生物质化学成分
香豆醇
松柏醇
芥子醇
对羟苯基单体 体
愈创木基单体
紫丁香基单
一 、 木质素的物理性质
1.颜色
➢ 原本木质素是白色或接近无色的物质. 2.相对密度 ➢ 相对密度大约在1.35—1.50之间。
➢测定时不同的液体，数据不同，如水 测定，松木硫酸木质素：1.451，苯测 定 1.436 。 云 杉 二 氧 六 环 木 质 素 ： 为 1.38 ， 用 二 氧 六 环 作 比 重 液 测 定 为 1.391。
7.木质素的相对分子量及其分布 分离木质素的相对分子量：几千到几
万，原本木质素能达到几十万。 与分离方法有关。
一 、 木质素的物理性质
影响因素： （1）木质素的降解 （2）木质素的缩合，特别在酸性条件下。 （4）木质素在溶液中易变性。
分散度都大于2，是三维网状结构， 一般直链形结构分散度在2左右。