Cellulose

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
(đổi hướng từ Xenlulo)
Bước tới: menu, tìm kiếm
Hình ảnh 3D hợp chất cao phân tử Cellulose:Màu nâu-cacbon, màu đỏ-oxy, màu trắng-hydro

Cellulose (tiếng Việt phiên âm và viết xenlulo, xenlulozơ, xenluloza hoặc xenlulô) là hợp chất cao phân tử được cấu tạo từ các liên kết các mắt xích β-D-Glucose, có công thức cấu tạo là (C6H10O5)n hay [C6H7O2(OH)3]n trong đó n có thể nằm trong khoảng 5000-14000, là thành phần chủ yếu cấu tạo nên vách tế bào thực vật. Trong gỗ lá kim, cellulose chiếm khoảng 41-49%, trong gỗ lá rộng nó chiếm 43-52% thể tích.

Tính chất vật lý[sửa | sửa mã nguồn]

Là chất màu trắng, không mùi, không vị. Cellulose không tan trong nước ngay cả khi đun nóng và các dung môi hữu cơ thông thường. Tan trong một số dung dịch acid vô cơ mạnh như: HCl, HNO3,... một số dung dịch muối: ZnCl2, PbCl2,...

Là thành phần chính tạo nên lớp màng tế bào thực vật, giúp cho các mô thực vật có độ bền cơ học và tính đàn hồi. Cellulose có nhiều trong bông (95-98%), đay, gai, tre, nứa, gỗ... (Cellulose chiếm khoảng 40-45% trong gỗ).

Tính chất hóa học[sửa | sửa mã nguồn]

Các mắt xích β-D-Glucose trong cellulose

Cellulose do các mắt xích β-D-Glucose liên kết với nhau bằng liên kết 1.4 Glucocid do vậy liên kết này thường không bền trong các phản ứng thủy phân.

Phản ứng thủy phân[sửa | sửa mã nguồn]

Đun nóng lâu xenlulozơ với dung dịch axit sunfuric, các liên kết β-glicozit bị đứt tạo thành sản phẩm cuối cùng là glucozơ: (C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6 (xúc tác H+, to)

Phản ứng này áp dụng trong sản xuất ancol etylic công nghiệp, xuất phát từ nguyên liệu chứa xenlulozơ (vỏ bào, mùn cưa, tre, nứa, v.v...).

Phản ứng thủy phân xenlulozơ có thể xảy ra nhờ tác dụng xúc tác của enzim xenlulaza có trong cơ thể động vật nhai lại (trâu, bò...). Cơ thể người không có enzim này nên không thể tiêu hóa được xenlulozơ.

Tác dụng với một số tác nhân bazơ[sửa | sửa mã nguồn]

  • Phản ứng với NaOH và CS2. Sản xuất tơ visco:

Cho xenlulozo tác dụng với NaOH người ta thu được sản phẩm gọi là "xenlulozo kiềm", đem chế hóa tiếp với cacbon ddissunfua sẽ thu được dung dịch xenlulozo xantogenat:

[C6H7O2(OH)3]n (Xenlulozo) → [C6H7O2(OH)2ONa]n (Xenlulozo kiềm) → [C6H7O2(OH)2O-CS2Na]n (Xenlulozo xantogenat)

Xenlulozo xantogenat tan trong kiềm tại thành dung dịch rất nhớt gọi là viso. Khi bơm dung dịch nhớt này qua những ống có các lỗ rất nhỏ (φ < 0,1mm) ngâm trong dung dịch H2SO4, xenlulozo xantogenat sẽ bị thủy phân cho ta xenlulozo hidrat ở dạng óng nuột gọi là tơ visco:

[C6H7O2(OH)2O-CS2Na]n (Xenlulozo xantogenat) + n/2H2SO4 → [C6H7O2(OH)3]n (Xenlulozo hidrat) + nCS2 + Na2SO4

Xenlulo hidrat có công thức hóa học tương tự xenlulozo, nhưng do quá trình chế biến hóa học như trên, mạch polyme trở nên ngắn hơn, độ bền hóa học kém đi và háo nước hơn.

  • Tác dụng của dung dịch Cu(OH)2 trong amoniac:

Xenlulozo tan được trong dung dịch Cu(OH)2 trong amoniac có tên là "nước Svayde", trong đó Cu2+ tồn tại chủ yếu ở dạng phức chất Cu(NH3)n(OH)2. Khi ấy sinh ra phức chất của xenlulozo với ion đồng ở dạng dung dịch nhớt. Nếu ta cũng bơm dung dịch nhớt mày đi qua ống có những lỗ rất nhỏ ngâm trong nước, phức chất sẽ bị thủy phân thành xenlulozo hidrat ở dạng sợ, gọi là tơ đồng - amoniac.

Phản ứng với một số axit hoặc anhiđrit axit tạo thành este[sửa | sửa mã nguồn]

  • Tác dụng của HNO3:

Đun nóng xenlulozo với hỗn hợp HNO3 và H2SO4 đậm đặc, tùy theo điều kiện phản ứng mà một, hai hay cả ba nhóm -OH trong mỗi mắt xích C6H10O5 được thay thế bằng nhóm -ONO2 tạo thành các este xenlulozo nitrat:

[C6H7O2(OH)3]n + nHNO3 → [C6H7O2(OH)2ONO2]n (Xenlulozo mononitrat) + nH2O

[C6H7O2(OH)3]n + 2nHNO3 → [C6H7O2(OH)(ONO2)2]n (Xenlulozo đinitrat) + 2nH2O

[C6H7O2(OH)3]n + 3nHNO3 → [C6H7O2(ONO2)3]n (Xenlulozo trinitrat) + 3nH2O

Hỗ hợp xenlulozo mononitrat và Xenlulozo đinitrat (gọi là colocxilin) được dùng để tạo màng mỏng tại chỗ trên da nhằm bảo vệ vết thương, và dùng trong công nghệ cao phân tử (chế tạo nhựa xenluloit, sơn, phim ảnh...). Xenlulozo trinitrat thu được (có tên gọi piroxilin) là một sản phẩm dễ cháy và nổ mạnh, được dùng làm chất nổ cho mìn, lựu đạn... và chế tạo thuốc súng không khói.

  • Tác dụng của (CH3CO)2O: Xenlulozo tác dụng với abhiđrit axetic có H2SO4 xúc tác có thể tạo thành xenlulozo mono- hoặc đi- hoặc triaxetat. Ví dụ:

[C6H7O2(OH)3]n + 3n(CH3CO)2O → [C6H7O2(OCOCH3]nxenlulozo triaxetat + 3nCH3COOH

Trong công nghiệp xenlulozo triaxetat và xenlulozo điaxetat được dùng hỗn hợp hoặc riêng rẽ để sản xuất phim ảnh và tơ axetat. Chẳng hạn hòa tan hai este trên trong hỗn hợp axeton và etanol rồi bơm dung dịch thu được qua những lỗ nhỏ thành chùm tia đồng thời thổi không khí nóng (55 - 70oC) qua chùm tia đó để làm bay hơi axeton sẽ thu được những sợi mảnh gọi la tơ axetat. Tơ axetat có tính đàn hồi, bền và đẹp.

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]

Cellulose