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由松柏醇、芥子醇和對(duì)-香豆醇經(jīng)酶作用脫氫聚合而成的無(wú)定形天然高聚物。又稱(chēng)木素。木質(zhì)素最早由舒爾茲（F.Schulze）于1857年提出，來(lái)源于拉丁語(yǔ)“l(fā)ignum”。它是植物界中僅次于纖維素的一類(lèi)最豐富和最重要的有機(jī)高聚物。廣泛分布于具維管束的羊齒類(lèi)植物以上的高等植物中。木質(zhì)素與半纖維素一起作為細(xì)胞間質(zhì)填充于胞間層以及細(xì)胞壁的微細(xì)纖維間。它能減少細(xì)胞壁的透水性，增加樹(shù)木莖干的抗張強(qiáng)度，也能防止細(xì)胞受微生物侵蝕。木材的木質(zhì)素含量為20～40%，禾本科植物為15～25%。

類(lèi)型和分布

木質(zhì)素按其結(jié)構(gòu)分類(lèi)為：愈瘡木基型木質(zhì)素，簡(jiǎn)稱(chēng)G木質(zhì)素；愈瘡木基—紫丁香基型木質(zhì)素，簡(jiǎn)稱(chēng)GS木質(zhì)素。針葉樹(shù)材木質(zhì)素主要由愈瘡木基丙烷構(gòu)成，屬于G木質(zhì)素。闊葉樹(shù)材木質(zhì)素由愈瘡木基丙烷和紫丁香基丙烷構(gòu)成，屬于GS木質(zhì)素。禾本科木質(zhì)素除由愈瘡木基丙烷與紫丁香基丙烷構(gòu)成外，還有較多的對(duì)-羥苯基丙烷，稱(chēng)為GSH木質(zhì)素。受壓木木質(zhì)素中除有愈瘡木基丙烷外，尚有相當(dāng)數(shù)量的對(duì)-羥苯基丙烷，稱(chēng)為GH木質(zhì)素。

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木質(zhì)素在植物中的分布不均一。隨樹(shù)種、樹(shù)齡、取樣部位的不同，木質(zhì)素的含量和結(jié)構(gòu)都有差別。據(jù)紫外顯微鏡和掃描電鏡—能量分析儀（SEM-EDXA）測(cè)定，針、闊葉樹(shù)材和禾本科各類(lèi)細(xì)胞的胞間層與細(xì)胞角的木質(zhì)素濃度都比次生壁高得多，其中以細(xì)胞角的濃度最高。由于次生壁的體積比胞間層和細(xì)胞角大得多，木材和禾本科木質(zhì)素約有2/3分布于次生壁。闊葉樹(shù)材不同類(lèi)型的細(xì)胞中木質(zhì)素的類(lèi)型不同。木纖維中的木質(zhì)素主要由紫丁香基丙烷構(gòu)成，而導(dǎo)管單元的木質(zhì)素主要由愈瘡木基丙烷構(gòu)成。

定兩去然形常角領(lǐng)走研律商育。

分離方法

按照木質(zhì)素分離的原理可分為兩類(lèi)：①溶解植物中的高聚糖，保留木質(zhì)素殘?jiān)虎谌芙饽举|(zhì)素留下高聚糖。屬于前法分離的木質(zhì)素有硫酸木質(zhì)素、鹽酸木質(zhì)素和高碘酸鹽木質(zhì)素等；屬于后者的有磨木木質(zhì)素（簡(jiǎn)稱(chēng)MwL）、纖維素酶解木質(zhì)素（簡(jiǎn)稱(chēng)CEL）、二氧六圜木質(zhì)素等，與制漿造紙工業(yè)有關(guān)的木質(zhì)素磺酸、堿木質(zhì)素和硫酸鹽木質(zhì)素也屬于此類(lèi)。基于天然存在于植物中木質(zhì)素的活潑性、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性以及與高聚糖間錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系，至今未能分離出完全代表植物中木質(zhì)素的分離木質(zhì)素。用緩和方法分離的木質(zhì)素如MWL和CEL常用于木質(zhì)素結(jié)構(gòu)的研究。

得十黨及造導(dǎo)受身才需，片狀。

化學(xué)結(jié)構(gòu)

包括元素組成、官能團(tuán)、基本結(jié)構(gòu)單元和結(jié)構(gòu)單元間的連接、木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)模型。

元素組成

木質(zhì)素主要由碳、氫、氧三種元素組成。禾本科木質(zhì)素除含上述元素外，還有少量氮元素。

官能團(tuán)

木質(zhì)素的主要官能團(tuán)有甲氧基、羥基和羰基。甲氧基是木質(zhì)素的特征官能團(tuán)。存在于苯丙烷結(jié)構(gòu)單元的苯環(huán)上。針、闊葉樹(shù)材木質(zhì)素中的甲氧基分別為14～16%和17～22%。木質(zhì)素中的羥基有存在于苯環(huán)上的酚羥基和側(cè)鏈上的醇羥基。羰基存在于結(jié)構(gòu)單元的側(cè)鏈上。禾本科木質(zhì)素結(jié)構(gòu)單元側(cè)鏈上還有羧基。

基本結(jié)構(gòu)單元和結(jié)構(gòu)單元間的連接

木質(zhì)素的基本結(jié)構(gòu)單元為苯基丙烷，即

結(jié)構(gòu)單元間通過(guò)醚鍵和碳碳鍵相連。其中以醚鍵為主。木質(zhì)素中約有2/3～3/4的苯丙烷單元以醚鍵相連，其余為碳碳鍵。

醚鍵

木質(zhì)素中醚鍵包括酚醚鍵、烷醚鍵和二芳醚鍵。以酚醚鍵為主。酚醚鍵中芳基-甘油-β-芳醚即β-O-4醚鍵數(shù)量最多，占木質(zhì)素結(jié)構(gòu)單元的一半左右（結(jié)構(gòu)圖中結(jié)構(gòu)單元1-2，2-3，4-5，6-7，7-8和13-14）。其余為α-O-4醚鍵（結(jié)構(gòu)單元3-4，3-13和15-16）和二芳基醚鍵（結(jié)構(gòu)單元8-10）。此外還有二烷基醚鍵（結(jié)構(gòu)單元10-11）等。

碳碳鍵

主要的碳碳鍵有β-5（結(jié)構(gòu)單元3-4），β-β（結(jié)構(gòu)單元10-11），5-5（結(jié)構(gòu)單元5-6）和β-1（結(jié)構(gòu)單元8-9）等。

禾本科木質(zhì)素中還有對(duì)-香豆酸和阿魏酸與相鄰結(jié)構(gòu)單元側(cè)鏈α或γ碳鍵的酯鍵。

木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)模型

針葉樹(shù)材木質(zhì)素結(jié)構(gòu)模型有弗羅登伯爾（K.Freudenberg）1968年提出的由18個(gè)苯丙烷構(gòu)成的云杉木質(zhì)素模型，阿德勒（E.Alder）1977年提出的16個(gè)苯丙烷構(gòu)成的云杉木質(zhì)素模型（見(jiàn)圖），神原彰1980年提出的28個(gè)苯丙烷組成的結(jié)構(gòu)模型。量大的針葉樹(shù)材木質(zhì)素結(jié)構(gòu)模型是格萊塞（W.Glasser）1981年提出由94個(gè)苯丙烷組成的火炬松木質(zhì)素模型。尼姆茲（H.Nimz）1974年提出闊葉樹(shù)材山毛櫸木質(zhì)素模型圖，包括25個(gè)苯丙烷單元。上述各種模型都只能代表木質(zhì)素結(jié)構(gòu)的片斷。目前已能較詳細(xì)地描述針葉樹(shù)材的木質(zhì)素結(jié)構(gòu)。闊葉樹(shù)材及禾本科木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)尚有許多不明了處。鑒于木質(zhì)素細(xì)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和現(xiàn)行分析方法的某些缺陷，現(xiàn)有的木質(zhì)素模型仍需修改。

物理性質(zhì)

隨木質(zhì)素的來(lái)源、分離和純化方法而異。分離木質(zhì)素的顏色由淺乳酪色至深棕色。無(wú)光學(xué)活性。折射率1.61。密度1.25～1.40克/平方厘米。分子量為幾百至幾十萬(wàn)，具多分散性。木材磨木木質(zhì)素分子量為10000～20000，禾本科磨木木質(zhì)素為7000～9000。分子形狀近于球狀或塊狀。不溶于常用的中性有機(jī)試劑。木質(zhì)素具熱塑性，其軟化溫度與木質(zhì)素的分子量和含水率有關(guān)。干的分離木質(zhì)素軟化溫度一般為120～200℃。木質(zhì)素的熱塑性與制漿造紙和木材加工工業(yè)有密切關(guān)系。

化學(xué)性質(zhì)

木質(zhì)素可發(fā)生側(cè)鏈反應(yīng)和芳核的選擇性反應(yīng)。側(cè)鏈反應(yīng)多與活性苯甲醇、烷醚鍵和芳醚鍵有關(guān)。芳核上主要發(fā)生鹵化和硝化反應(yīng)。與木質(zhì)素改性有關(guān)的反應(yīng)有甲?；⑶枰一?、酚化和接枝共聚等。木質(zhì)素的化學(xué)反應(yīng)對(duì)制漿造紙尤為重要。木質(zhì)素在制漿中發(fā)生側(cè)鏈與氫氧化鈉、硫化鈉和亞硫酸鹽的親核反應(yīng)，在漂白中與分子氯、二氧化氯、氧、次氯酸鹽和過(guò)氧化氫發(fā)生各種親電和親核反應(yīng)。在高溫的酸性和堿性介質(zhì)中還發(fā)生縮聚反應(yīng)。

木質(zhì)素能與脂肪族化合物、酚類(lèi)、芳香胺類(lèi)、雜環(huán)化合物和無(wú)機(jī)化合物發(fā)生顯色反應(yīng)。木質(zhì)素的顯色反應(yīng)對(duì)于木質(zhì)素的鑒別、分類(lèi)和分布的研究以及特定結(jié)構(gòu)基團(tuán)的定量都有密切的關(guān)系。其中繆勒（M?ule）反應(yīng)和克勞斯—貝文（Cross-Bevan）反應(yīng)常用來(lái)鑒別針、闊葉樹(shù)材。

利用

木質(zhì)素除可作為燃料或保留于紙漿中生產(chǎn)高木質(zhì)素含量的紙漿外，可以其聚合物形式用作染料；油井、碳黑、水泥、混凝土等方面的分散劑；瀝青、蠟和脂肪的乳化劑；動(dòng)物飼料、石墨、鐵礦砂、煤磚的粘合劑；水處理劑、工業(yè)上的清潔劑、防腐蝕劑及農(nóng)業(yè)用微量營(yíng)養(yǎng)劑等。在作為橡膠的增強(qiáng)劑、抗氧劑、可控農(nóng)藥、酚醛樹(shù)脂代用品等方面也有應(yīng)用價(jià)值。由木質(zhì)素制備的低分子化學(xué)試劑主要有香草醛、二甲硫醚和二甲亞砜等。工業(yè)木質(zhì)素來(lái)源豐富，價(jià)格低廉，對(duì)人畜無(wú)毒。木質(zhì)素有廣闊的利用前景。

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