第一節 纖維素和甲殼素的結構

天然聚合物是指在自然環境下生成的非常大分子量的聚合物。這些天然聚合物在自然界中是很常見的。

例如在植物的根、莖和葉都有纖維素。

植物的根、莖和葉都有纖維素

不少生物的外殼都含甲殼素,如蝦、蟹、昆蟲的外殼。

蟹的外殼含甲殼素

纖維素是由葡萄糖經過縮合聚合反應而生成。它的通式是 (\(\rm{C}_{6}\rm{H}_{10}\rm{O}_{5})_{n}\)

雖然澱粉質都是由葡萄糖經過縮合聚合反應而生成,它的性質與纖維素卻截然不同。

纖維素的結構

在生成纖維素時,環狀的 \(β-\)葡萄糖中的第一個碳原子 (\(\rm{C}1\)) 上的一個 \(-\rm{OH}\) 基團和另一個 \(β-\)葡萄糖中的第四個碳原子 (\(\rm{C}4\)) 上的 \(-\rm{OH}\) 基團產生反應(準確些說是 \(\rm{C}1\) 的 \(-\rm{OH}\) 基團攻擊 \(\rm{C}4\),生成 \(\rm{C}-\rm{O}\) 鍵,過程中 \(\rm{H}_{2}\rm{O}\) 會被消去,因此這是一個縮合反應),生成 \(\rm{C}-\rm{O}-\rm{C}\) 鍵。這個把兩個葡萄糖分子連接在一起的鍵就稱為糖苷鍵合

葡萄糖分子藉著這個糖苷鍵合互相連接,生成纖維素。

在纖維素中,葡萄糖分子是以線性形式排列;在澱粉質中,葡萄糖分子是以支鏈形式排列。

纖維素(左)和澱粉質(右)的結構不同

甲殼素是由 \(\rm{N}-\)乙酰葡糖胺經過縮合聚合反應而生成。

\(\rm{N}-\)乙酰葡糖胺是葡糖胺的衍生物,葡糖胺是葡萄糖的衍生物。

甲殼素的結構
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