Chemieeee at TU Dresden

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Verbindungen im Holz ?

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Funktionen Verbindungen im Holz ? 

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Elemente im Holz 

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Anteile der Verbindungen 

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Bildung von Polymeren

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Verknüpfungen 

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Polymorphie 

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Fibrillenmodell 

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Verhalten von  Holz gegenüber Säuren und Basen

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Peeling und Stopping Reaktion 

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Löslichkeit von Cellulose 

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Chemieeee

Verbindungen im Holz ?
Holocellulose
Cellulose
Hemicellulose
Lignin 

-> beide 95%, struckturbildende große Moleküle

Extrakte -kleine Moleküle 
Primär: Fette, Stärke, Zucker
Sekundär: Harze, Gerbstoffe, Terpene

Chemieeee

Funktionen Verbindungen im Holz ? 
Cellulose = Gerüst der Zellwand, hydrophil weil OH-Gruppe

Lignin = Klebstoff im Gerüst, nicht hydrophil weil aromatische Strucktur

Hemicellulose = Vermittler zw. beiden

Extrakte = chemische und biologische Eigenschaften

Chemieeee

Elemente im Holz 
Ausgangspunkt: Photosynthese

C: 50%
O: 43%
H: 6%
N: 1%

Anorganischen Stoffe <1%

Chemieeee

Anteile der Verbindungen 
Cellulose 43-52%
Lignin
NH 28-33%
LH 18-25%
Hemicellulose 22-37%
Extrakte 3-5%  

Chemieeee

Bildung von Polymeren
Polymere: Cellulose, Lignin, Hemicellulose
->95%

Bildung:
Polymerisation - Lignin...Träger ist radikale Polymerisation (kationische-, anionische Polymerisation)
Polykondensation - Cellulose und Hemicellulose...2 ß-D-Glukosen verbunden über OH Gruppe (=Glykosidische Gruppe), H2O weg
Polyaddition

Chemieeee

Verknüpfungen 
ß-1-4 Glykosidische Verknüpfung
-> H2O wird abgeschieden, 180° Grad Drehung
Monomerer Baustein: ß-D-Glukose, strukturell wiederholte Einheit: ß-Cellubiose
Reduzierende Ende: C-1 Wird frei = intermolekulares halbacetan aus O wird OH Gruppe in Molekül
Nicht reduzierend: C-1 gebunden 

Chemieeee

Polymorphie 
= Modifikation von Cellulose
Cellulose 1 : Native Cellulose ( z.b. Papier )
Cellulose 2 : regenerierte Cellulose ( z.b. Viskose in Kleidung)

Wie erfolgt Umwandlung ?

Lösen und Fällen oder NaOH

Cellulose 1 -> Cellulose 2

Cellulose 2 -/-> Cellulose 1 

Chemieeee

Fibrillenmodell 
Cellulose ist in fibrillärer Strucktur

1. Molekül
2. Elementarzelle
3. Elementarfibrille

4. Mikrofibrille
5. Makrofibrille


hoch geordnet
ungeordnet, Fransenfibrillenmodell 

Chemieeee

Verhalten von  Holz gegenüber Säuren und Basen
Holz ist gegen  beide nicht stabil (Zucker)
Ist instabiler gegen Säure (greift glykosidische Bindung an )

- Aufschluss von Holz
- Herstellung von Derivaten
- Reaktion von Holz mit Säuren und Basen (Basen: Peeling and Stopping Reaktion) 

Chemieeee

Peeling und Stopping Reaktion 
Peeling
- reaktion mit Base beginnt am reduzierenden Ende
- abschälen des letzten Glukosebausteins
-reaktion in amorphen Bereich

Stopping

=Umwandlung von Aldehyd zu Carboxylgruppe

Chemieeee

Löslichkeit von Cellulose 
Nur im speziellen System

derivatisierende Lösungsmittel: 
Cs2 + NaOH = Schwefelkohlensäure und Natronlauge
Cell-OH wird Zeitweise verändert
-> Bildung Cell-O-X
-> Bildung neuer Verbindungen
-> nach Lösung wieder Cell-OH

Nicht derivatisierende Lösungsmittel:
Cell-OH bleibt erhalten
Beisp. : H2SO4, anorganishe Komplexe, Salzhydrate


 

Chemieeee

Regnerate 
BSP: Endlosfasern (Kunstseide) ->technisch. Garn
Stapelfasern (Zellwolle) -> Textilfasern
Folien (Cellofan) -> Verpackung
Perlcellusose -> Medizin


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