纖維素是一種水溶性好的聚陰離子化合物,其分子呈剛性,不同于甲基纖維素分子呈柔性,這是由纖維素的分子結構式和影響高分子鏈的柔性因素等決定的。
纖維素分子結構式,如下圖:
有圖而知,纖維素分子是由β-D-葡萄糖殘基彼此以1,4-苷鍵聯(lián)結而成的,纖維素的分子式為(C6H10O3)n,這是典型的高分子鏈特征,而高分子鏈能夠改變其構象的性質(zhì)成為柔順性。?
高分子鏈能夠改變其構象的性質(zhì)成為柔順性;高分子由一種平衡構象狀態(tài)轉變成另一種平衡構象狀態(tài)所需時(shí)間的長(cháng)短決定的柔順性,叫動(dòng)態(tài)柔順性。
柔順性是分子鏈能夠呈現出不同程度卷曲構象狀態(tài)的性質(zhì),柔順性的大小由分子能呈現多少構象數多少決定的。高分子由于分子量大,分子鏈中能夠內旋轉的化學(xué)鍵眾多,內旋轉使其具有大量不同卷曲程度的構象狀態(tài),因而有良好的柔順性;而小分子中能發(fā)生內旋轉的化學(xué)鍵少,能呈現的構象數少,因而呈現剛性,不柔順。
纖維素柔順性很差,是剛性的,即影響高分子鏈的柔性因素是——
1、纖維素分子有極性,分子鏈之間相互作用力很強;
2、纖維素中的六元吡喃環(huán)結構致使內旋轉困難;
3、纖維素分子內和分子間都能形成氫鍵特別是分子內氫鍵致使糖苷鍵不能旋轉從而使其剛性大大增加。
纖維素是地球上最古老、最豐富的天然高分子,具有吸附大量水分,增加糞便量,促進(jìn)腸蠕動(dòng),加快糞便的排泄,使致癌物質(zhì)在腸道內的停留時(shí)間縮短,對腸道的不良刺激減少的作用,這是人們利用纖維素分子呈剛性特點(diǎn)來(lái)預防腸癌發(fā)生的成果。