第二章木素第一節

木素的存在及木素的生物合成概述木素是自然界僅次于纖維素的生物多聚體，和半纖維素一起充填細胞壁起加固粘結作用1838年法國Payen將木材用硝酸和氫氧化鈉交替處理，并用酒精和乙醚洗滌，在分離白色絮狀纖維素的同時，得到一種比纖維素含碳量更高的化合物，也就是最初級的木質素。1857年Schulz仔細分離出這種化合物，并稱之為lignin，lignin是從木材的拉丁文lignum衍生而來，中文譯為木質素，也叫木素

隨后其他科學家又提出鹽酸木素法(40%鹽酸)鹽酸-磷酸木素法(36%鹽酸:80%磷酸=3:1)銅氨木素法(沸騰的2%硫酸和銅氨溶液)等1926~1932年Freudenberg發表了許多關于木素的假設，其中重要一點是木素的結構單元象建筑石一樣，經氧化(脫氫)互相縮合形成大分子的從二十世紀30年代以來出現新的研究方法，如1939年Hibbert提出Hibbert酮是云杉木素的降解產物，具有愈創木基丙烷結構Brauns抽提出占木材總量2%-3%的“天然木素50年代后木素分離有了突破，Bj?rkman提出變化小的磨木木素(MWL)1975年Chang等提出用纖維素酶和半纖維素酶處理，再用96%和50%的二氧六環/水提取的纖維素酶木素，這是兩種最好木素分離方法紫外和紅外光譜也應用于木素結構研究。此外，木素模型物合成和木素生物合成也有了發展苯丙烷單元或C9單元木素—由苯丙烷結構單元通過醚鍵、碳碳鍵聯接而成的具有三維空間結構的芳香族高分子化合物木質素在植物體內的作用：

粘接作用

加固作用

防止水分散失無毒，性能優良，應用廣泛木素磺酸鹽廣泛應用于制革、燃料、食品、建筑、工業和農業等木素的基本特征廣泛存在于木本植物中對紫外線有較強的吸收木素大分子化學性質極不穩定不溶于水和一般的有機溶劑與半纖維素之間存在化學鍵聯接，構成LCC，填充在纖維及微細纖維之間木素的存在，使植物挺立，不易腐朽針葉木：25%～35%闊葉木：20%～25%禾本科：15%～25%針葉木：愈創木基丙烷（G）闊葉木：愈創木基丙烷（G）、

紫丁香基丙烷（S）禾本科：愈創木基丙烷（G）、

紫丁香基丙烷（S）、

對羥苯基丙烷（H）

木素的分布：復合胞間層濃度最高，而次生壁的含量最多木素在不同原料中的分布原料草類針葉木闊葉木對-羥苯基，%10-252.5-3.52.5-3.5愈創木基，%25-5090-9525-50紫丁香基，%25-500-150-75不同植物原料中木素結構單元的比例(100個C9結構)Contentsofligninstructuralunitsinligninfromdifferentrawmaterials（in100structuralunitsofC9）針葉木、闊葉木和禾本科植物中的木素結構不相同，不同種類原料中木素也不相同，所以根據目前研究，還是按照三種基本結構類型來分析木素，而不能簡單地分類。木素分布的斯湯（Stone）模型

管胞細胞壁是由很多以木素為主和以碳水化合物為主的薄的同心層所組成。證明木材細胞壁中木素和半纖維素一起成切向同心薄層和纖維素間隔地、不均勻地分布。二、木素的生物合成途徑木質素的生物合成：模擬植物生長過程中木質素形成的途徑，用人工方法合成木質素模型物。生物合成對木質素結構研究的重要意義：由于木質素結構的復雜性、不穩定性及其在細胞壁中與高聚糖之間錯綜復雜的關系，給木素的研究帶來很大困難，研究木素的生物合成對了解木素的形成及確定其化學結構意義重大。細胞壁中木素的堆積1.形成初生壁時，細胞壁并沒有木化，木素還未堆積2.形成S1時，開始在細胞角隅部分木化，并迅速沉積在角隅和復合胞間層中3.次生壁木化是一個漸進的過程，S1層最先木化，其次是S2層，最后S3層，由外至里4.S3形成期，木素的堆積終止木素結構單元的生物合成木素的母體松伯醇

G芥子醇

S（

紫丁香基丙烯醇）香豆醇

H（對羥基苯基丙烯醇）

松柏醇葡萄糖苷形成木素結構示意圖木質素先體的生物合成木質素先體的生物合成高分子木素的形成及其多樣性和調節性在細胞壁上生成的過氧化氫和過氧化氫酶的作用下，木素結構單元被脫氫，