ЕСБЕ-Клітковина в хімії
| ← Клітковина, в ботаніці | Клітковина, в хімії Енциклопедичний словник Брокгауза та Єфрона | Клітковина, в зоології → |
| Словник: Гас - Коайє.Джерело:т. XV (1895): Гас - Коайє, с. 438-440 (скан · індекс) |
Клітковина(хім.) [1] абоцелюлоза(фр. та англ. cellulose, нім. Cellulose, Zellstoff). — Так позначається вуглевод складу C6H10O5 з групи цукроколоїдів (див. Гідрати вуглецю), який, утворюючи головну складову частину речовини оболонок рослинних волокон і клітин (звідки й назва К.), знаходиться в тканинах усіх без винятку вищих рослин і в більшості нижчих. У тканинах тварин До., вірніше - особливий вид її, знайдена лише у тунікат та деяких асцидій (див. Туніцин). У своєму природному стані До. порівняно рідко зустрічається в чистому вигляді (волокна бавовни, оболонки дуже молодих клітин і деякі ін.), більшою ж частиною знаходиться в поєднанні або суміші з іншими мінеральними та органічними речовинами (див. Волокна рослин та Інкрустуюча речовина). Штучно До. не отримана і видобувається виключно з природних продуктів за допомогою їх обробки. Способи ізолювання К. з рослинних волокон і тканин, що застосовуються в техніці, частково вказані в ст. Волокна рослин та інкрустуюча речовина, докладніше вони розглядаються в ст. Целюлоза. У лабораторіях для отримання чистої К. піддають послідовному вилученню водою, спиртом, ефіром, слабкими розчинами лугів і кислот (у числі останніх і розведеної фтористо-водневої [плавикової] кислотою, для видалення кремнекислоти, що становить головну частину золи) бавовну, льон, серцевину бузини , частіше користуються вибіленими бавовняною та лляною пряжею та тканинами, а такожхорошими сортами пропускної (шведської) папери, т. е. матеріалами, у яких більша чи менша чистота складової їх До. досягнуто вже за індустріальної їх обробці. Для отримання До. з деревини та ін пологів інкрустованих тканин застосовують зазвичай методи, які служать і для кількісного визначення К. і неклітковини при аналізі названих тканин. Такі, наприклад, методи: 1) Ф. Шульце-Геннеберга, заснований на окисленні підмішок К. сумішшю азотної кислоти і бертолетової солі, 2) Гуго Міллера - на окисленні їх бромною водою і 3) Ланге - на руйнівній дії міцного розчину їдкого калі високої температури (див. Інкрустуюча речовина). При добуванні До. в лабораторіях у більш менш значних кількостях Гофмейстер (1888) рекомендує замінювати в способі Ф. Шульце-Геннеберга азотну кислоту соляної (питомої ваги 1,05). Застосовують також дію хлорної води (Фремі і Террейль, 1868), вологого і газоподібного хлору (Крос і Беван, 1880), слабкої (5%) азотної кислоти при 50-60 ° (Крос і Беван, 1891) або суміші слабкої азотної кислоти з сірчаної при 60 ° (Ліфшиц, 1891). Отримана всіма цими способами До. повністю зберігає форму і будову волокон або клітин тканини, з якої сталася; але якщо її розчинити в аміачному розчині окису міді (так званий реактив Швейцера, єдиний розчинник для До., див. Волокна рослин) і знову осадити кислотою, то таким шляхом може бути отримана і у вигляді цілком безструктурного, аморфного білого порошку. Властивості До. встановлені переважно на підставі вивчення До. волокон бавовни (див. Волокна рослин), з якою цілком тотожна в хімічному відношенні До. льону, а також деякі інші види. В даний час, однак, вже накопичилося досить значне число спостережень, що показують, що далеко не ввсіх випадках До. є з тими самими властивостями, але, зберігаючи найголовніші риси характеру, властивого До. бавовни, виявляє, залежно від походження, і деякі істотні відмінності. Є також вказівки і зміни у властивостях До. під впливом обробки її тими чи іншими реагентами [2] . Найголовніші відмінності стосуються реакції гідролізу під впливом кислот і дії лугів. Якщо К. волокон бавовни (вату) розчинити в міцній сірчаній кислоті і потім отриманий розчин, розбавивши водою, кип'ятити тривалий час, то вона, гідролізуючись, перетворюється на глюкозу (декстрозу або виноградний цукор, Braconnot, 1819). Як проміжний продукт при цьому виходять, дивлячись за умовами, різного складу целюлозно-сірчані кислоти (див. Волокна рослин), з яких при дії спирту, що забирає сірчану кислоту, може бути виділено декстриноподібне тіло (Holzdextrin), відрізняється від звичайного декстрину (див.) меншою обертальною здатністю (= +88,9°) і меншою розчинністю відповідного двонитропохідного C6H8(NO2)2O5 в 90° спирті (Béchamp, 1860). Флешиг в 1884 р. підтвердив спостереження Браконно і показав, що декстроза представляє єдиний кінцевий продукт гідролізу К. бавовни і що ніяких інших глюкоз при цьому не утворюється. Ці дані дозволяють розглядати до. або навіть 18, судячи з того, що для деяких декстрін слід прийняти часткові формули з числом атомів вуглецю не меншим 72 або 108, а частка К., без сумніву, складніше частинок декстринів, навіть найбільш складних. Що стосується клітковин іншого походження, то багато з нихпри гідролізі так само дають декстрозу, як це виявляють досліди Е. Шульце (1892) над До. з деревини червоної ялини, з стебел червоної конюшини і з насіння багатьох рослин, але той же дослідник при гідролізі цілком чистої [3] До. кавових зерен, кокосового горіха та деяких ін. отримав поряд з декстрозою та значну кількість іншої гексози, а саме - маннози, що дозволяє вважати цей вид К. за змішаний ангідрид глюкози та маннози [4] . Е. Шульце називає йогоманнозо-целюлозоюі вказує (1893) на те, що і в деяких інших відносинах маннозо-целюлоза представляє відмінність від звичайної К., а саме вона не осаджується з розчину в Швейцеровом реактиві вуглекислотою і не дає синього фарбування із хлорцинкйодом. Особливий вид До. (ксилозо-целюлозу?), можливо, треба прийняти в До., виділеної з лушпиння насіння лупинуса (E. Schulze, 1890) і з деревини бука (Winterstein, 1892), бо вона, незважаючи на очищення при перегонці з розведеною сірчаною кислотою [5] дає значну кількість фурфуролу. Здатність давати у зазначених умовах фурфурол характерна для пентоз та їх ангідридних похідних, як-от, наприклад, ксилан (див. Інкрустуюча речовина), і майже зовсім відсутня у глюкози, яка при перегонці з розведеною сірчаною або соляною кислотою утворює левулінову кислоту (Tollens u. , 1888 р.) і лише сліди фурфуролу. Виділити, однак, пентозу з продуктів гідролізу цього виду К. не вдалося, хоча луг і витягає з неї, при тривалому дигерування на холоді, кілька ксилана (Schulze, 1891). З реактивом Віснера (суміш флороглюцину з соляною кислотою) розглянута К. дає, подібно до ксилози або ксилану, вишнево-червоне фарбування лише при нагріванні, а на холоді ні цей реактив, ні суміш пірола з соляноюкислотою забарвлення не дає, що повинно, мабуть, виключати припущення про нечистоту препарату, що досліджується (пор. інкрустуюча речовина). Підмісь пентози знайдено Вінтерштейном у продуктах гідролізу К. деяких грибів (Polyporus) [6] . За винятком перерахованих особливостей, обидва види змішаних До. у всіх інших відносинах повторюють властивості звичайної До. Що стосується складу, то для маннозо-целюлози він повинен виражатися формулою С6H10О5, як і для звичайної До., але ксилозо-целюлоза повинна містити вуглецю трохи більше відповідно більшому вмісту вуглецю в ангідриді ксилози C5H8O4 (C=45,45%) порівняно з ангідридом глюкози С6Н10О5 (С=44,44%).
Дія слабких розчинів лугів на До. різного походження вивчалася головним чином Гофмейстером (1886) та Вінтерштейном (1892). У той час як До. волокон бавовни слабкими розчинами лугів майже не змінюється, До., що виділяється з різних видів одеревенілих тканин, розчиняється в них більш менш значно. Так, за Вінтерштейном, К. з деревини ялини, при обробці протягом 4 днів на холоді 5% розчином їдкого натру, розчиняється в кількості близько 4% її ваги, а К. бука - в кількості 17,4%; при дії 10% їдкого натру в розчин переходять ще більші кількості К., а саме, першої - 45%, а другий - 31%. За Гофмейстером, До., отримана з деревини кедра, сосни, липи, червоного дерева, з пшеничних висівок, картоплі та багато іншого, за допомогою обробки цих речовин сумішшю соляної кислоти з бертолетової сіллю [7] , також більшою чи меншою мірою розчиняється в 5%-му їдкому натрі, а К. з ісландського моху і з деяких бацил розчиняється навіть націло (остання і в 1%-му розчині їдкого натру). Розчинна в лугах модифікація До. осаджується з лужного розчину при дії кислоті після висушування представляє білий пухкий порошок або жовтувату гуміподібну масу, на вигляд подібну до деревної камеді (див.), але має склад звичайної К. (C6H10O5), розчинну в реактиві Швейцера і здатну давати синє забарвлення з хлорцинкйодом. Останні властивості, однак, вона виявляє тим важче, чим легше розчиняється у лугах. Але що особливо примітно, так це легка розчинність її при кип'ятінні в слабкій сірчаній кислоті, що супроводжується оцукрюванням з перетворенням на декстрозу. Так, вже 1% сірчана кислота переводить в розчин 47% її ваги, а 5% -я - розчиняє сповна (Гофмейстер). Як відомо, звичайна К. слабкими кислотами при кип'ятінні не змінюється, що становить для неї (разом з розчинністю в реактиві Швейцера і здатністю давати при гідролізі декстрозу) характеристичний ознака, що відрізняється від інших схожих вуглеводів (ксилан, арабін, парагалактан і т.п. ., див. Інкрустуюча речовина) - так званих напівклітин абогеміцелюлоз, за позначенням Е. Шульце. Здатність частково розчинятися при кип'ятінні в слабкій сірчаній кислоті (1 1 /4% SO3) з перетворенням на цукристу речовину констатована Гофмейстером для більшості клітковин, одержуваних з одерев'янілих волокон за допомогою обробки останніх сумішшю соляної кислоти і бертолетової солі, і без попереднього розчину. . Те ж саме спостережено і Вінтерштейном по відношенню до К. (обробленою сумішшю Шульце) ялини, бука, пшеничних висівок, червоної конюшини, насіння лупинуса і зерен кави, яка при 1-годинному кип'ятінні з 1 1/4% сірчаною кислотою розчиняється в кількості від 1,5 до 3%. Більш міцна (5%) сірчана кислота розчиняє від 4,3% (лупінус) до 8,4% (кава). До., дві доби сушилася при 105° або оброблена попередньо 5%-м розчином їдкого натру,розчиняється в сірчаній кислоті з більшою легкістю (Вінтерштейн, СР також ст. Волокна рослин).