为什么纤维素分子呈刚性

纤维素是一种水溶性好的聚阴离子化合物,其分子呈刚性,不同于甲基纤维素分子呈柔性,这是由纤维素的分子结构式和影响高分子链的柔性因素等决定的。

          

   纤维素分子结构式,如下图:
         
 
  有图而知,纤维素分子是由β-D-葡萄糖残基彼此以1,4-苷键联结而成的,纤维素的分子式为(C6H10O3)n,这是典型的高分子链特征,而高分子链能够改变其构象的性质成为柔顺性。 
  高分子链能够改变其构象的性质成为柔顺性;高分子由一种平衡构象状态转变成另一种平衡构象状态所需时间的长短决定的柔顺性,叫动态柔顺性。
  柔顺性是分子链能够呈现出不同程度卷曲构象状态的性质,柔顺性的大小由分子能呈现多少构象数多少决定的。高分子由于分子量大,分子链中能够内旋转的化学键众多,内旋转使其具有大量不同卷曲程度的构象状态,因而有良好的柔顺性;而小分子中能发生内旋转的化学键少,能呈现的构象数少,因而呈现刚性,不柔顺。

  纤维素柔顺性很差,是刚性的,即影响高分子链的柔性因素是——   
   1、纤维素分子有极性,分子链之间相互作用力很强;
   2、纤维素中的六元吡喃环结构致使内旋转困难;
   3、纤维素分子内和分子间都能形成氢键特别是分子内氢键致使糖苷键不能旋转从而使其刚性大大增加。

      
           

  纤维素是地球上最古老、最丰富的天然高分子,具有吸附大量水分,增加粪便量,促进肠蠕动,加快粪便的排泄,使致癌物质在肠道内的停留时间缩短,对肠道的不良刺激减少的作用,这是人们利用纤维素分子呈刚性特点来预防肠癌发生的成果。