木素
正文
一種芳香族高分子化合物，存在於木化植物中，其化學結構十分複雜，它在植物組織中起增強作用。簡史 1838年法國化學家A.帕揚用硝酸處理木材時得到一種纖維狀的不溶解組分，稱為纖維素；被硝酸溶解的組分的含碳量比纖維素高，稱為結殼物質。1865年F.舒爾策將溶解的組分稱為lignin(中譯名為木素)，該詞來源於拉丁文lignum，原義是“木材”。
雖然木素已被發現一百多年，但其化學結構還沒有完全弄清。現在公認木素是由三種初級前驅物（松柏醇、芥子醇、p-香豆醇）經酶脫氫聚合形成的一種天然植物高分子。
1897年P.克拉森提出木素的形成與松柏醇有關。20世紀30～50年代，K.J.弗羅伊登貝格根據氧化反應並利用示蹤原子進一步證實了木素是由松柏醇及其有關的化合物脫氫而形成的。
類別 木素可分為兩類：
① 愈創木基木素類 存在於針葉材和一些隱花植物中，含量分別為24％～34％和15％～30％，此類木素含80％～96％愈創木基丙烷單元（針葉應壓材中的木素除外，只含70％左右），其他還有對羥苯基丙烷單元和很少的紫丁香基丙烷單元。在針葉材木素中只含痕量的香草酸和阿魏酸酯基。
② 愈創木基(V)－紫丁香基(S)木素類 存在於闊葉材中,一般含量為16％～24％，S/V＝1～5；熱帶闊葉材含量為25％～33％,S/V較一般的低；某些特殊針葉材含量為23％～32％,S/V＝1～3；草類(如穀草及竹等)含量為17％～23％，S/V＝0.5～1.0，其中還有7％～12％的酯類，主要是對香豆酸和阿魏酸的酯。由於這些酯鍵並不是真正結合到脫氫聚合物上去的，因此這種草木素應歸愈創木基－紫丁香基木素類中。
在針葉材中木素是均勻的，但在闊葉材中卻是非均勻的，其纖維的細胞次生壁中有高含量的紫丁香基木素，細胞角隅和細胞間層中是愈創木基型木素，導管壁中主要也是愈創木基木素。
結構 在針葉材和闊葉材中，木素中各結構單元之間的連線方式和各種鍵型的百分數不完全相同，但均以芳基甘油－β－芳基醚結構為主。
現以雲杉的磨木木素為例說明各種鍵型的百分數：①芳基甘油－β－芳基醚結構（見結構式a）48％；②甘油醛－2－芳基醚結構(b)2％;③非環的苯基芳基醚結構(c)6％～8％；④苯基香豆滿結構(d)9％～12％;⑤2或6位的縮合結構(e)2.5％～3％;⑥二苯基結構(f)9.5％～11％；⑦二苯基醚結構(g)3.5％～4％；⑧1,2－二芳基丙烷結構(h)7％;⑨β-β聯接結構(i)2％；⑩醌縮酮結構(j)痕量。各鍵型的結構式為：
木素與半纖維素之間存在著共價鍵。木素主要通過阿拉伯糖基、木糖基以及半乳糖基與半纖維素聯接。
套用 木素是一種極其豐富的天然資源，還有待於開發利用。現在，製漿工業廢液中的木素主要作為燃料。亞硫酸鹽法製漿廢液中的木素磺酸鹽可用作膠粘劑、螯合劑、工業洗淨劑、水的軟化劑、乳化劑和乳液穩定劑、單寧補充劑、水泥添加劑、石油鑽井分散劑和土壤穩定劑等。
此外，也可用木素磺酸製備香草素、香草酸等。硫酸鹽法製漿廢液中的木素可以製備含硫的脂肪族化合物，如二甲基亞碸、二甲基碸和二甲基硫化物等。
參考書目
E.Adler, Wood Science and Technology, Vol. 11,Springer-Verlag, Heidelberg,1977.
