Промышленность

Общая масса «живого вещества» на Земле (растительного, животного, бактериального) – 2500 миллиардов тонн, а ежегодное воспроизводство его за счет энергии Солнца, углекислого газа и воды составляет величину порядка 400 миллиардов тонн. В этих 400 миллиардах тонн запасается 5-Ю21 калорий энергии. Одна четверть от ежегодного производства растительного и животного вещества приходится на целлюлозу, крахмал и другие углеводы растительной ткани. Универсальным источником углерода, непрерывно и в огромных масштабах вовлекаемого в кругооборот жизни на Земле, является атмосферный углекислый газ.

В растительном мире самый распространенный полисахарид – целлюлоза. Она входит в состав клеточных стенок всех высших растений и выполняет функции конструкционкого материала, обеспечивающего высокую механическую прочность и эластичность растительной ткани. Макромолекулы целлюлозы состоят из D-глюкопиранозных звеньев, соединенных друг с другом Р-(1-4)-0- гликозидными связями (7). Полный гидролиз целлюлозы приводит к чистой D-глюкозе. Если учесть то обстоятельство, что ежегодно на Земле за счет фотосинтеза образуется около 100 миллиардов тонн целлюлозы (цифра, конечно, приблизительная), можно смело утверждать, что среди всех органических соединений самое распространенное вещество – глюкоза. Еще в 1819 году француз Анри Браконно получил глюкозу действием разбавленной минеральной кислоты на древесные опилки и тем самым открыл практически неисчерпаемый источник этого ценного вещества.

Несмотря на обилие гидрофильных групп в структуре целлюлозы, она практически нерастворима в воде. Этот на первый взгляд парадоксальный факт объясняется тем, что в природной целлюлозе макромолекулы связаны друг с другом весьма прочными водородными связями. В результате структурно-химических исследований установлено, что целлюлозные волокна состоят из надмолекулярных образований с высокой степенью упорядоченности углеводных звеньев и аморфных областей с более «рыхлой», менее упорядоченной структурой.