Experimenteliste zu den Kohlenhydraten

Cellulose ist ein Polysaccharid. Etwa 1.000 bis 14.000 Glucose-Moleküle sind zu einer langen Kette verknüpft. Es handelt sich dabei um eine ß-glykosidische Bindung zwischen den C-Atomen 1 und 4. Die C6-Seitenkette ist nicht beteiligt, so dass die Cellulosemoleküle nicht verzweigt sind.

Die ß-(1-> 4)-glykosidische Bindung führt dazu, dass die aufeinander folgenden Glucose-Bausteine jeweils um 180 ° gegeneinander verdreht sind. Damit bilden die Makromoleküle (anders als die spiraligen Moleküle der Amylose lange, gerade Ketten.

Bild 1: Cellulosemolekül (Graphik: Cornelsen)

Vereinfacht kann man die Ketten auch so zeichnen:

Bild 2: Vereinfachte Darstellung eines Cellulosemoleküls
(Graphik: Cornelsen)

Es kommt noch zu einer Versteifung der Molekülketten, indem sich zwischen den CH₂OH-Gruppen eines Glucosebausteins und Hydroxylgruppen des nächsten Bausteins Wasserstoffbrücken ausbilden. Aber auch der Ringsauerstoff kann beteiligt sein.

Die geraden, gestreckten Ketten legen sich parallel und bilden auf diese Weise lange Bündel, die Cellulosefasern. Deren bekannte Stabilität beruht auf der Bildung von Wasserstoffbrücken, diesmal aber zwischen den einzelnen Ketten. Einige zeigt die folgende, besonders stark vereinfachte Graphik.

Bild 3: Wasserstoffbrücken zwischen zwei Cellulose-Molekülketten
(Graphik: Cornelsen)

Damit sind viele der OH-Gruppen der Cellulose blockiert. Aus diesem Grunde sind Cellulosefasern eher wasserabweisend und quellen deshalb in Wasser wenig auf. Sie sind sogar eher in der Lage, untereinander und mit anderen Stoffen (wie zum Beispiel mit dem Graphit aus dem Bleistift) unpolare van der Waals-Bindungen einzugehen.

Die gleichen Bindungsarten bestehen zwischen Cellulose und dem Stützmaterial der Fasern, Lignin. In das sind die Fasern bei älteren Pflanzen eingebettet. Diese Pflanzen verholzen.

Um zur Herstellung von Cellulose (zum Beispiel zur Papierherstellung) das Lignin abzutrennen, müssen die Wasserstoffbrücken und die van der Waals-Bindungen zwischen Cellulose und Lignin getrennt werden. Darauf beruhen die entsprechenden Verfahren.

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