செல்லுலோஸைக் கரைக்கும் வினைப்பொருள் எது?

செல்லுலோஸ் என்பது β-1,4-கிளைகோசிடிக் பிணைப்புகளால் இணைக்கப்பட்ட பல குளுக்கோஸ் அலகுகளைக் கொண்ட ஒரு சிக்கலான பாலிசாக்கரைடு ஆகும். இது தாவர செல் சுவர்களின் முக்கிய அங்கமாகும், மேலும் தாவர செல் சுவர்களுக்கு வலுவான கட்டமைப்பு ஆதரவையும் கடினத்தன்மையையும் அளிக்கிறது. நீண்ட செல்லுலோஸ் மூலக்கூறு சங்கிலி மற்றும் அதிக படிகத்தன்மை காரணமாக, இது வலுவான நிலைத்தன்மை மற்றும் கரையாத தன்மையைக் கொண்டுள்ளது.

(1) செல்லுலோஸின் பண்புகள் மற்றும் கரைவதில் சிரமம்

செல்லுலோஸ் கரைவதை கடினமாக்கும் பின்வரும் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது:

அதிக படிகத்தன்மை: செல்லுலோஸ் மூலக்கூறு சங்கிலிகள் ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகள் மற்றும் வான் டெர் வால்ஸ் விசைகள் மூலம் இறுக்கமான லேட்டிஸ் அமைப்பை உருவாக்குகின்றன.

அதிக அளவு பாலிமரைசேஷன்: செல்லுலோஸின் பாலிமரைசேஷன் அளவு (அதாவது மூலக்கூறு சங்கிலியின் நீளம்) அதிகமாக உள்ளது, பொதுவாக நூற்றுக்கணக்கான முதல் ஆயிரக்கணக்கான குளுக்கோஸ் அலகுகள் வரை இருக்கும், இது மூலக்கூறின் நிலைத்தன்மையை அதிகரிக்கிறது.

ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு வலையமைப்பு: செல்லுலோஸ் மூலக்கூறு சங்கிலிகளுக்கு இடையில் மற்றும் உள்ளே ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகள் பரவலாக உள்ளன, இதனால் பொதுவான கரைப்பான்களால் அழிக்கப்பட்டு கரைக்கப்படுவது கடினம்.

(2) செல்லுலோஸைக் கரைக்கும் வினைப்பொருட்கள்

தற்போது, ​​செல்லுலோஸை திறம்பட கரைக்கக்கூடிய அறியப்பட்ட வினையாக்கிகள் முக்கியமாக பின்வரும் வகைகளை உள்ளடக்குகின்றன:

1. அயனி திரவங்கள்

அயனி திரவங்கள் என்பவை கரிம கேஷன்கள் மற்றும் கரிம அல்லது கனிம அனான்களால் ஆன திரவங்கள் ஆகும், அவை பொதுவாக குறைந்த நிலையற்ற தன்மை, அதிக வெப்ப நிலைத்தன்மை மற்றும் அதிக சரிசெய்தல் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளன. சில அயனி திரவங்கள் செல்லுலோஸைக் கரைக்க முடியும், மேலும் முக்கிய வழிமுறை செல்லுலோஸ் மூலக்கூறு சங்கிலிகளுக்கு இடையிலான ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளை உடைப்பதாகும். செல்லுலோஸைக் கரைக்கும் பொதுவான அயனி திரவங்கள் பின்வருமாறு:

1-பியூட்டைல்-3-மெத்திலிமிடசோலியம் குளோரைடு ([BMIM]Cl): இந்த அயனி திரவம், ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு ஏற்பிகள் மூலம் செல்லுலோஸில் உள்ள ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளுடன் வினைபுரிவதன் மூலம் செல்லுலோஸைக் கரைக்கிறது.

1-எத்தில்-3-மெத்திலிமிடசோலியம் அசிடேட் ([EMIM][Ac]): இந்த அயனி திரவம் ஒப்பீட்டளவில் லேசான நிலைமைகளின் கீழ் அதிக செறிவுள்ள செல்லுலோஸைக் கரைக்கும்.

2. அமீன் ஆக்ஸிஜனேற்றக் கரைசல்
டைஎதிலமைன் (DEA) மற்றும் காப்பர் குளோரைடு ஆகியவற்றின் கலப்பு கரைசல் போன்ற அமீன் ஆக்ஸிஜனேற்ற கரைசல் [Cu(II)-அம்மோனியம் கரைசல்] என்று அழைக்கப்படுகிறது, இது செல்லுலோஸைக் கரைக்கக்கூடிய ஒரு வலுவான கரைப்பான் அமைப்பாகும். இது ஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு மூலம் செல்லுலோஸின் படிக அமைப்பை அழித்து, செல்லுலோஸ் மூலக்கூறு சங்கிலியை மென்மையாகவும் கரையக்கூடியதாகவும் ஆக்குகிறது.

3. லித்தியம் குளோரைடு-டைமெதிலாசெட்டமைடு (LiCl-DMAc) அமைப்பு
LiCl-DMAc (லித்தியம் குளோரைடு-டைமெதிலாசெட்டமைடு) அமைப்பு செல்லுலோஸைக் கரைப்பதற்கான உன்னதமான முறைகளில் ஒன்றாகும். LiCl ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளுக்கு ஒரு போட்டியை உருவாக்க முடியும், இதன் மூலம் செல்லுலோஸ் மூலக்கூறுகளுக்கு இடையிலான ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு வலையமைப்பை அழிக்க முடியும், அதே நேரத்தில் DMAc ஒரு கரைப்பானாக செல்லுலோஸ் மூலக்கூறு சங்கிலியுடன் நன்றாக தொடர்பு கொள்ள முடியும்.

4. ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம்/துத்தநாக குளோரைடு கரைசல்
ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம்/துத்தநாக குளோரைடு கரைசல் என்பது ஆரம்பத்தில் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட ஒரு வினைபொருளாகும், இது செல்லுலோஸைக் கரைக்க முடியும். இது துத்தநாக குளோரைடு மற்றும் செல்லுலோஸ் மூலக்கூறு சங்கிலிகளுக்கு இடையில் ஒரு ஒருங்கிணைப்பு விளைவை உருவாக்குவதன் மூலம் செல்லுலோஸைக் கரைக்கும், மேலும் செல்லுலோஸ் மூலக்கூறுகளுக்கு இடையிலான ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளை அழிக்கும் ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம். இருப்பினும், இந்த கரைசல் உபகரணங்களுக்கு மிகவும் அரிப்பை ஏற்படுத்தும் மற்றும் நடைமுறை பயன்பாடுகளில் குறைவாகவே உள்ளது.

5. ஃபைப்ரினோலிடிக் நொதிகள்
ஃபைப்ரினோலிடிக் நொதிகள் (செல்லுலேஸ்கள் போன்றவை) செல்லுலோஸை சிறிய ஒலிகோசாக்கரைடுகள் மற்றும் மோனோசாக்கரைடுகளாக சிதைப்பதை வினையூக்கி, செல்லுலோஸைக் கரைக்கின்றன. இந்த முறை உயிரியல் சிதைவு மற்றும் உயிரி மாற்றத் துறைகளில் பரந்த அளவிலான பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது, இருப்பினும் அதன் கரைப்பு செயல்முறை முற்றிலும் வேதியியல் கரைப்பு அல்ல, ஆனால் உயிரியல் வினையூக்க பகுப்பாய்வு மூலம் அடையப்படுகிறது.

(3) செல்லுலோஸ் கரைப்பு வழிமுறை

வெவ்வேறு வினைப்பொருட்கள் செல்லுலோஸைக் கரைப்பதற்கு வெவ்வேறு வழிமுறைகளைக் கொண்டுள்ளன, ஆனால் பொதுவாக அவை இரண்டு முக்கிய வழிமுறைகளுக்குக் காரணமாக இருக்கலாம்:
ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளை அழித்தல்: செல்லுலோஸ் மூலக்கூறு சங்கிலிகளுக்கு இடையிலான ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளை போட்டி ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு உருவாக்கம் அல்லது அயனி தொடர்பு மூலம் அழித்து, அதை கரையக்கூடியதாக மாற்றுதல்.
மூலக்கூறு சங்கிலி தளர்வு: செல்லுலோஸ் மூலக்கூறு சங்கிலிகளின் மென்மையை அதிகரிப்பது மற்றும் இயற்பியல் அல்லது வேதியியல் வழிமுறைகள் மூலம் மூலக்கூறு சங்கிலிகளின் படிகத்தன்மையைக் குறைப்பது, இதனால் அவற்றை கரைப்பான்களில் கரைக்க முடியும்.

(4) செல்லுலோஸ் கரைப்பின் நடைமுறை பயன்பாடுகள்

செல்லுலோஸ் கரைப்பு பல துறைகளில் முக்கியமான பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது:
செல்லுலோஸ் வழித்தோன்றல்களைத் தயாரித்தல்: செல்லுலோஸைக் கரைத்த பிறகு, அதை மேலும் வேதியியல் ரீதியாக மாற்றி செல்லுலோஸ் ஈதர்கள், செல்லுலோஸ் எஸ்டர்கள் மற்றும் பிற வழித்தோன்றல்களைத் தயாரிக்கலாம், இவை உணவு, மருத்துவம், பூச்சுகள் மற்றும் பிற துறைகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
செல்லுலோஸ் அடிப்படையிலான பொருட்கள்: கரைந்த செல்லுலோஸ், செல்லுலோஸ் நானோ இழைகள், செல்லுலோஸ் சவ்வுகள் மற்றும் பிற பொருட்களைப் பயன்படுத்தி தயாரிக்கலாம். இந்த பொருட்கள் நல்ல இயந்திர பண்புகள் மற்றும் உயிர் இணக்கத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளன.
உயிரி எரிசக்தி: செல்லுலோஸைக் கரைத்து சிதைப்பதன் மூலம், பயோஎத்தனால் போன்ற உயிரி எரிபொருட்களின் உற்பத்திக்காக நொதிக்கக்கூடிய சர்க்கரைகளாக மாற்றப்படலாம், இது புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றலின் வளர்ச்சி மற்றும் பயன்பாட்டை அடைய உதவுகிறது.

செல்லுலோஸ் கரைதல் என்பது பல வேதியியல் மற்றும் இயற்பியல் வழிமுறைகளை உள்ளடக்கிய ஒரு சிக்கலான செயல்முறையாகும். அயனி திரவங்கள், அமினோ ஆக்ஸிஜனேற்ற கரைசல்கள், LiCl-DMAc அமைப்புகள், ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம்/துத்தநாக குளோரைடு கரைசல்கள் மற்றும் செல்லோலிடிக் நொதிகள் ஆகியவை தற்போது செல்லுலோஸைக் கரைப்பதற்கான பயனுள்ள முகவர்களாக அறியப்படுகின்றன. ஒவ்வொரு முகவருக்கும் அதன் தனித்துவமான கரைப்பு பொறிமுறை மற்றும் பயன்பாட்டுத் துறை உள்ளது. செல்லுலோஸ் கரைப்பு பொறிமுறையின் ஆழமான ஆய்வின் மூலம், செல்லுலோஸின் பயன்பாடு மற்றும் மேம்பாட்டிற்கான அதிக சாத்தியக்கூறுகளை வழங்கும், மிகவும் திறமையான மற்றும் சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த கரைப்பு முறைகள் உருவாக்கப்படும் என்று நம்பப்படுகிறது.