Химические свойства

Целлюлоза почти не обладает восстановительными свойствами и не дает других реакций карбонильной группы, характерных для моносахаридов. Например, она восстанавливает фелингову жидкость в сотни раз слабее, чем глюкоза, что обусловлено наличием лишь одного глюкозного остатка со свободным полуацетальным гидроксилом на сотни глюкозных остатков, не имеющих свободных полуацетальных гидроксилов.

Как и глюкозе, целлюлозе свойственны реакции многоатомного спирта, так как каждый элементарный остаток С6Н10О5 содержит три спиртовых гидроксила. В связи с этим формулу целлюлозы часто сокращенно пишут в виде [С6Н7О2(ОН)3]n (вследствие большой величины п концевые остатки глюкозы, содержащие по 4 свободных гидроксила, практически не влияют на ее свойства и могут не учитываться).

При нагревании целлюлоза разлагается, не плавясь. В присутствии кислорода заметное разложение наступает уже при температуре около 100° С. Без доступа кислорода чрезвычайно медленное разложение начинается, по-видимому, лишь при 140—150° С, незначительно ускоряясь при повышении температуры до 250—260° С. Выше 260° С, однако, происходит бурное разложение целлюлозы с выделением сложной смеси летучих органических соединений и воды.

Все важнейшие реакции целлюлозы связаны либо с расщеплением ее макромолекулы при действии гидролизующих агентов или окислителей, либо с получением производных целлюлозы как многоатомного спирта. В последнем случае скелет макромолекулы (полимерная цепь) может не затрагиваться, а изменению подвергаются лишь функциональные группы (спиртовые гидроксилы).

Гидролиз целлюлозы происходит под влиянием кислых катализаторов, которые сильно ускоряют гидролиз гликозидных связей, весьма стойких к действию щелочей. Этот процесс имеет важное значение в технике, он служит основой производства этилового спирта гидролизом древесины с последующим сбраживанием образовавшейся при гидролизе глюкозы.

При действии окислителей (озон, перекись водорода, хлорноватистая кислота и ее соли, разбавленная азотная кислота, перманганат и т. п.) получаются сложные смеси продуктов окисления, носящие собирательное название оксицеллюлоз.

При окислении механическая прочность целлюлозных материалов падает. Характерные химические изменения состоят в повышении содержания карбонильных групп, появлении карбоксильных групп и в более или менее интенсивном разрыве полимерных цепей. Процессы окисления целлюлозы играют большую роль в технике, особенно при белении тканей; здесь чрезмерная интенсивность окислительного процесса может привести к уменьшению прочности и даже к разрушению ткани.