ሴሉሎስን የሚሟሟ ሬጀንት ምንድን ነው?

ሴሉሎስ በ β-1,4-glycosidic ቦንዶች የተገናኙ ብዙ የግሉኮስ ክፍሎች ያሉት ውስብስብ ፖሊሶካካርዴድ ነው. የእጽዋት ሴል ግድግዳዎች ዋና አካል ሲሆን የእጽዋት ሴል ግድግዳዎች ጠንካራ መዋቅራዊ ድጋፍ እና ጥንካሬ ይሰጣል. በረዥሙ ሴሉሎስ ሞለኪውላዊ ሰንሰለት እና ከፍተኛ ክሪስታሊኒቲ ምክንያት ጠንካራ መረጋጋት እና የማይሟሟ ነው።

(1) የሴሉሎስ ባህሪያት እና የመፍታት ችግር

ሴሉሎስ ለመሟሟት አስቸጋሪ የሚያደርጉ የሚከተሉት ባህሪዎች አሉት።

ከፍተኛ ክሪስታሊኒቲ፡ የሴሉሎስ ሞለኪውላዊ ሰንሰለቶች በሃይድሮጂን ቦንዶች እና በቫን ደር ዋልስ ሀይሎች በኩል ጥብቅ የሆነ የላቲስ መዋቅር ይመሰርታሉ።

ከፍተኛ የፖሊሜራይዜሽን ደረጃ፡ የሴሉሎስ ፖሊሜራይዜሽን (ማለትም የሞለኪውላር ሰንሰለት ርዝመት) ከፍተኛ ነው፣ አብዛኛውን ጊዜ ከመቶ እስከ ሺዎች ከሚቆጠሩ የግሉኮስ ክፍሎች ይደርሳል፣ ይህም የሞለኪዩሉን መረጋጋት ይጨምራል።

የሃይድሮጅን ቦንድ ኔትወርክ፡ የሃይድሮጅን ቦንዶች በሴሉሎስ ሞለኪውላዊ ሰንሰለቶች መካከል እና በመካከላቸው በስፋት ይገኛሉ፣ ይህም በአጠቃላይ መሟሟት ለማጥፋት እና ለመሟሟት አስቸጋሪ ያደርገዋል።

(2) ሴሉሎስን የሚሟሟ ሬጀንቶች

በአሁኑ ጊዜ ሴሉሎስን ውጤታማ በሆነ መንገድ ሊሟሟት የሚችሉት የታወቁ ሪጀንቶች በዋናነት የሚከተሉትን ምድቦች ያካትታሉ።

1. አዮኒክ ፈሳሾች

አዮኒክ ፈሳሾች ኦርጋኒክ cations እና ኦርጋኒክ ወይም inorganic anion የተዋቀረ ፈሳሾች ናቸው, አብዛኛውን ጊዜ ዝቅተኛ ተለዋዋጭ, ከፍተኛ የሙቀት መረጋጋት እና ከፍተኛ ማስተካከያ. አንዳንድ አዮኒክ ፈሳሾች ሴሉሎስን ሊሟሟት ይችላል፣ እና ዋናው ዘዴ በሴሉሎስ ሞለኪውላዊ ሰንሰለቶች መካከል ያለውን የሃይድሮጂን ትስስር መስበር ነው። ሴሉሎስን የሚያሟሙ የተለመዱ ionክ ፈሳሾች የሚከተሉትን ያካትታሉ:

1-Butyl-3-ሜቲሊሚዳዞሊየም ክሎራይድ ([BMIM] Cl)፡- ይህ አዮኒክ ፈሳሽ ሴሉሎስን ከሃይድሮጂን ቦንዶች ጋር በሴሉሎስ ውስጥ በሃይድሮጂን ቦንድ ተቀባይ አካላት በመገናኘት ይሟሟል።

1-Ethyl-3-ሜቲሊሚዳዞሊየም አሲቴት ([EMIM][Ac])፡- ይህ አዮኒክ ፈሳሽ በአንጻራዊ ሁኔታ መለስተኛ በሆኑ ሁኔታዎች ውስጥ ከፍተኛ የሴሉሎስን ክምችት ሊሟሟ ይችላል።

2. አሚን ኦክሳይድ መፍትሄ
አሚን ኦክሲዳንት መፍትሄ እንደ ዲኤቲላሚን (DEA) እና የመዳብ ክሎራይድ ድብልቅ መፍትሄ [Cu (II) -ammonium solution] ይባላል፣ እሱም ሴሉሎስን ሊሟሟ የሚችል ጠንካራ የማሟሟት ስርዓት ነው። የሴሉሎስን ክሪስታል መዋቅር በኦክሳይድ እና በሃይድሮጂን ትስስር ያጠፋል, የሴሉሎስ ሞለኪውላዊ ሰንሰለት ለስላሳ እና የበለጠ የሚሟሟ ያደርገዋል.

3. የሊቲየም ክሎራይድ-ዲሜቲልአሲታሚድ (LiCl-DMAc) ስርዓት
የሊሲኤል-ዲኤምኤክ (ሊቲየም ክሎራይድ-ዲሜቲኤታሚድ) ስርዓት ሴሉሎስን ለመሟሟት ከታወቁት ዘዴዎች አንዱ ነው። LiCl ለሃይድሮጂን ቦንዶች ውድድር ሊፈጥር ይችላል፣በዚህም በሴሉሎስ ሞለኪውሎች መካከል ያለውን የሃይድሮጂን ትስስር መረብ ያጠፋል ፣ዲኤምኤክ እንደ ሟሟ ከሴሉሎስ ሞለኪውላዊ ሰንሰለት ጋር ጥሩ መስተጋብር ይፈጥራል።

4. ሃይድሮክሎሪክ አሲድ / ዚንክ ክሎራይድ መፍትሄ
የሃይድሮክሎሪክ አሲድ/ዚንክ ክሎራይድ መፍትሄ ሴሉሎስን ሊቀልጥ የሚችል ቀደም ብሎ የተገኘ ሪአጀንት ነው። በዚንክ ክሎራይድ እና ሴሉሎስ ሞለኪውላዊ ሰንሰለቶች እና ሃይድሮክሎሪክ አሲድ በሴሉሎስ ሞለኪውሎች መካከል ያለውን የሃይድሮጂን ትስስር በማጥፋት መካከል ያለውን የቅንጅት ውጤት በመፍጠር ሴሉሎስን መፍታት ይችላል። ነገር ግን, ይህ መፍትሄ ለመሳሪያዎች በጣም የሚበላሽ እና በተግባራዊ አተገባበር የተገደበ ነው.

5. Fibrinolytic ኢንዛይሞች
ፋይብሪኖሊቲክ ኢንዛይሞች (እንደ ሴሉላሴስ ያሉ) የሴሉሎስን መበስበስ ወደ ትናንሽ ኦሊጎሳካካርዴድ እና ሞኖሳካካርዴዶች በማጣራት ሴሉሎስን ይቀልጣሉ። ይህ ዘዴ በባዮዲግሬሽን እና በባዮማስ ልወጣ መስክ ሰፊ አፕሊኬሽኖች አሉት፣ ምንም እንኳን የመሟሟት ሂደት ሙሉ በሙሉ ኬሚካላዊ መሟሟት ባይሆንም ባዮካታላይዝስ ነው።

(3) የሴሉሎስ መሟሟት ዘዴ

የተለያዩ ሬጀንቶች ሴሉሎስን ለመበተን የተለያዩ ዘዴዎች አሏቸው ፣ ግን በአጠቃላይ እነሱ በሁለት ዋና ዋና ዘዴዎች ሊወሰዱ ይችላሉ ።
የሃይድሮጂን ቦንዶች መጥፋት፡- በሴሉሎስ ሞለኪውላዊ ሰንሰለቶች መካከል ያለውን የሃይድሮጂን ትስስር በሃይድሮጂን ቦንድ ምስረታ ወይም ionክ መስተጋብር ማጥፋት፣ ይህም እንዲሟሟ ያደርገዋል።
የሞለኪውላር ሰንሰለት ማስታገሻ፡ የሴሉሎስ ሞለኪውላር ሰንሰለቶች ልስላሴን መጨመር እና የሞለኪውላር ሰንሰለቶችን በአካላዊ ወይም ኬሚካላዊ መንገዶች ክሪስታሊኒቲ በመቀነስ በሟሟ ውስጥ ሊሟሟ ይችላል።

(4) የሴሉሎስ መሟሟት ተግባራዊ አተገባበር

ሴሉሎስ መሟሟት በብዙ መስኮች ጠቃሚ መተግበሪያዎች አሉት፡-
የሴሉሎስ ተዋጽኦዎችን ማዘጋጀት፡ ሴሉሎስን ካሟሟ በኋላ በኬሚካላዊ መልኩ በሴሉሎስ ኤተርስ፣ ሴሉሎስ ኢስተር እና ሌሎች ተዋጽኦዎች በምግብ፣ በመድኃኒት፣ በሽፋን እና በሌሎችም መስኮች በስፋት ጥቅም ላይ የሚውሉትን ለማዘጋጀት ተጨማሪ ኬሚካላዊ ለውጥ ሊደረግ ይችላል።
ሴሉሎስን መሰረት ያደረጉ ቁሶች፡ የተሟሟ ሴሉሎስ፣ ሴሉሎስ ናኖፋይበርስ፣ ሴሉሎስ ሽፋን እና ሌሎች ቁሳቁሶችን በመጠቀም ማዘጋጀት ይቻላል። እነዚህ ቁሳቁሶች ጥሩ ሜካኒካዊ ባህሪያት እና ባዮኬሚካላዊነት አላቸው.
ባዮማስ ኢነርጂ፡- ሴሉሎስን በማሟሟትና በማዋረድ እንደ ባዮኤታኖል ያሉ ባዮፊዩል ለማምረት ወደሚፈላለለው ስኳርነት በመቀየር የታዳሽ ሃይልን ልማት እና አጠቃቀምን ለማሳካት ይረዳል።

የሴሉሎስ መሟሟት ብዙ ኬሚካላዊ እና አካላዊ ዘዴዎችን የሚያካትት ውስብስብ ሂደት ነው. አዮኒክ ፈሳሾች, አሚኖ ኦክሳይድ መፍትሄዎች, LiCl-DMAc ስርዓቶች, የሃይድሮክሎሪክ አሲድ / ዚንክ ክሎራይድ መፍትሄዎች እና ሴሎሊቲክ ኢንዛይሞች ሴሉሎስን ለማሟሟት ውጤታማ ወኪሎች እንደሆኑ ይታወቃሉ. እያንዳንዱ ወኪል የራሱ የሆነ ልዩ የመፍቻ ዘዴ እና የመተግበሪያ መስክ አለው። የሴሉሎስን የመፍቻ ዘዴን በጥልቀት በማጥናት የበለጠ ቀልጣፋ እና ለአካባቢ ተስማሚ የሆኑ የመሟሟት ዘዴዎች እንደሚዘጋጁ ይታመናል, ይህም ሴሉሎስን ለመጠቀም እና ለማዳበር ብዙ እድሎችን ይሰጣል.