La struttura della cellulosa

La cellulosa è un polimero lineare del cellobiosio, in cui si è già visto come il punto di polimerizzazione è la posizione 4 con legami acetalici di tipo 1-4 beta O.
Generalmente i polimeri della cellulosa sono composti da 2000 fino a 14mila unità.
Nelle piante si trovano sotto forma di microfibrille del diametro che va da 2 a 20 nm, lunghe da 100 a 40 000 nm, e costituiscono la struttura portante della parete cellulare.
cellulosa legami ad idrogeno
Con questo link visualizziamo il presente nel cellobiosio.
Si notino la serie dei legami glucosidici in cui gli Ossigeni sono posti in modo alternato sopra e sotto il piano degli anelli di glucosio e gli anelli di glucopiranosio sono alternati a 180° rispetto al successivo.
La conformazione totalmente equatoriale degli anelli di glucopiranosio legati in modo β-stabilizza la struttura a sedia minimizzandone la flessibilità.
La presenza estesa di legami ad idrogeno nel filamento e tra differenti filamenti di cellulosa porta il polimero ad assumere una struttura cristallina che è insolubile in acqua dando anche estese interazioni idrofobiche interne. Si notino i
Il cristallo naturale della cellulosa è costituito da una struttura I metastabile con tutti i filamenti paralleli senza legami ad idrogeno tra filamenti, e contiene due fasi coesistenti di Cellulosa triclina e cellulosa monoclina in proporzioni che dipendono dalla sua origine. La struttura triclina si trova nelle alghe e batteri mentre la monoclina prevale nelle piante superiori.
Quando viene ricristallizzata da CS2 si trasforma nella forma stabile di Cellulosa II monoclina con arrangiamenti antiparalleili ed alcuni legami ad idrogeno tra catene.
L’acqua non riesce a penetrare la cellulosa cristallina, ma la forma amorfa assorbe acqua divenendo soffice e flessibile.
Parte di quest’acqua non gela ma è semplicemente intrappolata. Se la cellulosa ha alta cristallinità, essa lega a sé meno acqua attraverso il legame ad idrogeno.
Ma alcuni prodotti di cellulosa fibrosa possono trattenere considerevoli quantità di acqua nei pori e nelle sue cavità tipiche a cannuccia; l’abilità a trattenere l’acqua si correla bene con le frazioni amorfe (effetto di area superficiale) e la frazione vuota, cioè la porosità.

Pagina originale in inglese di Martin Chaplin