有机化学与生活

1、有机化学与生活,天津科技大学理学院 有机教研室,主要内容,有机化学与合成纤维有机化学与食品有机化学与日化用品,一、有机化学与合成纤维,纺织纤维的分类,天然纤维,化学纤维,植物性纤维（纤维素纤维） 棉、麻,动物性纤维（蛋白质纤维） 毛、蚕丝,人造纤维,合成纤维,1.1 什么是纤维?,1.2 天然纤维,棉纤维 从棉花籽里蹦出來的棉纤维个性随和，很容易被染成各种颜色，而且棉纤维很透气又特別吸汗，是大多数內衣的主要用料。除此之外，棉纤维的耐用也是公认的，家里常用的床单、毛巾、窗帘布，都是它的杰作！,天然纤维的来源： 麻皮、棉花、羊毛、蚕丝 天然纤维：自然界生长的纤维材料，可以直接用来纺纱织布。,麻纤维从麻的茎杆中抽离出来的麻纤维，个性有棱有角，从它表面上粗粗细细的特殊质感中，就可看出一二。但是麻纤维十分容易长皱纹，所以看起来总是特別老，只要记得用熨斗整烫一番，就可以帮助它恢复青春。最后再告诉你，麻纤维的特性十分通风凉爽，适合夏天穿著。,蚕丝纤维 由蚕宝宝吐丝后的纤维制成的丝纤维，浑然天成地散发着美丽光泽，是全球公认最华贵的纤维。可以织成夏天透明的纱，也可以制成冬天丝质的厚外套。为了宝贝丝纤维光

2、滑的外观，千万不能用力拉扯或刮伤。 羊毛纤维 来自羊毛的羊毛纤维，能带来温暖与蓬松的舒适感。所以冬天的大衣、围巾、西装等衣服，几乎少不了羊毛纤维。羊毛纤维水洗会缩水。,羊绒开司米,山羊原绒里含有各种杂质和粗毛，需要经过特殊的洗净、分类、疏理，才能得到纯净的羊绒原料，再经过纺纱、纺造、后整理，制成羊绒衫。一只绒山羊每年产绒仅150-200克。 羊绒纤维比羊毛细很多，外层鳞片也比羊毛细密、光滑，重量轻、柔软、韧性好羊绒是一根根细而弯曲的纤维，其中含有很多的空气，并形成空气层，可以防御外来冷空气的侵袭，保留体温不会减低。,天然纤维的限制 1、棉和麻的种植受地理位置、气候和土壤的限制。 2、羊的放牧需要足够的草场，产量小。 3、蚕的饲育需要大量的人工，受桑树种植条件的限制。,1.3 化学纤维,化学纤维是用天然的或人工合成的高分子物质经化学、机械加工而制得的纤维。,（一）从天然纤维到合成纤维蜘蛛结网、桑蚕吐丝1898年,天然纤维素+烧碱+二硫化碳 纤维素黄酸酯,1920年 德国 施陶丁格尔 剖析了天然纤维的结构，提出在一定的条件下，小分子可以聚合成纤维。 1939年合成高分子化合物：锦纶66（尼

3、龙66）投入生产。 20世纪80年代，合成纤维产量超过天然纤维产量。,（二）化学纤维的分类人造纤维是利用天然高分子化合物，如纤维素或蛋白质为原料，经过一系列化学处理和机械加工而制得的纤维。合成纤维是以石油、煤、石灰石、天然气、食盐、空气、水以及某些农副产品等不含天然纤维的物质作原料，经化学合成和加工制得的纤维。,（三）化学纤维的命名,（四）常见化学纤维的性能和用途,1、人造纤维 （1）粘胶纤维 在1891年发明，1905年投入工业生产。它吸湿性好，容易染色，干态时的强度接近棉纤维。它的缺点是湿态时强度较低，容易变形。它广泛用作棉、毛、丝绸厂的原料，常跟棉纤维、涤纶、锦纶等混纺。工业上用它作制造轮胎的帘子布。,（2） 醋酸纤维（acetate）属于人造纤维家族的醋酸纤维，最喜欢模仿丝纤维，所以大家都把它当作丝的替身。翻开裙子或外套的里布就可以发现它的存在。,（3） 阿克力纤维（acrylic）：外观看起来却与羊毛极为相似，常常有人把阿克力纤维与羊毛纤维搞错。其实阿克力纤维比羊毛纤维容易清洗、不易缩水。只是有个糟糕的毛病：容易起小毛球且较不保暖。,2、合成纤维,（一）合成纤维的性能: a.

4、原料来源丰富苯、二甲苯、乙烯、丙烯、乙炔 b.强度高、耐磨性好 c.吸水性低、不会发霉、不受虫蛀 d.耐酸耐碱性能好 e.容易产生静电、吸附灰尘,（二）常见的合成纤维 （1）结实耐磨的锦纶 化学名称：聚酰胺纤维商品名称：尼龙、卡普纶它在1935年发明，1939年投入工业生产。它主要用于生产长丝，是各种针织品和丝绸品的原料。短纤维主要跟羊毛或其他纤维混纺，增强织物的牢度。它在工业上制作渔网、降落伞，也是生产日用品牙刷、衣刷、绳索的材料。,锦纶的主要优点： 1、耐磨性强比棉花高10倍，比羊毛高20倍，比粘胶纤维高50倍。 2、强度高比棉花高23倍，比羊毛高45倍 3、质量轻，耐腐蚀，不怕虫蛀，不霉比同体积的棉花轻35% 4、伸缩性强，结实耐磨袜子和手套,锦纶的主要缺点： 1、弹性模数比较低，易于变形。 2、耐光性、弹性、手感比较差，受热到170开始软化，215熔化。100120 3、透气性和吸湿性都较差。,（2）抗皱免烫的涤纶俗称：的确良化学名称：聚酯纤维单体原料：对苯二甲酸二甲酯和乙二醇在1941年发明，1953年投入工业生产。聚酯纤维犹如千面女郎般，可以呈现多种流行质材效果，而且亲和力

5、佳。它常常和天然纤维家族成员混纺在一起。例如，60%棉+40%聚酯纤维，即可彼此取长补短，呈现美观、耐用、舒适又容易洗整的纤维特质，你可以在T恤、内衣、运动休闲裤中发现聚酯纤维和棉的合作。,涤纶的主要优点： 1、弹性模数及回弹率很高，挺括耐皱，保型性好，热稳定性强。 2、强度高，耐磨性比棉高1倍、比羊毛高3倍。 3、电绝缘性优良，不发霉，不怕虫蛀。 涤纶的主要缺点：吸湿性小、易起静电，不透气，容易起毛结球，染色性较差。,（3）人造羊毛-腈纶化学名称：聚丙烯腈它在1942年发明，1950年投入工业生产。它主要用于生产短纤维，用以代替羊毛纯纺，或跟羊毛和其他化纤毛型产品混纺，如腈纶膨体纱、混纺毛线及各种混纺衣料。腈纶长丝能织成绸缎，还是生产工业用石墨纤维和碳纤维的原料。,腈纶主要优点： 1、质轻而柔软，蓬松而保暖，外观和手感很像羊毛，强度比羊毛高，密度比羊毛小，保暖性和弹性较好。 2、耐热、耐晒、耐酸腐蚀，不怕虫蛀和霉烂，高度的耐晒性。 腈纶的主要缺点： 1、耐磨比其他合成纤维差，弹性不如羊毛。 2、耐碱性较差吸湿、染色性能不够好。,二、有机化学与食品,2.1 食品的主要化学成分食品：可食

6、的、含有易消化营养素的物质。,营养素：能被人体吸收后产生热量、促进发育、修复组织的物质。 食品中的化学成分：水、脂肪、蛋白质、糖、无机盐、维生素,（一）食品中的水分及其作用,水是人体中不可缺少的物质，也是构成人体组织的重要部分。成年人体内水占体重65左右，儿童可达75。人体所有器官都含水，如血液占80、肌肉70、骨胳3。水在人体中的作用至关重要，如促进 食物消化、运输养料、调节体温、维持 酸碱度、保持电解质平衡等。每人每天 最低要补充水量1500mL。,（二）油脂及其结构, 油：室温下呈液态的油脂。 脂肪：室温下程固态的油脂。 油脂主要成分： 甘油和脂肪酸形成的甘油三酸酯。,人体脂肪有三种不饱和脂肪酸亚麻油酸、亚麻油烯酸和花生油烯酸。它们是人体不能合成的必需脂肪酸，有促进发育、减少血小板粘性、保护皮肤和溶解脂溶性维生素等功用。,脂肪是在常温下呈固态的甘油酯。成年人约占体重的13.2。每天需摄入约60g脂肪，每克脂肪在人体内能产生37.7kJ热量，比糖和蛋白质热量要高一倍多。脂肪是人体内储存和供应能量的重要物质，对人体起保暖作用能帮助脂溶性维生素（A、D、E、K）等的消化吸收，耐饥饿，能

7、延长食物在体内的消化过程。,维生素D的合成就是以胆固醇为原料的，人体内激素、胆汁的合成也以胆固醇为原料。血液中含量高于标准值时可引起动脉硬化，并导致高血压病症。,类脂化合物胆固醇,（三）蛋白质,1839年，德国Mulder GT 将细胞结构里复杂多变的，存在于一切活细胞中的一类大分子定义为蛋白质（Protein）。所有的蛋白质都含有C、N、O、H等元素，大多数含有S、P。分子量范围在1.2万至100万之间，蛋白质是氨基酸类聚合物，水解时产生的单体叫氨基酸。 人体肌肉、肝脏、酶直到毛发，无一不是蛋白质。在人体中约有1万多种蛋白质，占人体细胞干重的80。,蛋白质约由20种不同氨基酸组成。必需氨基酸：苯丙氨酸、色氨酸、蛋氨酸、赖氨酸、苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸等8种是人体不能合成的，必须靠食物摄入（婴儿还需组氨酸）。含以上8种必需氨基酸的蛋白质叫完全蛋白质（如蛋蛋白、酪蛋白、球蛋白），否则叫半完全和不完全蛋白质（如玉米蛋白、胶蛋白）。,主要由碳、氢和氧三种元素组成，分子通式为 Cn(H2O)n人们吃任何糖类化合物后，必须在体内水解成葡萄糖，才能被人体吸收和利用。每克葡萄糖氧化后能产生1

8、6.7kJ热量。当糖类化合物进入体内时，一部分被氧化而供身体热能消耗，另一部分以糖原形式储藏在肝和其他部分，供紧急时用。,（四）糖类,1、单糖：凡不能被水解成为更小分子的糖。 如：葡萄糖、果糖、半乳糖。 2、寡糖：凡能水解成少数（26个）单糖分子的糖。如：蔗糖、麦芽糖和乳糖。 单糖和寡糖能溶于水，多有甜味。 3、多糖：凡能水解为多个单糖分子的糖。 如：淀粉、纤维素等。,糖类物质的分类,（五）无机盐,人体中已知有几十种元素，其中氧、碳、氢、氮占人体质量的96，钙、磷、钾、硫、钠、氯、镁7种元素占3.95，上述11种元素叫必需常量元素。锰、铁、钴、铜、锌、钼、碘、钒、铬、硒、氟、硅等叫必需痕量元素，在人体中含量不到1。,（六）维生素,维生素大多数为有机化合物，属于营养素。它不能提供能量，但对维持人体正常生长及调节生理机能有很大的作用。人体不能制造维生素，必须由食物供给。 维生素分为脂溶性维生素和水溶性维生素。 脂溶性维生素：维生素A、维生素D、维生素E、维生素K等。 水溶性维生素：维生素B、维生素C、维生素H、维生素M、维生素P等。,（1）维生素A,1913年美国化学家台维斯从鳕鱼肝中提取

9、得到的。维生素A是眼睛中视紫质的原料，也是皮肤组织必需的材料，人缺少它会得干眼病、夜盲症等。通常每人每天应摄入维生素A 24.5mg，不能摄入过多。动物肝中含维生素A特别多，其次是奶油和鸡蛋等。胡萝卜、番茄等蔬菜中含多量胡萝卜素，它是维生素A的前体，在人体中易变为维生素A。,（2）维生素B,维生素B1 最早被人们提纯的维生素，1896年荷兰科学家伊克曼首先发现，1910年为波兰化学家丰克从米糠中提取和提纯。 它是白色粉末，易溶于水，遇碱易分解。它的生理功能是能增进食欲，维持神经正常活动等，缺少它会得脚气病、神经性皮炎等。 成人每天需摄入2mg。它广泛存在于米糠、蛋黄、牛奶、番茄等食物中。, 维生素B2 -核黄素,1879年英国化学家布鲁斯首先从乳清中发现，1933年美国化学家哥尔倍格从牛奶中提取。维生素B2是橙黄色针状晶体，味微苦，水溶液有黄绿色荧光，在碱性或光照条件下极易分解。人体缺少它易患口腔炎、皮炎、微血管增生症等。成年人每天应摄入24mg，它大量存在于谷物、蔬菜、牛乳和鱼等食品中。,它有抑制呕吐、促进发育等功能，缺少它会引起呕吐、抽筋等症状。成年人每天摄入量为2mg，它广泛存在

10、于米糠、大豆、蛋黄和动物肝脏中。1947年美国女科学家肖波在牛肝浸液中发现。它化学性质稳定，是人体造血不可缺少的物质，缺少它会产生恶性贫血症。人体每天约需12g，人在一般情况下不会缺少。,维生素B6,维生素B12,（3）维生素C 抗坏血酸,1907年挪威化学家霍尔斯特在柠檬汁中发现。 它是无色晶体，熔点190192，易溶于水，水溶液呈酸性，化学性质较活泼，遇热、碱和重金属离子容易分解，所以炒菜不可用铜锅和加热过久。 维生素C的主要功能是帮助人体完成氧化还原反应，提高人体灭菌能力和解毒能力。长期缺少维生素C会得坏血病，成人每天需摄入50100mg。多吃水果、蔬菜能满足人体对维生素C的需要。据诺贝尔奖获得者鲍林研究，服大剂量维生素C对预防感冒和抗癌有一定作用。,（4）维生素D,1926年由化学家卡尔首先从鱼肝油中提取。 它是淡黄色晶体，熔点115118，不溶于水，能溶于醚等有机溶剂。它化学性质稳定，在200下仍能保持生物活性，但易被紫外光破坏。 维生素D的生理功能是帮助人体吸收磷和钙，是造骨的必需原料，缺少维生素D会得佝偻症。 人体每天应摄取维生素D 25g，但不宜过量，否则易产生副作用。在鱼肝油、动物肝、蛋黄中它的含量较丰富。人体中维生素D的合成跟晒太阳有关，适当地光照有利健康。,

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