ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Удаление лигнина из "Химия гемицеллюлоз" Наиболее часто применяемые методы делигнификации растительной ткани основаны на окислении лигнина различными окислителями с образованием растворимых в воде продуктов. В качестве окислителей могут служить водные растворы хлора, двуокиси хлора, хлорита натрия, гидроперекиси ацетила (надуксусная кислота), гидроперекиси ацетона и др. Остаток ткани после делигнификации принято называть холоцеллюлозой. Холоцеллюлоза должна содержать всю целлюлозную и гемицеллюлозную часть растительной ткани по возможности в химически неизменном состоянии. Практически такой продукт получить почти невозможно. Обычно при всех применяемых методах делигнификации теряется часть полисахаридов и остается в холоцеллюлозе некоторое количество лигнина. Возможны также изменения в составе гемицеллюлоз, частичное окисление углеводов, некоторая деструкция целлюлозы. Все эти факторы необходимо учитывать при установлении химического состава полисахаридов гемицеллюлоз. [c.24] Многочисленные способы, предложенные для получения холоцеллюлозы, могут быть сведены к трем методам, основанным на окислении хлором, двуокисью хлора или хлоритом натрия и гидроперекисью ацетила или ацетона. [c.24] Делигнификация хлором. По этому методу растительную ткань подвергали двукратному хлорированию с последующей экстракцией хлорированного лигнина раствором пиридина в спирте [1, 2]. Позднее было найдено, что более эффективна экстракция хлорированного лигнина 3%-ным раствором аминоэтанола в этаноле [3]. Вместо этанола можно применять диоксан, в котором окисленный лигнин растворяется лучше, чем в этаноле [4]. Во избежание повышения температуры во время хлорирования растительной ткани рекомендуется вести этот процесс в водном растворе [5] или в четыреххлористом углероде [6]. [c.24] По методу ван Бекума — Риттера [3] растительную ткань хлорируют в ледяной воде в течение 5 мин, затем дважды экстрагируют кипящим 3 /о-ным раствором аминоэтанола в этаноле. Для лиственной древесины делают три-четыре подобных обработки, при этом получают продукт с содержанием лигнина 1% и менее. [c.24] Получение холоцеллюлозы, например из древесины березы, по этому методу проводится следующим образом [7]. [c.24] Делигнификация растительной ткани хлором не дает количественных выходов холоцеллюлозы, а полученная холоцеллюлоза содержит небольшие количества хлора и азотистых веществ, а также претерпевает некоторые химические изменения [8]. Кроме того, во время обработки этаноламином происходит миграция ацетильной группы между вторым и третьим углеродными атомами ксило-пиранозного остатка [9]. [c.25] Делигнификация двуокисью хлора или хлоритом натрия. Двуокись хлора в качестве делигнифицирующего агента была впервые предложена Шмидтом и Грауман 10]. В качестве растворителя был использован водный раствор пиридина, в котором древесина подвергалась окислению в течение нескольких недель. Ввиду длительного времени обработки этот метод применяется редко. [c.25] В дальнейшем указанный способ делигнификации был видоизменен Гамильтоном и Томпсоном [11]. Для окисления лигнина был использован раствор двуокиси хлора, забуференный бикарбонатом натрия с целью проведения делигнификации в мягких условиях. Окисленный лигнин удалялся экстракцией метанолом. Обработка древесины этими реагентами повторялась от 8 до 12 раз. [c.25] Делигнификация хлоритным методом сопровождается значительными потерями полисахаридов, достигающими 10—20% от их общего количества, и отличается значительной продолжительностью. [c.25] В последнем случае для увеличения времени делигнификации рекомендуется уменьшить концентрацию надуксусной кислоты. [c.27] При делигнификации растительного материала следует избегать удаления всего лигнина, так как это приводит к большим потерям полисахаридов. [c.27] Метод окисления лигнина раствором надуксусной кислоты заключается в следующем [18]. [c.27] Полученный раствор анализируют на содержание в нем перекиси водорода и надуксусной кислоты. Для этого 1 мл раствора разбавляют дистиллированной водой в мерной колбе до 100 мл. Берут 15 мл этого раствора, добавляют 10 мл 1%-ного раствора серной кислоты и титруют 0,1 н. раствором КМпО до слаборозового окрашивания. 1 мл 0,1 н. раствора КМп04 соответствует 0,0017 г Н,0,. [c.28] К той же пробе, в которой проводилась определение Н2О2, добавляют 15 мл 2%-ного раствора К1. Выделившийся при этом йод титруют 0,1 н. раствором МагЗгОз до желтого окрашивания раствора, затем добавляют раствор крахмала и титруют до обесцвечивания, 1 мл 0,1 и. раствора МагЗгОз соответствует 0,0038 г СНзСОООН. [c.28] Полученный раствор надуксусной кислоты разбавляют водой до желаемой концентрации. [c.28] Для получения холоцеллюлозы 100 г воздушносухого исследуемого растительного материала помещают в толстостенную двухлитровую колбу. Туда же вливают 1 л раствора надуксусной кислоты соответствующей концентрации. Колбу со смесью погружают в горячую водяную баню с температурой 80— 90° С. Смесь энергично перемешивают вращением колбы. Температуру наблюдают по термометру, погруженному в смесь. Как только температура смеси достигнет 75° С, отмечают время и реакцию ведут при энергичном перемешивании смеси в течение времени, установленного предварительными опытами, проведенными с небольшим количеством материала. [c.28] По истечении этого времени смесь разбавляют водой, тщательно перемешивают, дают отстояться и раствор декантируют на воронку Бюхнера с полотня-яым фильтром. Остаток в колбе снова промывают водой, и раствор сливают на фильтр. Эту операцию повторяют до исчезновения желтой окраски раствора. Затем содержимое колбы переносят на фильтр воронки и промывают водой до отрицательной реакции на кислоту (по метилоранжу). Холоцеллюлозу на фильтре отжимают при отсасывании под вакуумом от раствора, промывают 2 раза этанолом, снова отжимают, переносят иа противни и высушивают до воздуиню-Сухого состояния. [c.28] Растворимые в воде полисахариды, такие, как арабан, арабога-лактан, при делигнификации могут перейти в значительных количествах в раствор вместе с окисленным лигнином. Растворимость полисахаридов снижается, если окисление лигнина вести раствором (надуксусной кислоты) в этаноле, однако и в этом случае часть полисахаридов переходит в раствор. [c.28] Полисахариды, растворенные при обработке растительного материала надуксусной кислотой, могут быть выделены из раствора [19]. Для этого из фильтрата и промывных вод удаляют непрореагировавшую надуксусную кислоту экстракцией зтилацетатом или бутанолом, затем раствор нейтрализуют до pH 5,5, концентрируют и полисахариды осаждают этанолом при добавлении ляти объемов спирта к одному объему раствора. [c.28] Вернуться к основной статье