Лигнин, строение

ГЕМИЦЕЛЛЮЛОЗЫ — полисахариды, входящие в состав клеточной стенки растительной ткани наряду с целлюлозой и лигнином. Часть Г. волокнистого строения является устойчивой к действию щелочи. Присутствие Г. в целлюлозной массе ухудшает качество целлюлозы наоборот, в производстве бумаги Г. улучшает процесс размола и механические свойства бумаги. [c.68]

Различным природным высокомолекулярным соединениям давались названия обычно без какой-либо определенной системы. Так, многие природные соединения целлюлоза, крахмал, лигнин, белок, каучук, гуттаперча, казеин, шелк, инулин, хитин и другие — названы случайно. Их названия не отражают строения и свойств вещества. [c.166]

Целлюлоза — один из самых основных видов полимерных материалов, имеет волокнистое строение и является главной составной частью стенок растительных клеток и вместе с сопровождаю-шими ее вешествами (никрустами) составляет твердый остов всех растений. В состав древесины кроме целлюлозы входит большое количество и других органических веществ гемицеллюлозы, лигнина, смол, жиров, белковых веществ, красителей. На долю минеральных веществ приходится всего 0,3—1,1%. В сухой древесине находится от 40 до 60% так называемой а-целлюлозы, т. е. целлюлозы, нерастворимой в 17,5—18%-ном водном растворе едкого натра при комнатной температуре. Молекулярная масса технической целлюлозы, имеющей регулярное и строго линейное строение, колеблется от 50 000 до 150 000 и выше. Целлюлоза придает растительной ткани механическую прочность и эластичность, образуя как бы скелет растения. [c.201]

Рис. 11.14. Первичные группы, участвующие в строении лигнина и лигносульфонатов

Все методы выделения лигнина можно подразделить на две группы методы, основанные на удалении полисахаридов, с получением лигнина в виде нерастворимого остатка методы, основанные на переводе лигнина в раствор с последующим осаждением (получение препаратов растворимых лигнинов). Нерастворимые препараты лигнина, имеющие подобно природному лигнину сетчатую структуру, более или менее сохраняют морфологическое строение клеточной стенки, но, естественно, более рыхлое. Растворимые лигнины после осаждения, очистки и сушки имеют вид порошков. [c.367]

Основная трудность исследования состава и строения гемицеллюлозных полисахаридов — получение их в виде однородных химически неизменных веществ. Объясняется это тем, что полисахариды гемицеллюлоз тесно связаны с другими компонентами растительной ткани (целлюлозой, лигнином и экстрактивными веществами) и представляют собой смесь веществ часто с очень близкими химическими и физическими свойствами. [c.23]

Спутником клетчатки в древесине является лигнин. Это высокомолекулярное соединение, молекулярная масса около 11 ООО. Строение лигнина еще до конца не исследовано, однако выяснено, что он представляет собой полимер, в котором мономерными звеньями являются вещества фенольного характера, имеющие, например, следующую структуру [c.314]

Химическое строение лигнина [c.375]

Хотя лигносульфонаты проще по своему строению, чем лигнин, их структуры не определены. Отработанный сульфитный щелок содержит полимеры с различной степенью сульфирования молекулярной массой, варьирующей от 1 тыс. до 200 тыс. [c.487]

Процесс одревеснения клеточных оболочек связан с появлением в них лигнина. Строение лигнина до сих пор точно не установлено. Он составляет неуглеводную часть древесины в состав его молекулы входят ароматические ядра и метоксильные, гидроксильные и карбонильные группы. Ранее считали, что все метоксильные группы, отщепляемые от древесины, принадлежат лигнину. Однако это мнение оказалось ошибочным установлено, что они входят и в состав углеводной части древесины. [c.146]

Из натуральных волокон наиболее широкое применение получили хлопковые и древесные целлюлозные волокна. По химической природе хлопковую и древесную целлюлозу относят к высокомолекулярным углеводам. В составе целлюлозы различного происхождения содержатся такие функциональные группы, как альдегидные, карбоксильные, гидроксильные. Лигнин тоже содержит значительное количество функциональных групп, в первую очередь, мета-ксильных и гидроксильных, некоторое количество карбонильных групп и двойных связей. Благодаря особенностям строения и состава волокна целлюлозы обладают высокими модулями растяжения и значительной прочностью наряду с достаточной гибкостью, обусловленной лентообразной формой волокон. Волокна древесины мягких пород (хвойных) и твердых (лиственных) проявляют различную гибкость вследствие равной толщины. [c.173]

Для повышения нефтеотдачи месторождений на поздней стадии разработки предложены композиции на основе шлам-лигнина - крупнотоннажного отхода целлюлозно-бумажной промышленности [13,119-121]. Шлам-лигнин содержит 70-80% органического вещества (соединения лигнина), 20-30% минеральных веществ и незначительные количества ПАА, активного ила. Соединения лигнинового ряда представляют собой полимерные молекулы нерегулярного строения, содержащие фенольные, метоксильные и карбоксильные функциональные группы. Шлам-лигнин растворим в щелочах и нерастворим в пресной и минерализованной водах. Эффективными добавками к щелочным растворам шлам-лигнина являются жидкое стекло и водорастворимые полимеры (особенно ПАА). [c.26]

Препараты ЛМР считают наиболее пригодными для исследования строения лигнина и моделирования его химических реакций, однако и эти препараты не идентичны с природным лигнином, и, кроме того, их нельзя считать представительными для всего лигнина клеточной стенки. Размол древесины увеличивает доступность лигнина и вызывает его механическую деструкцию. При механической деструкции происходят реакции гомолитического расщепления связей лигнина с гемицеллюлозами и связей С-О-С и С-С в сетке лигнина с возникновением промежуточных свободных радикалов, которые вступают в реакции рекомбинации и инициируют реакции полимеризации и окисления кислородом воздуха. Поэтому ЛМР, хотя и близок к природному лигнину, все же химически изменен. Первоначальную методику Бьеркмана в дальнейшем неоднократно модифицировали. [c.371]

Природные высокомолекулярные соединения обычно имеют случайные названия, которые давались без определенной системы, например целлюлоза, крахмал, лигнин, казеин, каучук, инулин, шелк и др. Эти названия не отражают строения и свойств вещества. [c.438]

Пространственные полимеры встречаются и в природе. Пространственное строение имеют многие белки, в том числе натуральная шерсть. К пространственным полимерам можно отнести, по-видимому, и лигнин. [c.222]

Лигнин, его строение и свойства [c.137]

Лигнин является трехмерным сшитым полимером нерегулярного, окончательно еш,е не установленного строения с цепями из различных структурных звеньев. Генетически лигнин связан как с фенолами, так и с углеводным материалом, в котором он распределен [79]. [c.137]

Схематическое строение молекулы лигнина по Ф. Браунсу [31]. [c.138]

Получение медно-аммиачного лигнина. Медно-аммиачный лигнин (лигнин Фрейденберга) получают попеременной обработкой древесной муки кипящим 1...2%-м раствором Нз804 и холодным медноаммиачным реактивом - раствором [Си(МНз)4](ОН)2. Кислота катализирует гидролиз связей лигнина с гемицеллюлозами, а медно-аммиачный реактив растворяет полисахариды. В остатке получается медно-аммиачный лигнин светлого цвета, нерастворимый вследствие сохранения сетчатой структуры природного лигнина. Выход препарата около 80% по отношению к лигнину Класона в случае хвойной древесины и 55% - в случае лиственной. Кислотная обработка вызывает реакции конденсации, но изменения при этом менее глубокие, чем при получении кислотных лигнинов с концентрированными кислотами. Раньше препараты медно-аммиачного лигнина часто использовали для изучения строения лигнина, но позднее интерес к ним понизился вследствие разработки менее трудоемких методов выделения растворимых препаратов лигнина, по химическому строению более близких к природному. [c.368]

Любой лигнин, как лиственных, так и хвойных древесных пород, представляет собой гетерополимер. Кроме различий в типе составляющих фенилпропановых единиц (О, 8 или Н), в пропановых цепях единиц одного и того же типа в пределах макромолекулы или сетки содержатся разные функциональные группы (гидроксильные, карбонильные, карбоксильные, двойные связи) и присутствуют связи разного типа с другими единицами. Следовательно, лигнин имеет высокую степень химической неоднородности. Разветвленные макромолекулы растворимых лигнинов и протяженные участки цепей в сетчатой структуре, в отличие от таких важнейших биополимеров растительных и животных тканей, как целлюлоза и белки, имеют нерегулярное строение. [c.365]

Массовая доля лигнина в древесине хвойных пород составляет в среднем 27...30%, а в древесине лиственных пород - 18...24%. В отличие от целлюлозы и других полисахаридов выделенный из древесины лигнин не является индивидуальным веществом, а представляет собой смесь ароматических полимеров родственного строения. [c.363]

При выделении лигнина из древесины с целью получения препаратов лигнина для исследования его строения, свойств и механизмов его реакций древесину предварительно измельчают до опилок или муки. Измельченную древесину освобождают от экстрактивных веществ (во избежание их возможной конденсации с лигнином) экстрагированием органи- [c.366]

Высшие из известных до настоящего времени олефинов (строение их еще не выяснено) были получены при разложении природных продуктов так, церотен С26Н52 бы л получен при перегонке китайского воска, а мелен СзоНео — при п ирогенетическом разложении пчелиного воска, вакуумной перегонке лигнина, из монтрамберских углей и галицийского керосина. Оба эти олефина представляют собой твердые кристаллические вещества. Церотен плавится при 57—58°, мелен — при 62°. [c.69]

Древесина значительно отличается от клетчатки так, по элементарному составу древесина содержит около 50% углерода, в то время как чистая клетчатка — 44,5%. Да и по своим свойствам древесина несходна с клетчаткой так, например, от концентрированной серной кислоты древесина чернеет, в то время как клетчатка растворяется в ней, давая бесцветный раствор. Древесина содержит лигнин, строение которого выя.снено недостаточно. Лигнин содержит бензольную группировку, ацетильные, альдегидные и кетонные группы, а также группы —ОСНз. Наличие в древесине значительных количеств лигнина и сопутствующих ему веществ объясняет то, что в древесине, например, хвойных деревьев клетчатка составляет не более 50%, а в лиственных деревьях ее содержится еще меньше. - [c.298]

Учитывая что структура дифенилокислого типа должна легко гидролизоваться, Кюршнер [600] внес исправления в свою формулу. Он предположил, что окислительная конденсация кониферилового спирта с молекулой изокониферилового спирта происходит с образованием метилендиок-сидного мостика, который образует производное димерного кониферилового спирта, которое затем конденсируется, образуя лигнин строения (76). [c.428]

Гипотеза Фишера подтверждается и тем, что гуминовые кислоты, выделенные из торфа и бурых углей, имеют ароматический характер, как и лигнин. В то же время известно, что в процессе превращения целлюлозы получаются преимущественно фуранкар-боновые кислоты, т. е. вещества, которые не имеют ароматического строения. Фишер предполагает, что все углеводы и особенно целлюлоза в процессе посмертных изменений растительного материала после отмирания превращаются в алифатические кислоты или в газообразные продукты (СО2 и СН4), которые улетучиваются или вымываются почвенными водами. [c.36]

Из высокомолекулярных соединений нефти только парафиновы-е углеводороды по форме молекулы соответствуют первому (парафины нормального строения) или второму (разветвленные парафины) типу. Остальные высокомолекулярные соединения нефти, как углеводороды, так и гетероорганические соединения, нельзя отнести ио форме ни к одному из трех приведенных выше геометрических типов молекул. Наиболее правильное представление о форме молекул этих соединений может дать сравнение их с гроздью винограда [5]. Поэтому для характеристики формы молекулы высокомолекулярных соединений нефти, за исключением парафинов, следует ввести четвертый тип — гроздьевидный. Эта форма окажется, по-видимому, более приемлемой, чем три вышеупомянутые, также и для характеристики молекул таких высокомолекулярных природных соединений, как лигнин, природные смолы и др. Со временем появятся, вероятно, и синтетические высокомолекулярные соединения, приближающиеся по структуре молекул к гроздьевидиой форме. [c.14]

Лигносульфоновые кислоты. В связи с вопросом о действии сульфитов на фенолы и хиноны необходимо упомянуть о сульфокислотах, образующихся при удалении лигнина из древесинь1 в производстве целлюлозы по сульфитному методу. На попытки выяснения строения этих кислот затрачено много труда, однако эта цель далеко еще не достигнута [935]. Имеются две точки зрения на природу лигносульфоновых кислот. Согласно одной из них бисульфит реагирует с соединениями фенольного типа в их тауто-мерноп кето-форме [936], как это имеет место, нанример, в случае с резорцином. Согласно другой, более правдоподобно гипотезе сульфит присоединяется по двойной связи [937], стоящей в боковой цепи и сопряженной с карбонильной группой типа коричного альдегида. [c.142]

ЛИГНИН (лат. lignum — дерево) — сложное органическое соединение — полимер ароматического происхождения нерастворим в воде, является костяком строения клеток одревесневших растительных тканей. В древесине содержится около 30% Л. Л. и продукты его переработки широко используются во многих отраслях промышленности. [c.146]

ЛИГНОСУЛЬФОНАТЫ, образуются из лигнина нри сульфитной варке древесины в произ-ве целлюло 1ы. Мол. м. от 200 до 60 ООО строение окончательно ие установлено. Вынус каются с примесью углеводов и др. в-в в виде жидких и тв. концентратов сульфитно-спиртовой барды, содержащих 50—90% (по массе) сухого остатка. Анионные ПАВ. При мен. пластификаторы в ирои 1-ве стройматериалоп (цемента, кирпича и др.) понизители вязкости глинистых р-ров при бурении литейные крепители в произ-ве синт. дубящих в-в [c.300]

Лигнин, несмотря на длительную историю его исследований, остается наименее изученным высокомолекулярным компонентом древесины. Впервые разделил древесину на две части - углеводную и неуМеводную -еще в 1838 г. французский ученый Пайен. Немного позднее в 1865 г. немецкий химик Шульце назвал неуглеводную часть древесины лигнином, от латинского термина lignum (дерево). В 1897 г. шведский исследователь Класон указал на родство лигнина по химическому строению с ароматическим соединением - конифериловым спиртом, а в 1907 г. высказал мнение, что лигнин является высокомолекулярным веществом. К настоящему времени окончательно доказаны ароматическая природа и полимерный характер лигнина, установлено строение его мономерных звеньев, определены функциональные фуппы и типы связей между звеньями, выяснены основные стадии его биосинтеза. Однако остаются еще не ясными до конца многие вопросы структуры лигнина и механизмов его разнообразных реакций, в том числе таких важнейших, как реакции, происходящие при делигнификации растительных тканей различными способами. [c.362]

Температура, при которой начинается распад адсорбированных веществ, зависит от их строения. Так, для термической регенерации активного угля после адсорбционной очистки бытовых сточных вод достаточно нагреть адсорбент до 400—450°С [22]. Многоядерные ароматические соединения при прокаливании до 700—800 °С образуют наряду с газообразными продуктами тонкую углеродную пленку. При регенерации активного угля в присутствии водяного пара эта пленка окисляется по реакции С + 2НгО—>-С02-Ь2Н2, освобождая поверхность пор адсорбента. Более детальное исследование процессов,-происходящих при высокотемпературной регенерации активного угля, показало, что адсорбированные соединения можно подразделить на три группы. К первой группе относятся вещества с низкой температурой кипения. При термической регенерации угля они испаряются из пор зерен адсорбента уже в начальной стадии нагрева обычно вместе с водой, оставшейся в порах отработанного активного угля после отделения его от основной массы жидкости. Молекулы веществ, объединенных во вторую группу, относительно легко разлагаются. К третьей группе отнесены многоядерные ароматические соединения (например, нафтол), лигнин и другие высокомолекулярные природные и синтетические продукты. При нагревании до 800 °С эти вещества наряду с газообразными продуктами образуют в порах угля значительный углеродистый остаток [23]. Кинетика регенерации угля, насыщенного веществами I группы, определяется кинетикой десорбции. Скорость регенерации угля, насыщенного веществами И и П1 групп, определяется кинетикой химических реакций распада адсорбированных веществ. [c.198]

Ароматическая часть древесины - лигнин представляет собой смесь ароматических полимеров родственного строения фенольной природы, построенных из мономерных звеньев, называемых фенилпропано-выми структурными единицами (см. главу 12). Массовая доля лигнина в древесине составляет 20...30%, причем хвойные породы содержат больше лигнина, чем лиственные. [c.186]

Состав лигнинов иногда представляют в виде общих, или эмпирических формул (брутго-формул), но поскольку любой препарат лигнина является смесью родственных по химическому строению полимерных соединений, общая формула служит лишь среднестатистической характеристикой. Общие формулы лигнина принято выражать в пересчете на одну ФПЕ (единицу С ) с выделением отдельно метоксильных групп. Например, для елового лигнина (ЛМР), по данным Бьеркмана, состав можно представить общей формулой С9Н8 8зО2,з7(ОСНз)0 9б, а для березового ЛМР [c.376]

Холоцеллюлоза и водорастворимые полисахариды и полиурониды -гидролизуемая часть древесины. При полном гидролизе полисахариды превращаются в моносахариды. После удаления экстрактивных веществ подходящим растворителем и полного гидролиза углеводной части в остатке получается лигнин. Поэтому в анализе древесины лигнин рассматривают как негидролизуемый остаток. В действительности под действием кислоты (катализатора гидролиза) в лигнине подвергаются деструкции простые эфирные связи и сохраняются, а также образуются новые углерод-утлеродные связи. Выделенный лигнин лишь по количеству примерно соответствует природному лигнину древесины, а по химическому строению значительно от него отличается. Лигнин, вследствие его фенольной природы, окисляется легче, чем полисахариды. После удаления экстрактивных веществ и обработки подходящими окислителями в виде волокнистого продукта остается холоцеллюлоза. Удаление лигнина называют делигнификацией. [c.186]

Прозенхимные клетки. Длина этих клеток (в пределах 0,5... 8 мм) во много раз больше поперечных размеров, что характерно для волокон они ориентированы вдоль ствола и придают древесине волокнистое строение. Эти клетки быстро отмирают и в древесине они в основной массе мертвые. Таким образом, древесное волокно - это мертвая про-зенхнмная клетка целлюлозное волокно (волокно технической древесной целлюлозы) - та же клетка после удаления экстрактивных веществ, лигнина, гемицеллюлоз. Целлюлозные волокна могут содержать большую или меньшую долю примесей - нецеллюлозных компонентов. [c.195]

Эрдтман (начало работ которого относится к 1933 г.) на основании изучения окислительной димеризацин фенолов высказал предположение об участии свободных радикалов в процессе образования лигнина и о важной роли окислительных ферментов (оксидаз) в этом процессе. Фрейденберг с сотрудниками (первые его публикации по вопросам биосинтеза лигнина появились в 1939 г.) на основании модельных опытов по ферментативному синтезу искусственного лигнина подтвердил строение предполагаемых димерных структур и наличие основных типов связей в лигнине и предложил механизм образования полимерного лнгнина из монолигнолов. [c.394]

Исходные монолигнолы включаются в протолигнин в том же порядке, в каком они образуются в ходе биосинтеза - сначала м-кумаровый, затем конфериловый спирт и, наконец, синаповый. Поэтому гваяцильный лигнин хвойных неоднороден лигнин срединной пластинки содержит большую долю Н-единиц, чем лигнин вторичной стенки, тогда как 8-еди-ницы обнаруживаются в лигнине вторичной стенки ближе к полости. Состав гваяцил-сирингильного лигнина лиственных подчиняется этой же закономерности, но, соответственно, содержит меньшую долю Н-единиц (только в лигнине срединной пластинки) и большую долю 8-единиц. На состав и строение лигнина существенное влияние оказывают относительное содержание трех монолигнолов, а также тип полисахаридного геля, в котором протекает процесс дегидрогенизационной полимеризации, pH, присутствие минеральных компонентов, особенно кальция, и другие [c.402]

Исследование механизма образования лигнина из и-гидроксикоричных спиртов позволяет, кроме установления его строения, осуществлять регулирование данного процесса в живом растении. Появляющиеся публикации и патенты указывают на возможность практического применения этого направления исследования с целью выведения новых плантационных сортов деревьев с измененным химическим составом древесины и, в частности, с пониженным содержанием лигнина для использования их в целлюлозно-бумажном производстве. [c.403]