Лигнин, его строение и свойства

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]

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]

Шорыгина Н. Н. Современные представления о строении, свойствах и путях использования лигнинов.— Хим. наука и пром-сть. 6, № 6,747,1959. [c.294]

Строение и свойства щелочных лигнинов [c.484]

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]

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]

Лигнин, его строение и свойства [c.137]

Свойства лигнинов определяются видом растительного сырья, а для выделенных препаратов лигнина - и методом выделения. Природный лигнин неоднороден по химическому строению, химическим и физическим свойствам и очень чувствителен даже к мягким химическим обработкам. В результате препараты лигнина, полученные различными методами, существенно отличаются по своим свойствам. [c.411]

Монография представляет собой фундаментальный н чрезвычайно обстоятельный обзор литературы в области строения, биологического синтеза и распада лигнина, его химических и физических свойств, связи с углеводами, генезиса, распределения в растительной клетке и в различных ботанических видах. [c.2]

Ультрафиолетовое поглощение широко используют для идентификации лигнина, качественного и количественного определения, а также для характеристики изменений строения и свойств [c.127]

Другой физический метод исследования лигнина и его производных — инфракрасная спектроскопия в ближней ИК-области (интервалы длин волн 2,5—15 мкм, волновых чисел 4000—600 см ). Для соединений с точно известным строением ИК-спектр является характерным свойством, а для лигнина интерпретация ИК-спектров становится несколько неопределенной. Это объясняется двумя причинами. Во-первых, в строении и свойствах лигнина существуют значительные различия в зависимости от происхождения и метода выделения. Во-вторых, измеряемое ИК-поглощение зависит от методики снятия спектра лигнина в растворителе — в виде пленок или, чаще всего, в таблетках с бромидом калия [115, 286]. [c.130]

Химический состав и физические (механические) свойства целлюлозы зависят от древесной породы и условий варки. Химический состав — основной фактор, определяющий выход целлюлозы, поведение при дальнейшей обработке (например, отбелке), а также цвет и показатели прочности. Свойства технической целлюлозы зависят не только от морфологического строения волокна, но и от реакций, происходящих с полисахаридами в щелочной среде (см. 11.1), и степени делигнификации. Содержание остаточного лигнина (выражаемое в перманганатных единицах, например в виде числа Каппа см. 3.2.9) определяет направление использования целлюлозы — в небеленом виде или в беленом для выработки бумаги для печати. [c.354]

Лигнины без дополнительной модификации их свойств не находят себе применения в технике (за исключением тех случаев, когда их используют в качестве наполнителей) В силу особенностей их строения-зти полимеры непригодны для получения из них нитей и удовлетворительных пленок, их нельзя использовать в качестве пластиков и клеев В последние 20—30 лет делаются попытки найти какие-либо пути для переработки отходов гидролизного и бумажного производства — гидролизного лигнина и ЛСК — в технически ценные продукты Превращение зтих многотоннажных отходов путем химической и физической модификации в полезные для народного хозяйства продукты является важным и перспективным делом Хлорирование — один из возможных путей модификации свойств лигнинов с целью придания им растворимости в щелочах и органических растворителях, введения новых функциональных групп и изменения количества присущих лигнину функций в нужном направлении [c.117]

Между основными составными частями древесины, прежде всего между целлюлозой и лигнином, имеются химические связи Однако химия древесины как наука в значительной сте пени основывается на исследованиях свойств и строения со ставных частей древесины по отдельности В табл 1 3 приве ден средний химический состав древесины разных пород [c.13]

Строение и свойства лигнинов травянистых растений, в отличие от лигнинов древесины хвойных и лиственных пород, мало изучены Данные по образованию, химическому составу и строению лигнинов травянистых растений обобщены в обзоре [299], включающем анализ более 90 источников за 1980-1992 гг Показано, что травянистые растения содержат от 6 до 28% лигнина Для ряда макромолекул лигнинов травянистых растений приведены полуэмпирические формулы с указанием содержания фенольных, спиртовых групп ОН, карбоксильных и карбонильных групп, для некоторых лигнинов рассчитано количество алкиларильных простых эфирных связей Характерной особенностью лигнинов травя- [c.118]

Полученный при этом лигнин представляет собой коричневую аморфную массу, нерастворимую в воде и органических растворителях, которой еще присуще первоначальное морфологическое строение древесины. Эти свойства доказывают макромолекулярное строение лигнина (молекулярный вес примерно 10 ООО). [c.306]

ДРЕВЕСИНА — ткань древесных и травянистых растений, состоящая из клеток с одревесневшими оболочками. Химич. состав и свойства Д. в основном определяются составом и строением тех отмерших и лишенных протоплазмы и ядра клеток, из к-рых Д. состоит на 90—95%. Основная масса лигнина расположена в межклетном веществе срединной пластинки айв первичной стенке Ъ (см. рис.). [c.602]

Для получения препаратов лигнина с целью исследования его свойств и строения применяют более мягкие методы. Эти методы в основном относятся к второй группе и не являются количественными. [c.149]

Если химическое строение, конформация, надмолекулярное строение, свойства целлюлозы и гемицеллюлоз изучены достаточно хорошо, то уникальный биогенез лигнина приводит к образованию полифенольных разветвленных макромолекул, не имеющих регулярного чередования повторяющихся единиц в отличие от других полимеров природного происхождения Это существенно затрудняет его исследование Поэтому уровень изученности химического строения лигнина несопоставим с профессом в области познания структуры других биополимеров, таких как целлюлоза или белки [c.104]

Несмотря на большие успехи в изучении строения, свойств, реакционной способности лигнина, а также вполне сложившееся представление о нем как о высокомолекулярном соединении, построенном из структурных единиц производных гваяцил-, сирингил- и -оксифенилпропана, связанных арилалкильными, ариларильны-ми связями С-О-С и С-С, вопрос о присутствии лигнина в несосудистых растениях остается актуальным и в настоящее время [c.110]

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]

Результаты изучения типов связей между феннлпропановым единицами, димерных структур, анализа функциональных групп, полученные на препаратах ЛМР, как наиболее близких к природному лигнину, представляют в виде схем строения фрагментов полимерного лигнина - структурных моделей лигнина. В относительно небольших фрагментах невозможно точно воспроизвести все элементы структуры с учетом количественных соотношений. Тем не менее, предложенные различными авторами схемы строения лигнина достаточно полно согласуются с накопленным фактическим материалом и удовлетворительно отражают свойства природного лигнина. Первые такие схемы были предложены Фрейденбергом и Адлером и далее неоднократно модифицировались. [c.404]

Растворимость препаратов лигнина, как и других полимеров, определяется строением и молекулярной массой, а также природой растворителя, главным образом, полярностью. Препараты лигнина могут растворяться в некоторых органических растворителях (диметилсульфоксид, диметилформамид, диоксан и др.), тогда как в других они не растворяются или растворяются частично. Известно, что растворимость вещества зависит от соотношения его полярности и полярности растворителя. Растворимость при этом будет максимальной, когда определенные свойства (способность к образованию Н-связей, химическое строение и т.п.) растворителя и растворяемого вещества близки. Наиболее часто растворяющую способность по отношению к полярным полимерам определяют по энергии когезии и способности к образованию водородных связей. Влияние энергии когезии оценивают по параметру растворимости (см. 7.1). Для лигнина этот показатель оценивается значением порядка 22500 (Дж/м ) . Шурх установил, что растворители с параметром растворимости, сильно отличающимся от этого значения, не растворяют препараты лигнина, а у растворителей с близкими значениями параметра растворимости растворяющая способность возрастает с увеличением способности к образованию водородных связей. Чем сильнее разница как в параметрах растворимости, так и в способности к образованию Н-связей, тем в большей степени должен быть деструктурирован лигнин для перехода в раствор. Полярность растворителя удобно характеризовать диэлектрической проницаемостью, связанной с параметром растворимости эмпирическим уравнением линейного типа. Существуют также попытки связать растворимость лигнина с параметрами, учитывающими донорно-акцепторные взаимодействия в системе полимер-растворитель. [c.412]

К реакциям конденсации относят все реакции сшивания цепей с образованием новых углерод-углеродных связей, независимо от механизма, приводящие к изменению химического строения лигнина, увеличению молекулярной массы, изменению химических и физико-химических свойств, в том числе к уменьшению растворимости и реакционной способности. В этих реакциях могут участвовать различные группировки лигнина. Наиболее активны группы бензнлового спирта и его эфира, особенно в фенольных структурных единицах. Протекающие при этом реакции конденсации, как уже указывалось ранее (см. 12.8.5), относятся к реакциям нуклеофильного замещения. В кислой среде они идут через промежуточный бензильный карбкатион, а в нейтральной и щелочной средах [c.455]

Об этом грворит низкое содержание водорода в АПСЕ и то, что 2/3 фенольных гидроксилов макромолекулы химически связаны. Кроме того, поскольку эфирные связи обнаружены в бензиловом положении, естественно полагать, что они могут образоваться в Р и V положениях пропановой цели. Решая задачу о типах связей между АПСЕ, их последовательности в макромолекуле, т.е. по сути задачу ее строения, шли несколькими путями использовали окислительную деструкцию лигнина синтезировали модели фрагментов макромолекулы сопоставляли химические свойства со свойствами препаратов ЛМР и протолигнином продолжали поиск способов деструкции лигнина до олигомерных фрагментов осуществляли биосинтез лигнина, причем в процессе образования полимера выделяли и идентифицировали образовавшиеся олигомеры. [c.104]

Следует отметить, что непосредственное исследование лигнина путем ФЭС с вакуумным ультрафиолетом невозможно вследствие высокомолекулярной природы соединения. В связи с этим в исследованиях лигнина применялся метод ФЭС с рентгеновским возбуждением [40, 41], однако в этом случае терялось наиболее важная для характеристики реакционной способности информация о валентных оболочках. Выход из создавшегося положения видится в оценке особенностей электронного строения и реакционной способности лигнина путем исследования методом ФЭС рядов низкомолекулярных модельных соединений [32, 33]. При этом особого внимания заслуживает изменение свойств молекул при переходе от мономерных к димер ным моделям. В [32] сопоставление значительного количества данных по разнородным моделям субъединиц лигнина, а также низкомоле кулярным его предшественникам и продуктам деструкции дает воз [c.128]

Включение в неполярную ароматическую цепочку молекулы лигносульфонатов полярных групп, в число которых входят сульфоновые, карбонильные, карбоксильные, алифатические и фенольные гидроксигруппы, обусловливает проявление поверх-ностно-активных свойств. Так, при сильном разбавлении после-дрожжевой бражки сульфитной варки еловой древесины, когда массовое содержание лигносульфонатов не превышает 1 %, они в силу дипольного строения сосредоточиваются у поверхности раздела жидкой и воздушной фаз, понижая в результате этого поверхностное натяжение воды. Оно становится тем ниже, чем глубже сульфонирован лигнин и чем выше зарядность введенного в лигносульфонат катиона, причем в последнем случае насыщение поверхностного слоя жидкости достигается при меньшем массовом содержании лигносульфонатов. При переходе через определенную дозировку содержание лигносульфонатов во всем объеме жидкости выравнивается, а поверхностно-активные свойства снижаются. [c.240]

В книге рассматривается структура и ультраструктура древесины, приводятся методы анализа и сведения о химическом составе древесины различных пород. Излагаются строение и свойства основных компонентов древесины — целлюлозы, полиоз, лигнина. Значительное внимание уделяется экстрактивным веществам, строению и компонентам коры. Подробно рассматриваются реакции древесного комплекса в кислой и щелочной средах, его термопревращения, деструкция под действием света, ионизирующих излучений и микроорганизмов. Приводится обзор процессов и перспективных нетрадиционных способов варки и отбелки. Даны производные целлюлозы и оценка древесины и ее компонентов как источника химических продуктов и анергии. [c.2]

Перед выделением лигнина следует удалить экстрактивные вещества во избежание образования продуктов их конденсации с лигнином. После экстрагирования необходимо удалять такие растворители, как спирт, ацетон, особенно в случае применения при выделении лигнина концентрированных минеральных кислот. При использовании первой группы методов выделения получают так называемые кислотные лигнин ы. Применяют серную и соляную кислоты, их смеси и другие минеральные кислоты. В случае получения сернокислотных лигнинов пользуются 68—78 %-ной кислотой, чаще всего 72 %-ной, для первой ступени гидролиза с последующим разбавлением. Все препараты лигнина, полученные кислотным гидролизом, изменены по строению и свойствам в результате реакции конденсации [129]. Считают, что солянокислотный лигнин, полученный обработкой древесины сверхконцентрирован-ной соляной кислотой, менее конденсирован по сравнению с сернокислотным. Сернокислотный и солянокислотный лигнины дополнительно содержат соответственно серу и хлор. Эти препараты вепри- [c.39]

Различные препараты лигнина в отношении их пригодности для изучения строения лигнина имеют как преимущества, так и недостатки [92]. Исследования мономерных и димерных модельных соединений обычно проводят в гомогенной среде, что позволяет избежать проблем, связанных с гетерогенными реакциями, поверхностными свойствами и т. д. ДГП могут рассматриваться как лиг-нинные полимеры с точно определенным составом [50, 248]. Однако очевидно, что они не однородны по молекулярной массе и не [c.112]

Всеми признано, что элементарное ядро лигнина представляет собой гваяцнловый остаток, так как близко совпадает по своим свойствам с такими соединениями, как гваякол, эвгенол, ванилик и другими подобными фенолами гваяцилового расположения. Возможной формой строения элемента лигнина является производная а-фенилпропана. [c.414]

Для выяснения механизма ФГ полисахаридов ГМЦ, оиреде-ления активности ферментных комплексов или индивидуальных высокоочииденных ферментов псиользуют ГМЦ, выделенные из растительных материалов. В этом случае на ФГ гемнцеллюлоз не влияет экранирующее действие целлюлозы, лигнина или других компонентов клеточной оболочки, т. е. образование промежуточных соединений (ES) между ферментом (Е) и субстратом (S) происходит без препятствий и кинетические параметры реакции зависят от свойств и концентрации реагирующих компонентов, значения pH, температуры, ионной силы среды и т. д. ФГ не тормозится диффузией фермента к субстрату через клеточные стенки или слой другого полимера, диффузией и удалением продуктов реакции от места их образования в среде. На гидролиз определенной связи в полисахаридах может влиять надмолекулярное строение ГМЦ, ио эта проблема почти ие исследовалась. [c.226]

Последующие главы содержат примеоы, демонстрирующие большие потенциальные возможности количественной спектроскопии ЯМР Н, С, О и 8 растворов при изучении строения и структуры, особенностей химической модификации и свойств древесины и лигнина (глава 2), нефти и нефтепродуктов (глава 3), гуминовых веществ и углей (глава 4) Объем этих глав неравноценен, что обусловлено следующими причинами [c.14]

Высокомолекулярная природа лигнина и особенности его расположения в клеточной стенке делают пока нереальным выделение лигнина в неизмененной форме (IOS] Все методы извлечения подразделяют на две группы даюшие лигнин в виде осадка или в виде раствора (без взаимодействия с растворителем либо с образованием растворимых производных) При использовании первой группы методов выделения получают так называемые кислотные лигнины (применяют серную и соляную кислоты, их смеси и другие минеральные кислоты) Структура и свойства этих препаратов сушественно изменены по сравнению с нативным лигнином, поэтому они непригодны для исследования строения лигнина, хотя [c.143]

Структура и состав. Сложность структуры Л. и его химич. неустойчивость являются причинами того, что строение Л. далеко еще не выяснено. Строение и свойства Л. резко отличают его от основных компонентов древесины — целлюлозы и гемицеллюлоз. Л.— нерегулярно построенный полимер с разветвленными макромолекулами. Структурная единица лигнина Бьеркмана (из еловой древесины) — С(,Н(, g02,4 (ОСНз)о вв-Его мол. масса равна примерно И ООО (ультрацентри-фугальный метод). [c.32]

Органические вещества. Основную часть органического вещества природных вод составляют гумусовые соединения, которые образуются при разложении растительных остатков. Водный гумус содержит в основном лигнино-протеиновые соединения. В состав его входят также углеводы, л<иры и воск. Почвенный гумус включает в себя нерастворимый гумин, перегнойные кислоты и другие продукты распада сложных органических веществ. Перегнойные (гумусовые) кислоты делятся на гумииовые (гуминовая и ульми-новая) и фульвокислоты (креповая и апокреновая). Гуминовые кислоты — высокомолекулярные соединения, продукты конденсации ароматических соединений типа фенола с аминокислотами и протеинами. Их строение еще недостаточно изучено. В зависимости ОТ размера молекул гуминовые соединения могут образовывать в воде истинные, коллоидные растворы и взвеси. Гуминовые кислоты способны, вследствие межмолекулярных взаимодействий, образовывать агрегаты молекул — мицеллы. Мицеллярная масса гуминовых кислот составляет 3700—8270. Фульвокислоты — высокомолекулярные соединения типа оксикарбоновых кислот, содержащие азот, с меньшим количеством углеродных атомов, чем гуминовые. Кислотные свойства у них выражены достаточно сильно. Концентрация органических веществ (водного гумуса) может достигать 50 мг/л и выше. Гуминовые кислоты составляют незначительную [c.62]

Со времени обварухевия лигнина в растениях было высказано много гипотез о его строении, которые в дальнейшем, по мере накопления экспериментальных данных, оказывались несостоятельными. Несмотря на б рное развитие науки о химии лигнина я на наличие богатого экспериментального материала в этой области, вопрос о строении лигнина до сих пор не решен однозначно. Эю прежде всего связано со сложностью строения лигнина, а также с отсутствием совершенных методов его выделения. Любой из су-ществущих методов выделения лигнина дает возможность извле -кать только часть его, причем, как правило, в измененном ви -де при этом препараты лигнина, выделенные различными методами, отличаются по химическому составу, строению и свойствам. Поэтому данные, полученные на разных препаратах лигнина,очень часто во многом противоречивы. [c.3]

Из работ, наиболее полво отражающих современное состояние науки о химии лигнина, следует указать на монографию, вышед -шую в 1971 г., под редакцией К.Саркавена и Ч.Людвига,[I] в монографию И.Пирла [2]. В них авторы дают критический обэор литературы и обсуждение результатов исследований по строению, методам выделения, физическим и химическим свойствам лигнина, его биогенезису и биосинтезу, реакциям лигнина, представляю -щим теоретический и практический интерес. Значительное место [c.3]

Современные сведения о структуре лигнина, его основные свойства и реакции наиболее полно отражают схемы строения фрагментов макромолекулы лигнина, предложенные Адлером и Фрейденбергом. Они составлены с учетом современных данных по количественному составу различных группировок и структур в лигнине, экспериментов с модельными веществами и лигнином Бьеркмана и исследований по биосинтезу и биогенезису, лигвина. [c.5]