Получение препаратов лигнина

Получение нативных лигнинов. Термин нативный используют не в буквальном переводе как синоним термина природный , а для обозначения препаратов лигнина, получаемых обработкой древесины (после экстрагирования диэтиловым эфиром или спирто-толуольной смесью) нейтральными органическими растворителями при комнатной температуре без применения кислотных катализаторов. Чаще всего получают нативный лигнин Браунса извлечением 95%-м этанолом при температуре около 20°С. Этот препарат назвали нативным лигнином, поскольку при выделе- [c.369]

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]

Выделение лигнина из древесины проводят с различными целями для получения препаратов лигнина и их последующего исследования для количественного определения лигнина в древесине и другом растительном сырье прямыми методами. При делигнификации сырья с целью получения технической целлюлозы и других волокнистых полуфабрикатов можно из отработанных варочных растворов выделить технические лигнины. В зависимости от цели подбирают соответствующие методы выделения. При получении препарата лигнина для исследования метод выделения должен обеспечить минимальное изменение самого лигнина. Выделить же природный лигнин из древесины в неизмененном состоянии практически невозможно. При количественном определении лигнина метод выделения должен обеспечить выход препарата лигнина, более или менее соответствующий его количеству в древесине. При делигнификации древесины в производстве целлюлозы основная задача заключается в получении целлюлозы с большим выходом и определенными показателями качества, в том числе с малым содержанием остаточного лигнина. В этом случае глубокие химические изменения, происходящие при его удалении, неизбежны. Технические лигнины, выделенные из отработанных варочных растворов, значительно изменены по сравнению с природным лигнином. [c.366]

Получение препаратов лигнина [c.366]

Получение ферментных лигнинов. Ферментные лигнины (лигнины Норда) близки к нативным лигнинам. Эти препараты лигнина, подобно нативным, извлекают нейтральными органическими растворителями (этанолом и др.) в отсутствие кислотных катализаторов, но из древесины, пораженной бурой гнилью. Грибы бурой гнили преимущественно разрушают полисахариды, в результате чего в гнилой древесине увеличивается относительное содержание лигнина. Кроме того, грибы бурой гнили разрушают связи в сетчатой структуре лигнин-гемицеллюлозной матрицы и лигнин становится более доступным для растворителя. В результате выход ферментных лигнинов повышается по сравнению с нативными. Однако грибы бурой гнили частично изменяют сам лигнин, главным образом оказывая на него окислительное воздействие. [c.370]

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]

Получение лигнина механического размола. Лигнин механического размола (ЛМР), или лигнин молотой древесины (ЛМД), называемый также лигнином Бьеркмана, в настоящее время считают наиболее близким к природному препаратом лигнина. Этот препарат извлекают из тонко размолотой древесины нейтральными растворителями в отсутствие кислотных катализаторов. [c.370]

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]

Это доказывает довольно высокую чистоту полученного препарата лигнина по сравнению с препаратом ДЛП [c.118]

Далее полученные препараты лигнина подвергали химической обработке для проведения обратных реакций при этом во всех случаях получались препараты, спектры которых не отличались от спектров исходных препаратов лигнина. Это служило подтверждением селективности проводившейся обработки и отсутствия в лигнине таких необратимых деструктивных изменений, которые отражаются на ИК-спектрах. [c.138]

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]

Свойства лигнина в большой мере определяются его функциональными группами. Одними из наиболее характерных групп в лигнине являются метоксильные группы, а также гидроксильные группы, содержание которых колеблется в зависимости от способа получения препарата лигнина. Гидроксильные группы в лигнине могут быть фенольными и спиртовыми (в боковой цепочке). Современное состояние знаний не позволяет дать структурную формулу лигнина. Можно лишь делать вывод о весьма сложной и многообразной структуре лигнина и об отдельных типах связи между структурными звеньями. [c.79]

Различают природный лигнин (протолигнин) - лигнин, находящийся в древесине, и препараты лигнина - лигнины, выделенные из древесины. Природный лигнин в древесине неоднороден. Основная его масса имеет трехмерную сетчатую структуру и вследствие этого не растворяется в растворителях. Для перевода природного лигнина в растворимое состояние с целью удаления (делигнификации) или выделения из древесины (получения растворимого препарата) требуется разрушение сетки с помощью довольно жесткого химического воздействия ( химическое растворение ). [c.364]

Получение органорастворимых лигнинов. Эти методы основаны на обработке древесины органическими растворителями или реагентами в присутствии небольшого количества воды и кислотного катализатора, обычно НС1. Кислота катализирует реакции деструкции (сольволиза) связей лигнина с гемицеллюлозами и частичный сольволиз самого лигнина. Часть лигнина переходит в раствор в виде фрагментов сетки и образовавшихся в результате более глубокой деструкции низкомолекулярных продуктов. Затем из раствора высаживают препарат лигнина обычно водой или диэтиловым эфиром. Выход органорастворимых лигнинов значительно меньше количества природного лигнина в древесине, что обусловлено неполным переходом его в раствор, реакциями конденсации и потерей в виде водорастворимых низкомолекулярных продуктов сольволиза (см. [c.369]

Закономерности изменения ММР лигносульфонатов, полученных в условиях кислой сульфитной варки изолированного препарата лигнина, свидетельствуют о том, что в этих условиях конкурируют [c.269]

Л. Относительное содержание фракций лигносульфонатов, полученных при 90 °С к моменту полупревращения препарата лигнина (ЛМР) [c.271]

Алифатические (спиртовые) гидроксильные группы находятся в пропановых цепях. Число свободных спиртовых гидроксилов, рассчитанное по разности между общими свободными гидроксилами и свободными фенольными гидроксильными группами, составляет примерно 0,8...0,9 группы на ФПЕ, т.е. почти каждая фенилпропановая структурная единица лигнина имеет свободный спиртовой гидроксил (схема 12.4). В лигнине содержатся первичные спиртовые группы в у-положении (/,2) и вторичные - в а-положении 3,4). Вторичные спиртовые группы в Р-положении в природном лигнине, по-видимому, отсутствуют. Однако в препаратах лигнина, полученных в условиях ацидолиза и этанолиза (см. [c.379]

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]

Итак, с учетом имеющейся в распоряжении исследователей аппаратурной спектральной базы, численные методы дифференцирования сложных спектральных контуров целесообразно проводить с целью предварительного определения числа индивидуальных полос и их местоположения. Дальнейшее использование полученных результатов в качестве начальных условий при математической обработке спектральных контуров модельных соединений и препаратов лигнина может обеспечить единственность решения и существенно расширить информативность метода УФ-спектроскопии. [c.182]

Таким образом, карбоксильные группы, которые иногда обнаруживаются в препаратах лигнина, полученных под действием крепких минеральных кислот, могут являться результатом присутствия остатков уроновых кислот. [c.178]

Оценивая результаты, полученные при физических опытах с препаратами лигнина, следует учитывать, что лигнин является длинноцепным полимером, а не гомогенным соединением. Вероятно, этот полимер разветвлен и, подобно целлюлозе разнообразен по длине своих цепей, а следовательно, и по величине молекул. [c.204]

Природный лигнин чувствителен даже к мягким химическим реагентам. Так, во время своего выделения лигнин подвергается структурным изменениям, которые влияют на его физические свойства. Как в целлюлозе, соотношение концевых альдегидных групп изменяется вместе с длиной цепей, так и в лигнине число карбонильных и фенольных гидроксильных групп в концевых структурных звеньях изменяется вместе с длиной и разветвлением последних. Число этих групп в низкомолекулярном препарате лигнина может быть более высоким, чем в высокомолекулярном. Поскольку физические свойства лигнина легко изменяются при его предварительной обработке, и так как структура лигнина еще неизвестна, не следует придавать большого значения результатам, полученным при опытах по изучению физических свойств. [c.204]

Механизм нитробензольного окисления изучали на изоэвгеноле в качестве модельного соединения (схема 11.19). Нитробензол в присутствии ионов гидроксила действует как акцептор двух электронов. В литературе описаны многочисленные продукты окислительной деструкции, полученные из различных модельных соединений и препаратов лигнина [6, 11, 21]. [c.253]

Справиться с этими, казалось бы непреодолимыми, трудностями химии лигнина в значительной степени удалось благодаря специфической методологии моделирования, согласно которой макромолекула подразделяется на ряд структурных фрагментов, химические свойства которых изучаются на моделях Последовательное усложнение моделей и сопоставление с данными, полученными при исследованиях превращений изолированных препаратов лигнина, позволило подойти к рассмотрению реакционной способности макромолекулы как целого [c.133]

Элементный состав щелочного и тиолигнина, полученных из диоксан-лигнина, как и всех препаратов лигнина, зависит от способа их выделения Некоторые данные приведены в табл XI 7 [49] [c.345]

Вследствие существования химических связей лигаина с углеводами и сетчатой структуры самого лигнина для препаративного выделения лигнина необходимо применять кислотные катализаторы. Под действием кислотных катализаторов осуществляется сольволиз, например, гидролиз химических связей лигнина с гемицеллюлозами и частично связей в его сетчатой структуре с получением фрагментов сетки. Одновременно кислотные катализаторы в большей или меньшей степени способствуют конкурирующим реакциям конденсации, препятствующим переходу лигнина в растворимое состояние. Кроме того, реагенты и растворители, применяемые для получения препаратов лигнина, дают побочные реакции. [c.367]

Лигнин в его естественном состоянии в древесине называют протолигиипом. Небольшое количество лигниноподобного материала удаляется из древесины при экстракции этиловым спиртом. Его называют по-разному лигнином Браунса, природным лигнином или растворимым лигнином. Однако ббльшая часть протолигнина нерастворима в нейтральных растворителях и может быть удалена только путем обработки в кислых или щелочных условиях. В общем, существуют два пути получения препаратов лигнина. [c.359]

Сернокислотный метод не подходит для получения препаратов лигнина из древесины лиственных пород, если не будет применяться подходящая концентрация кислоты. Согласно Фрейденбергу и Плётцу [131] для получения лигнинов с максимальным содержанием метоксильных групп из еловой и липовой древесины наилучшей является серная кислота концентрацией 75%, тогда как для древесины бука рекомендуется 66,5%-ная кислота. Палохеймо [132] предложил 70%-ную серную кислоту, которая оставляет в качестве нерастворимого остатка ортолигнин (в еловой древесине его содержится 25%), а гидролизуемый лигнин растворяется и при нагревании выделяется как продукт вторичной конденсации. [c.358]

Получение периодатного лигнина. Периодатный лигнин (лигнин Парвеса) получают чередующейся обработкой древесины раствором ди-гидроортопериодата натрия НазН Ю и водой при кипячении. В полисахаридах избирательно окисляются вторичные спиртовые группы с разрывом связей С(2)-С(3) в пиранозных циклах и образованием диальдегидполисаха-ридов (см. 21.1), которые очень легко подвергаются деструкции при кипячении с водой и превращаются в водорастворимые продукты. В остатке получается периодатный лигнин. Этот препарат менее изменен по сравнению с более конденсированным медно-аммиачным лигнином, но он довольно сильно окислен, о чем свидетельствует пониженное содержание метоксильных групп (см. 12.4.2). [c.368]

Близки к ЛМР некоторые другие препараты лигнина, например, эн-зимлигнин, который выделяют также из тонкоразмолотой древесины диоксаном или другими органическими растворителями, но в отличие от получения ЛМР, размолотую древесину перед извлечением лигнина обрабатывают гидролитическими ферментами (энзимами) - целлюлазой и др. Такая обработка повышает выход лигнина. [c.371]

Препараты лигнина (лигносульфонаты, диоксанлигнин использованные в работах Горинга, нельзя рассматривать в качестве моделей и протолигнина, так как в условиях их выделения лигнин, бесспорно, конденсировался. Препараты ЛМР, полученные в условиях, исключающих конденсацию лигнина, обладают низкой средней молекулярной массой, не превышающей 25000, и не полидисперсны (табл. 3.7, рис. 3.4). Кроме того, эти данные подтверждаются экстраполяцией зависимости обратной среднемассовой степени полимеризации лигнина от времени сульфатной варки, где М исходного лигнина древесины лежит в интервале 24700-29200. [c.118]

На основе результатов своих исследований по зависимости растворимости препаратов лигнина от параметра растворимости растворителя (см. главу 6), Шюрх [131] провел ряд опытов зкс-страгирования древесной муки из норвежской ели в течение 49 при 64° С разными хлороформэтанольными смесями, содержавшими 1,79% хлористого водорода. Он нашел, что со смесью 80%) хлороформа и 20% этанола растворялось 77% лигнина. Применяя эту смесь, Шюрх с сотрудниками [5] нейтрализовали экстракт бикарбонатом натрия, концентрировали его и выделяли этанольный лигнин, выливая концентрат в лигроин. Повторяя 2 или 3 раза экстрагирование со свежей растворительной смесью, они смогли растворить почти 80% от лигнина Класона. Около одной четвертой части полученного этанольного лигнина было растворимо в эфире. [c.111]

Когда лигнин экстрагировался из еловой древесины холодной муравьиной кислотой (содержавшей 5% муравьиной кислоты, насыщенной хлористым водородом при 0°С), получался частично формилированный лигнин (см. Брауне, 1952, стр. 88). Чтобы установить, конденсируются ли муравьиная и уксусная кислоты с лигнином без омыления при его выделении Фрейденберг и Фукс [38] применили С -меченые кислоты. Они нашли, что и фор-мильные и ацетильные группы могли омыляться количественно, давая препараты лигнина, которые практически не были радиоактивными. Это подтверждает данные, полученные Браунсом и [c.117]

Для получения дополнительной информации о связи между лигнином и углем были подвергнуты вакуум-дифференциаль-ному термическому анализу, с постоянной скоростью, при температуре около 1000° следующие препараты лигнина растворимый природный лигнин еловый периодатный лигннн сернокислотный лигнин синтетический лигнин, приготовленный по Расселу (см, Брауне, 1952. стр, 738), [c.660]

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]

В группе методов получения растворимых лигнинов наиболее важное значение имеет метод выделения сравнительно неизмененного лиг h4i на молотой древесины (ЛМД), или лигнина Бьеркмана, заключающийся в размоле древесины в вибрационной мельнице с последующим извлечением лигнина диоксаном. Разработан ряд модификаций этого метода с изменением условий предварительной обработки древесины, размола, извлечения лигнина и его очистки [16, 33, 129, 174, 182]. Применение ультразвука при извлечении лигнина значительно снижает его продолжительность [238, 239, 240]. Выделенные лигнины близки (по содержанию ме-токсильных групп, остаточных полисахаридов и ММР) к ЛМД, полученным по исходной методике. Выход сырых ЛМД достигает 60 % общего количества лигнина в древесине, однако в случае древесины хвойных пород выход ЛМД после очистки не превышает 25 %, а чаще он много ниже. Выход ЛМД из древесины лиственных пород выше [16, 129]. Препараты ЛМД рассматриваются как наиболее пригодные для исследования, хотя они, вероятно, не идентичны с природным лигнином и, по-видимому, не могут быть представительными для всего лигнина клеточной стенки. [c.42]

В литературе приведены ИК-спектры многочисленных препаратов лигнина из разнообразных древесных пород, позволяющие выявить дополнительные различия, вызываемые происхождением и способом выделения лигнина [10,74, 115, 116, 134, 135, 184, 198, 244, 245]. Полученные результаты [135, 244, 245] позволили классифицировать спектры лигнинов по соотношению гваяцильных, сирингильных и л-гидроксифенильных единиц. Однако все же следует подчеркнуть, что интерпретация спектров с целью четкой дифференциации образцов лигнина или доказательства их идентичности должна быть очень осторожной. [c.133]

Специфическим окислителем для лигнина служит пероксиуксус-ная кислота. Ее используют, например, для получения препаратов холоцеллюлозы [30, см. 3.2.6]. Пероксиуксусную кислоту в нейтральной и щелочной средах рекомендуют применять в качестве белящего агента, не удаляющего лигнин [64, 65, 104]. [c.233]

При хлорировании изолированных лигнинов свойства получаемых продуктов определяются природой исходного материала, условиями хлорирования Одним из доказательств вступления хлора в положение 6 ароматических ядер может являться работа Шорыгиной и Чуксановой [20] Хлорируя гидролизный лигнин (предварительно экстрагированный водой и затем дихлорэтаном) раствором хлора в дихлорэтане (из расчета получения препарата с содержанием 20% хлора по реакции замещения) при 15° С до прекращения реакции с иодкрахмальной бумажкой, авторы цо- [c.91]

В целях изучения динамики процесса ЛМР ели обрабатывал буферными растворами при 90° С в течение 1—11 часов (рис IX f и IX 6) По истечении заданного отрезка времени полученные препараты отделяли от маточного раствора, растворяли в ДМСС и хроматографировали на сефадексе 0-75 При pH 1,3 и 2,8 соот ветственно через 1 час и 3 часа нагревания в лигнине появиласз фракция, нерастворимая в ДМСО При pH 4,15 и 9,0 даже чере [c.268]