Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Строение природного лигнина

    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]


    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]

    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]

    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]

    Лигнин Класона существенно отличается от лигнина, содержащегося в исходном сырье, по нему нельзя изучать строение природного лигнина. И все же со временем сернокислотный метод стал основным аналитическим методом определения содержания лигнина в растительных тканях. Следует, однако, отметить, что он обладает существенными недостатками, так как конечный его результат зависит от многих факторов концентрации кислоты, температурного и временного режимов, природы исходного сырья. В связи с этим возникла необходимость стандартизации методики и исследователи [7] модифицировали метод Класона. [c.94]


    СТРОЕНИЕ ПРИРОДНОГО ЛИГНИНА [c.97]

    Количественное определение лигнина в растительном сырье имеет очень важное значение. Зная содержание лигнина и гемицеллюлоз в растительном материале, можно предсказать возможный выход целлюлозы при варке. Однако совершенный способ количественного определения лигнина пока еще отсутствует. Это объясняется большой чувствительностью лигнина к действию различных реагентов, а также тем, что строение природного лигнина еще окончательно не установлено. [c.81]

    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]

    При любых способах выделения из древесины лигнин химически изменяется под действием реагентов и поэтому задача по определению строения и свойств природного лигнина представляется чрезвычайно сложной. Лигнин как составная часть древесины еще мало изучен и очень мало используется в народном хозяйстве. [c.50]

    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]

    В 50-70-е гг. текущего столетия были найдены экспериментальные методы, позволившие раскрыть строение лигнинов, изучить их реакционную способность, место в жизни растений и превращения в ходе технологических процессов. Прорыв произошел, когда были предложены способы выделения лигнинов из растительных тканей без существенного нарушения их химического строения, найдены мягкие методы деструкции макромолекулы, с одной стороны, и пути ее синтеза, моделирующие природный процесс, - с другой. Все это в совокупности с использованием современных физико-химических методов анализа позволило создать структурные модели макромолекулы лигнинов хвойных и лиственных древесных пород, разработать, принципы и изучить превращения лигнинов в ходе технологических процессов. [c.92]

    Большая часть (если не все) высокополимерных природных продуктов (например, целлюлоза, крахмал, протеины, жиры) имеет определенное строение. Поэтому можно предположить, как это допускает Фрейденберг [12], что лигнин также обладает упорядоченной структурой. [c.721]

    Гуминовые вещества — продукты химической модификации растительного сырья (углеводов, белков и лигнина), составляющие до 80% органического вещества почв, природных вод и твердых горючих ископаемых По своему молекулярному строению они могут быть отнесены к стохастическим структурам, нерегулярное строение которых затрудняет интерпретацию спектров ЯМР (спектры ЯМР более сложны и менее информативны, чем спектры лигнинов, нефти и их фракций) Для понимания закономерностей изменения состава и строения гуминовых веществ целесообразно рассмотрению некоторых наших экспериментальных результатов предпослать краткий обзор основных положений теории гумификации, функций и строения гуминовых веществ, что немаловажно и для понимания строения углей [c.346]

    Названия высокомолекулярных соединений до сих пор образовывались бессистемно. Обычно природные соединения имеют собственные названия, совершенно не отражающие строения вещества. Примерами такого рода являются целлюлоза, крахмал, белок, инулин, лигнин и др. [c.154]

    Первое положение, на котором останавливаются Фишер и Шрадер, заключается в том, что по их мнению природные гуминовые кислоты, равно как и продукты их дальнейшего превращения, обладают ароматическим строением, которое присуще лигнину, а не целлюлозе. [c.97]

    Выделение целлюлозных волокон из древесины включает стадии механического расщепления древесины с целью увеличения активной поверхности контакта варки (делигнификации) целлюлозы для удаления лигнина — природного полимера сложного строения с трехмерными связями, присутствие которого приводит к получению бумаг с низкими механическими показателями в некоторых случаях проводят процесс так называемого облагораживания целлюлозы — удаления низкомолекулярных фракций целлюлозы путем обработки ее растворами щелочей. [c.111]

    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]


    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]

    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]

    Проблема реакционной способности лигнина возникла вместе с технологией получения целлюлозы из древесины, т е более 100 лет назад Однако реальные предпосылки для рассмотреннн этой проблемы появились лишь недавно, когда выявились общие черты строения лигнина За последние 10—15 лет в химии лигнина накопился большой фактический материал, в значительной части весьма противоречивый Однако работ, систематизирующих и обобщающих этот материат, очень мало Помимо нескольких обзорных статей можно назвать только книги Лигнины под редакцией К В Сарканена и С Людвига (М, Лесная промышленность , 1971 г ) и О П Грушникова и В В Елкина Достижения и проблемы химии лигнина под редакцией Н Н Шорыгиной (М, Наука , 1973 г ) В первой обсуждается широкий круг вопросов химии лигнина, однако фактический материал обобщается с позиций современной химической теории только в отдельный случаях Вторая посвящена в основном строению лигнина, природе лигноуглеводных связей и современным представлениям о биосинтезе природного лигнина [c.3]

    Из трех основных полимеров растительного происхождения — целлюлозы, лигнина и гемицеллюлозы — менее всего изучен лигнин Лигнин наряду с целлюлозой - наиболее распространенное в природе органическое вещество, входит в состав одревесневших клеточных стенок всех наземных растений (от 15 до 36% их массы) и может быть охарактеризован как полифункциональный гетеро-цепной хаотически построенный природный полимер ароматической природы, не гидролизуюшийся до мономеров [106-1101 Получено много данных, свидетельствующих о неоднородности природного лигнина, что позволяет считать его групповым веществом, объединяющим природные полимеры близкой структуры с общим типом строения (108, ПО] [c.28]

    Метод разложения лигнина раствором металлического натрия в жидком аммиаке позволил впервые получить из лигнина с большим выходом вещества, являющиеся производными гвая-цилпропана, строение которых близко к строению элементарных звеньев лигнина. Было также показано, что даже в изолированных из древесины лигнинах основным типом связи между структурными звеньями является простая эфирная связь и что количество углерод-углеродных связей между элементарными звеньями лигнина невелико. Можно также сделать вывод, что лигнин, выделенный из древесины, и природный лигнин имеют сходное строение. [c.617]

    Никитин и Руднева обрабатывали выделенный лигнин и древесину окисью этилена в присутствии едкого натра. Оказалось, что изолированный солянокислотный лигнин реагирует с окисью этилена, образуя оксиэтил-лигнин, способный ацетили-роваться. Гликолевые группы оказались устойчивыми при кипячении лигнина с разбавленной серной кислотой. При нагревании с иодистоводородной кислотой при 135—140° они отщепляются. Никитин и Руднева подвергли гидролизу 5%-ной серной кислотой оксиэтилдревесину. Углеводы при этом переходили в раствор и удалялись, а в остатке оставался оксиэтил-лигнин, идентичный продукту, полученному путем обработки окисью этилена выделенного лигнина. Отсюда можно сделать вывод, что природный лигнин древесины близок по строению изолированному лигнину. [c.626]

    Несмотря на эти вполне убедительные данные, многие из которых приводились выше, заграницей (в Германии) все еще пользуется поддержкой выдвинутая Гильпертом 9° в начале тридцатых годов теория, согласно которой природный лигнин пе является ароматическим веществом, а представляет собой лабильный углеводный комплекс, который превращается в вещество ароматического строения в самом процессе выделения лигнина из древесины, проводимом по любому способу. Эти высказывания встретили резкую и убедительную критику со стороны советских ученых — П. П. ШорыгинаН. И. Никитина П. Н. Одинцова Ф. П. Комарова а также виднейших [c.628]

    Шорыгина, Кефели и Семечкина на основании проведенных ими исследований лигнина, главным образом, медноаммиачного, с помощью металлического натрия в жидком аммиаке (см. стр. 615), пришли к выводу, что этот лигнин, а также природный лигнин еловой древесины, содержат преимущественно С—О—С-связи между звеньями. Образование большого количества мономерных ароматических продуктов гваяцилпропано-вого> типа при дейстеии на лигнин раствора металлического натрия в жидком аммиаке по реакции Шорыгина говорит в пользу того, что в лигнине имеется большое количество свободных эфирных связей (не образующих циклов). Если принять теорию строения лигнина, предложенную Фрейденбергом, то невозможно объяснить образование большого количества мономерных веществ, так как при действии натрия должны расщепляться лишь фурановые циклы, а углеродный скелет должен сохраниться неизмененным. [c.639]

    На основании изложенного Шорыгина, Кефели и Семечкина дают следующую схему фрагмента молекулы природного лигнина, отражающую основные, наиболее принципиальные особенности его строения. [c.641]

    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]

    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]

    Наиболее изучены процессы деструкции лигнина, протекающие при нагревании природного или выделенного лигнинов с водным диоксаном (1 9) в присутствии НС ( ацидолиз ) и с этанолом в присутствии НО (этанолиз). Следует заметить, что применяемый в химии лигнина термин ацидолиз не совпадает по смыслу с понятием ацидолиза в химии полимеров, где оно означает деструкцию под действием органических кислот. Фактически ацидолиз лигнина представляет собой мягкую гидролитическую деструкцию лигнина, катализируемую минеральной кислотой. Реакцию этанолиза лигнина для изучения его строения впервые применил Гибберт, а реакцию ацидолиза - Адлер с сотрудниками, изучивший и механизм этих реакций. В честь Гибберта мономерные продукты ацидолиза и этанолиза получили название кетонов Гибберта. Из лигнинов хвойных получаются гваяцилпропановые продукты деструкции, а из лигнинов лиственных пород - дополнительно сирингилпропановые аналоги. [c.453]

    Результаты. реакций гидрирования и гидрогенолиза заметно способствовали выяснению строения структурных звеньев лигнина, о и в этих областях было выполнено очень мало работ. Однако имеется несколько ранних работ ятоноких ученых по гид-рогенолизу природного и выделенного лигнинов, которые в свое время не вошли в книгу Химия лигнина , изданную в 1952 г. Эти исследования включены в данную книгу и приводятся ниже. [c.558]

    Лигнин, имеющий одновременно ароматическое строение и алифатические цепи, может служить сырьем для получения химикатов, производимых в настоящее время из нефти и природного газа. Многотоннажное производство низкомолекулярных продуктов из технических лигнинов пока еще по экономическим и технологическим причинам не конкурентоспособно с производством нефтехими- [c.421]

    В ряде других случаев, наоборот, требуется ускорение процессов пропитывания, например при варке древесины, когда процесс в значительной степени лимитируется скоростью пропитывания ее варочной жидкостью. Этот вопрос играет особую роль в связи с методом высокотемпературной варки сульфитной целлюлозы, предложенным проф. Л. П. Жере-бовым. При этом период заварки исключается, процесс же пропитывания должен быть весьма интенсивным и проводиться всегда в максимально короткий срок при температуре, которая еще не вызывает заметную кислотную конденсацию лигнина. В данном случае технология глубокой пропитки щепы растворами активных реагентов в основном решает успех варочного процесса при высокой температуре. Неоднородность строения древесной ткани и характер локализации лигнина и других спутников целлюлозы в клетках древесины весьма усложняют вопрос о том, в какой мере возможно свести к минимуму неблагоприятное влияние гетерогенности структуры древесины при использовании метода ускоренной варки. С помощью тех способов пропитывания древесины, которые обычно используются на производстве в процессе сульфитной варки, очень трудно быстро подвести все необходимое количество основания и ЗОг к внутренним областям клеточных стенок и к наиболее лигнифицированным первичным оболочкам трахеид. Учет природных факторов выдвигает задачу специального исследования условий предварительного пропитывания, определяющего в значительной степени скорость процесса варки. [c.362]

    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]

    Основными спутниками целлюлозы в природных растительных материалах являются лигнин, гемицеллюлозы, пектиновые вещества и смолы (камеди). Лигнин представляет собой ту часть древесины, которая не растворяется в 72%-НОЙ серной и в 40—42%-ной соляной кислотах. Это аморфное неплавкое и нерастворимое вещество, относимое в настоящее время к высокомолекулярным соединениям. Строение лигнина до сих пор в достаточной степени еще не выяснено, но установлено наличие в нем многих функциональных групп, из которых важнейшими являются метоксильные группы СНзО—, образующие метиловый спирт при сухой перегонке древесины, альдегидные, гидроксильные и диоксиметиленовые —О—СНг—О—, которые при кипячении с кислотами отщепляются в виде СНгО, Основными структурными элементами лигнина являются производные фенилпропана. [c.357]

    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]

    К первой группе относятся методы, основанные на гидролизе углеводной части концентрированными минеральными кислотами —72 %-ной H2SO4 и 41—42 %-ной (сверхконцентри-рованной) НС1. Углеводы гидролизуются и растворяются, а лигнин получается в виде нерастворимого остатка темного цвета. Таким методом получают сернокислотный и солянокислотный лигнины. Этот метод применяется для количественного определения содержания лигнина в древесине. Однако кислотные лигнины очень изменены по сравнению с природными и поэтому не применимы для изучения строения лигнина. [c.149]

    Однако волокна в древесной массе, полученной механическим путем, содержат большое количество лигнина— природного полимера сложного строения, включающего, по-видимому, трехмерные связи, что делает его нерастворимым без частичного химического разрушения. Такое строение лигнина обусловливает его малую эластичность и соответственно малую прочность волокон. Поэтому бумага, выработанная с большим содержанием древесной массы, имеет низкую прочность и малую устойч ивость к сдвиговым деформациям. Для получения высококачественных сортов бумаги и тем более для химической переработки в эфиры целлюлозы необходим процесс делигнификации.  [c.172]


Смотреть страницы где упоминается термин Строение природного лигнина: [c.714]    [c.159]    [c.21]    [c.97]    [c.53]    [c.309]    [c.346]    [c.346]    [c.165]   
Смотреть главы в:

Химия сульфитных методов делигнификации древесины -> Строение природного лигнина




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Лигнин



© 2024 chem21.info Реклама на сайте