разрушающие лигнин

Оборудование целлюлозно-бумажного производства интенсивно корродирует под влиянием различных агрессивных сред. Стенки отбельных стальных башен подвергаются сильной коррозии под влиянием гипохлорита, который обычно применяется для отбелки целлюлозной массы. Защита стенок отбельных башен осуществляется путем облицовки диабазовыми плитками непосредственно по металлу. Однако гипохлорит действует разрушающим образом и на волокна целлюлозы, что приводит к ухудшению ее механических и физико-механических свойств. Поэтому для отбелки целлюлозы применяется двуокись хлора. Это позволяет уменьшить потери волокна, так как двуокись хлора, активно разрушая лигнин и другие примеси целлюлозы, с самой целлюлозой практически не взаимодействует. Однако двуокись хлора является весьма агрессивной средой, поэтому аппаратура, в которой происходит процесс отбелки, должна быть надежно защищена. Применение одних диабазовых плиток не обеспечивает защиты внутренних поверхностей от действия двуокиси хлора. [c.182]

На основании исследования лигнина и целлюлозы, а также и при изучении свойств торфа, бурых и каменных углей Фишер пришел к выводу, что целлюлоза не может быть материнским веществом гуминов, так как она очень быстро разрушается. Лигнин гораздо более устойчив к действию биохимических агентов, поэтому в торфяных месторождениях его содержание возрастает, а количество целлюлозы уменьшается. При исследовании анаэробно разложенных проб торфа Фукс [20] установил, что отношение лигнина к целлюлозе составляет 7 2, а иногда даже 18 2, в то время как в свежей древесине это отношение равно 1 2. [c.35]

Препараты кислотных лигнинов имеют темный цвет и не растворимы ни в каких растворителях. Под действием концентрированных кислот в лигнине происходят химические изменения разрушаются простые эфирные связи, а в результате конденсации образуются новые углерод-уг-леродные связи (см. 12.8.5 и 12.8.9). Сетка лигнина становится более частой. Однако по количеству кислотные лигнины, особенно в случае древесины хвойных пород, близко соответствуют природному лигнину. Поэтому выделение кислотных лигнинов применяют для количественного определения лигнина в древесине и другом растительном сырье (а также в технических целлюлозах и других волокнистых полуфабрикатах) прямыми методами. Полагают, что солянокислотный лигнин менее конденсирован, чем сернокислотный, причем степень конденсации зависит от условий обработки. К препаратам кислотных лигнинов близок технический гидролизный лигнин (см. 12.2.4). [c.368]

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]

Бактерии играют в биосфере важную роль, разрушая многие ароматические соединения, образующиеся в результате метаболических превращений у растений [132]. К последним относится лигнин, главный компонент древесины и один из наиболее распространенных растительных продуктов, количественно уступающий лишь целлюлозе. [c.149]

В последнее время разработан и начинает применяться новый способ отбелки целлюлозы при помощи двуокиси хлора. Этот способ дает возможность получить продукт более высокого качества и резко уменьшить потери волокна, так как двуокись хлора, активно разрушая лигнин и другие примеси целлюлозы, с самой целлюлозой практически не взаимодействует. Вместе с тем двуокись хлора является весьма агрессивной средой и поэтому аппаратура, в которой происходит процесс отбелки, должна быть надежно защищена. Применение одних диабазовых плиток не обеспечивает защиты внутренних поверхностей от действия двуокиси хлора. [c.114]

При отбеливании целлюлозы водными растворами двуокиси хлора достигается превосходная степень белизны, при этом разрушается лигнин, но не сама целлюлоза и гемицеллюлоза. Двуокись хлора обладает способностью уничтожать вкус и запах фенольных и других отходов сточных вод, водорослей и разлагающейся растительности, вследствие чего она применяется для обезвреживания сточных вод и для стерилизации питьевой воды. В текстильной промышленности двуокись хлора зарекомендовала себя как щадящий волокна отбеливатель. [c.71]

Лигнин образует важнейшую часть вещества древесных высших растений и является высокополимерным соединением. Разрушаясь, лигнин в качестве осколков дает ароматические альдегиды, например ванилин в ископаемой древесине, лигнитах. Из осколков лигнина за счет синтеза идет образование такого важного компонента природного ОВ, как гуминовые кислоты и родственные им соединения. [c.22]

Наиболее распространенный промышленный способ выделения целлюлозы из древесины заключается в обработке измельченной древесины при повышенных температуре и давлении раствором гидросульфита кальция Са(НЗОз)2. При этом древесина разрушается, содержащийся в ней лигнин переходит в раствор, целлюлоза же остается в неизмененном виде. Затем целлюлозу отделяют от раствора, промывают водой, сушат и направляют на дальнейшую переработку. Целлюлозу, полученную описанным выше способом, часто называют сульфитной целлюлозой. [c.583]

Однако, поскольку образование лакказы строго зависит от состава субстрата (см. Фареус и Линдеберг [32]), эти результаты нельзя считать убедительными. Неспособность гриба, содержащего лакказу, разрушить лигнин может вызываться недостатком других энзимов, необходимых для его дальнейшего распада. [c.682]

Сетчатые полимеры набухают только ограниченно, и для их растворения необходимо предварительно разрушить сетку. Как показано в разделе 5.2, по этой схеме происходит растворение лигнина в варочном процессе. Согласно принятой нами концепции древесное вещество - это композит, образованный гидроксилсодержащими полимерами, поэтому он способен набухать в полярных средах и в первую очередь в воде. [c.283]

Древесная кора обычно состоит из двух слоев внутреннего живого, называемого лубом, и наружного мертвого, называемого коркой. По химическому составу они различны. В табл. 38 приведен химический состав луба и корки наиболее распространенных древесных пород. Оба слоя коры резко отличаются от древесины высоким содержанием веществ, экстрагируемых водой, относительно низким содержанием легко- и трудногидролизуемых полисахаридов и целлюлозы [156]. Гидролизаты легкогидролизуемых полисахаридов древесной коры, как и гидролизаты соответствующей древесины, содержат D-галактозу, D-маннозу, D-глюкозу, L-арабинозу, D-ксилозу и уроновые кислоты, но в других соотношениях. Характерным для коры ели и луба сосны является присутствие в их гидролизатах (табл. 38) значительных количеств D-глюкозы и L-арабинозы. Отличительная особенность древесной коры— высокое содержание в ней дубильных веществ, а также наличие в корке воскообразного вещества—суберина [157, 158]. При гидролизе древесной коры большинство дубильных веществ разрушается с образованием нерастворимых в воде продуктов конденсации— флобафенов. Суберин при гидролизе коры остается в лигнине практически не изменным. К легкогидролизуемым полисахаридам древесной коры относятся гемицеллюлозы, крахмал и пектиновые вещества. Содержание гемицеллюлоз, в коре колеблется от 4 до 15%, крахмала, в зависимости от времени года, от О до 6%. В лубе хвойных древесных пород нерастворимого в теплой воде протопектина содержится от 15 до 25%, в лубе лиственных пород — от 5 до 11%. [c.234]

Нитробензольное окисление А дало 5,5% ванилина, т. е. намного меньше его выхода из природного лигнина древесин хвойных пород. Это показало, что большая часть групп, дающих лигнин, была разрушена в процессе крафт-варки. По аналитическим данным, для фракции А была выведена формула [c.473]

Таким образом, повышенный выход формальдегида из медноаммиачного лигнина вызывается частичным его окислением во время выделения. Это было показано путем обработки диоксан-хлористоводородного лигнина так же, как и природного лигнина при изготовлении медноаммиачного лигнина. После такой обработки выход формальдегида повысился с 1,5 до 2,4%. При обработке горячими органическими растворителями, содержащими минеральную кислоту, группы, образующие формальдегид, были в значительной мере разрушены. [c.501]

Это свидетельствует с том, что часть растворенного лигнина изменялась н осаждалась на частицах древесного остатка, образуя при этом защитную пленку, которая должна разрушаться при размоле до того, как полисахариды станут полностью доступными действию серной кислоты при определении содержания лигнина. [c.523]

Фалк [18] доказал, что процессы разрушения в живых расте-ПИЯХ отличаются от процессов, которые проис.ходят после их смерти. В живых растениях микроорганизмы в первую очередь разрушают лигнин, в умерших — целлюлозу. Изменение целлюлозы в естественных условиях имеет большое значение для создания теории происхождения ископаемых топлив. Поэтому распад целлюлозы исследован довольно подробно, особенно в связи с лиг-нинной гипотезой Фишера и Шрадера. [c.34]

В отличие от более жестких окислителей (перекиси водорода, озона, гипохлорита и двуокиси хлора), оторые. непрерывно поглощались лигнином до о6разов.ания нижомолекулярных водорастворимых. продуктов окислительного распада, мягкие реагенты, такие как окись меди и нитробензол , в щелочной среде разрушают лигнин до продуктов, еще содержащих бензольные ядра. Последний реагент, и частности, неоднократно использовался при изучении лигнина и модельных веществ. [c.601]

Результаты исследований Линдеберга показали, что гимено-мицеты в общем способны разлагать лигнин. Большинство их в одинаковой степени разрушают и лигнин и целлюлозу. Некоторые гименомицеты, хотя таких и немного, воздействуют на лигнин быстрее, чем на целлюлозу. Даже после длительного периода культивирования на синтетических субстратах плесени сохранили нх способность разлагать компоненты клеточной стенки. Однако некоторые их виды теряли частично способность разрушать лигнин. Помимо приведенных в табл. 6 грибов [c.681]

Авторы нашли также доказательства, что грибы могут разрушать лигнин только тогда, когда связанные углеводы также подвергаются воздействию. Кроме того, они нашли, что лигнифицированная срединная пластинка затрагиваегся относительно слабо. [c.687]

Гипохлорит-ион СЮ" в отличие от хлора является сильным нуклеофильным реагентом, легко взаимодействующим с хиноидными и другими еноновыми структурами, образовавшимися, например, при окислении лигнина хлором (схема 13.11, а). Нуклеофильное присоединение гипохлорит-ионов приводит к образованию интермедиатов с оксирановой структурой, которая далее разрушается под действием щелочи или окислителя с выделением карбонил- и карбоксилсодержащих фрагментов лигнина. Окисляются также и фенольные единицы лигнина. Этому предшествует их хлорирование (см. схему 13.11, б). Поскольку хлорноватистая кислота - слабый электрофил, хлорируются только структуры, способные образовывать карбанионы. Хлорированные фрагменты в этих условиях быстро окисляются до о- и и-хинонов, которые затем и реагируют с гипохлорит-ионами. Деструкция лигнина протекает медленно, большая его часть окисляется до простых органических кислот и СО2. Окислительная деструкция полисахаридов на этой стадии отбелки, как и при отбелке хлором, также протекает по радикальному механизму. [c.488]

Поскольку изолированные Р. versi olor могут расти на выделенном природном лигнине, как единственном источнике углерода, эти грибы должны обладать энзиматической системой, способной разрушать лигнин. [c.696]

Разложение лигнина. Некоторые грибы могут разрушать лигнин даже в живых растениях. Разрушающие древесину базидиомицеты можно разделить на две группы. Возбудители бурой гнили превращают древесину в красновато-коричневую массу они разрушают главным образом целлюлозные и гемицеллюлозные компоненты древесины и не действуют на фенилпропановые полимеры. Возбудители белой гнили разрушают древесину с образованием почти белой массы они действуют [c.416]

Поскольку щелочной лигнин, регенерированный из его щелочного раствора, растворим в органических растворителях, например диоксане, тогда как протолигнип, содержащийся в растении, нерастворим, можно предполагать, что при выделении разрушились лигнин-углеводные связи или произошло изменение физической или химической структуры лигнинной люлекулы. [c.399]

Грибы бурой гнили разрушают лигнин по окислительному механизму при действии пероксидаз и активного кислорода. Процессы эти в принципе аэробные и зависят от поступления молекулярного кислорода. Эти реакции не дают энергии для гриба, но, подобно внеклеточным гидролазам, участвуют в многоступенчатом превращении нерастворимого материала в диффундирующие низкомолекулярные соединения, доступные для осмотрофа. Продуктами окисления являются разнообразные циклические соединения, для усвоения которых в универсальных клеточных процессах требуется подготовительный метаболизм. [c.278]

Органические остатки подвергаются разлагающему действию анаэробных бактерий. В первую очередь разрушаются белковые вещества с образованием сероводорода и аммиака и других продуктов глубокого распада белковой частицы и распада каких-то устойчивых азотистых соединений. Получается, по словам акад. В. Л. Омеляпского, как бы выгнпвший , или, как его неудачно называет Г. Потонье, минерализованный сапропель, который не изменяется очень долго даже при свободном доступе воздуха. Во вторую очередь подвергается распадению клетчатка, или целлюлоза, и лигнин и другие органические соединения с высоким содержанием кислорода. Роль анаэробных бактерий состоит в извлечении кислорода и в образовании устойчивых соединений. Первая стадия бактериального разложения заканчивается образованием жиров и других устойчивых соединений. Этим вообще заканчивается стадия биохимических процессов, и органическое вещество обращается в тот кероген, о котором мы уже говорили. По мнению других исследователей, роль анаэробных бактерий на этом не заканчивается. Мэррэй Ст-юарт и другие английские геологи считают, что бактериальное разложение совершается до конца, до превращения органического вещества в нефть. Жиры, разложенные в жирные кислоты, а эти [c.338]

Все сложные биосинтетические вещества образуются из простейших химических соединений вроде СО2, Н2О, КНз и др. Жизненный процесс переводит эти соединения в сложнейшие вещества, характеризующие живое вещество, например, в клетчатку, белки, жиры, лигнин, порфирины и другие вещества, существующие и развивающиеся в результате однажды направленного биосинтеза. Гибель живого вещества прежде всего разрушает те связи между элементами, которые, собственно говоря, и являются признаком жизни, и тогда начинается рертоградная эволюция в исходные простые химические соединения. Если нефть происходит из живого вещества, то ее углеводородный характер является лишь одним из начальных этапов превращения сложных гетерогенных соединений в более простые и относительно устойчивые соединения углеводородного типа. [c.202]

В настоящее время известен ряд методов количественного выделения из древесины холоцеллюлозы, состоящей из целлюлозы и гемицеллюлоз, путем перевода в раствор лигнина и продуктов его разрушения. Среди этих методов наибольшее распространение получили обработка хлоритом натрия в уксуснокислой среде, обработка водным раствором перуксусной кислоты, а также хлорирование древесины с последующим удалением хлорированного лигнина раствором пиридина или этаноламина в этиловом спирте [8]. При этих обработках древесина количественно разделяется на полисахариды, образующие нерастворимую фракцию и переходящие в раствор продукты распада лигнина. При этой обработке остатки уксусной кислоты, связанные сложноэфирной связью с ксилоуронидами и глюкоманнаном, не отщепляются. Не отщепляются и остатки метилового спирта, связанные с карбоксилами уроновых кислот также сложноэфирной связью,- Не наблюдается в значительных количествах и расщепление различных видов гликозидных связей, которыми соединены остатки моносахаридов и уроновых кислот в макромолекулах гемицеллюлоз. Не разрушается и простая эфирная связь в остатках 4-0-метилглюкуроновой кислоты. Это указывает на то, что если между лигнином и углеводами существует химическая связь, она должна быть весьма лабильной и отличаться от перечисленных выше. [c.291]

Реакции деструкции. У природного лигнина реакции деструкции приводят к разрыву связей между звеньями и разрушению сетчатой структуры с образованием фрагментов сетки (разветвленных макромолекул), а у выделенных растворимых препаратов лигнина - к уменьшению молекулярной массы. Различают реакции химической, физической и биологической деструкции. К реакциям химической деструкции относятся соль-волитическая деструкция, окислительная деструкция и гидрогенолиз. К реакциям сольволиза, и в том числе гидролитической деструкции, способны только простые эфирные связи типа алкилариловых и диалкиловых эфиров. Связи диариловых эфиров при этом устойчивы. Углерод-углеродные связи между фенилпропановыми единицами неспособны к соль-волизу, но они могут разрушаться при окислительной деструкции, а также в условиях физической деструкции. Кроме разрыва связей между структурными единицами в лигнине происходят и реакции с разрывом связей С-С в пропановых цепях, также способствующие переходу природного лигнина в растворимое состояние. [c.424]

Основным направлением процесса окисления будет взаимодействие кислорода с фенольными фрагментами лигнина с образованием феноксильных радикалов, стабилизированных резонансом (схема 13.13, а последняя резонансная форма возможна при наличии а,Р-двойной связи). Феноксильный радикал подвергается электрофильной атаке кислородом в различных положениях неспаренного электрона с получением пероксиль-ных радикалов (см. схему 13.13, б). Эти реакции входят в стадию инициирования цепного процесса. Можно отметить, что в отличие от реакции рекомбинации феноксильных радикалов, в реакциях окисления участвуют и положения бензольного кольца с метоксильной группой. Следующая стадия - передача цепи осуществляется при взаимодействии пероксильного радикала с феноксидным анионом. Вновь образуется феноксильный радикал и кроме того пероксид-анион (см. схему 13.13, в). Предполагают, что феноксильные радикалы взаимодействуют не только с молекулярным кислородом, но и с супероксид-анион-радикалом с непосредственным образованием пероксид-аниона. Пероксид-анион внутримолекулярным нуклеофильным присоединением образует промежуточную диоксетановую структуру, которая легко разрушается (см. схему 13.13, г). При дальнейшем окислении образуются низкомолекулярные кислоты. Стадия обрыва цепи рекомбинацией феноксильных радикалов приводит к конденсации лигнина. [c.490]

При этом он обнаружил, что целлюлозе сопутствуют и другие органические вещества, которые назвал инкрустирующими (инкрус-тами). В 1857 г. Шульце нашел, что эти вещества могут быть легко разрушены смесью хлорноватистокислого калия и азотной кислоты и, полагая, что они являются одним веществом, назвал их лигнином (lignum - дерево) [3]. [c.92]

Разрабатывая способ выделения лигнина экстракцией нейтраль ным растворителями, Бьеркман исходил из теоретической концепции согласно которой древесное вещество следует рассматривать как твердый раствор , в котором три компонента - целлюлоза, гемицел люлоза и лигнин - образуют прочную пространственную сетку посред ством водородных связей [19]. Эту сетку можно разрушить механическим путем (размолом), но для того чтобы последний был эффективен необходимо свести пластические свойства древесины к минимуму Для этого древесину превращали в древесную муку с размером частиц проходящих через сито 25 меш (0,25 мм) и после экстракции последовательно спирто бензолом и этанолом высушивали над Р2О5 под вакуу мом в течение нескольких недель. Размол осуществляли в среде обезвоженного толуола, сначала 48 ч на мельнице Лампена, а затем такое же время на вибрационной шаровой мельнице. После этого измельченная древесина отделялась от толуола и экстрагировалась диоксаном, содержащим до 5% воды (в безводном диоксане лигнин не растворялся). После многократной смены экстрагента, экстракт упаривали под вакуумом досуха, растворяли в 90 %-ной уксусной кислоте, после чего по каплям при размешивании выливали в воду. При этом лигнин выпадал в виде хлопьевидного осадка. Последний отделяли центрифугированием и опять растворяли, но уже в смеси дихлорэтан - этанол. Из раствора лигнин осаждали абсолютным этиловым эфиром и отфильтровывали. Высушенный препарат лигнина - порошок светло-кремового цвета. [c.96]

Имеются и другие теории, объясняющие роль сульфида натрия и серы в процессе сульфатной варки. Г. С. Чиркин и Д. В. Тищенко предложили теорию, согласно которой лигнин участвует в окислительно-восстановительных реакциях с серой. Согласно этой теории лигнин под действием щелочи гидролизуется по простым эфирным связям до низкомолекулярных веществ, родственных п-оксибензиловому спирту. Последний конденсируется с образованием оксидифенилметанов, которые затем разрушаются под действием восстановителей в щелочной среде с разрывом связи между метановым углеродом и бензольным кольцом. [c.22]

Количество лигнина, выделенное из побегов обоих типов посредством 0,5 н. раствора едкого натра по методам Бонди и Мейера (см. Брауне, 1952, стр. 236), в расчете на сухое вещество достигало 0,25—0,4% и содержало 3,25 % метоксила. Однако выделенные лигнины не давали цьетных реакций с флороглюцином. Это указывает, возможно, на то, что лигнин был либо продуктом конденсации частично метилированных углеводов, либо изменялся при выделении в такой степени, что группировка, образующая окраску, разрушалась. [c.28]

Образование цианистого водорода, наблюдавшееся также и другими исследователями, Шинра объяснил последовательно протекающими реакциями. Азотная кислота восстанавливается до азотистой кислоты, а последняя, реагируя с лигнином, образует изоиитрозокетон, который далее окисляется и разрушается (см. также Брауне, 1952, стр. 341). Варка Gramina eae с азотной кислотой дает немного нитрофенола, который из древесины не образуется. [c.358]

Изучение скорости этанолиза этих простых эфирных групп дает возможность предположить, что еловый природный лигнин содержит, по крайней мере, три различные простые фенолэфир-ные связи между структурными звеньями лигнина. Одна из этг.х связей устойчива к этонолизу. а две другие разрушаются с различной скоростью. [c.522]

В то время как гваяцильные гругапировки, присоединенные к а- и р-углеродным атомам,. более или менее быстро разрушались в зависимости от определвнных структурных условий, гваяцильные группировки, присоединенные к у-углеродным атомам, не разрушались. Гибберт же и его сотрудники [155] предполагали, что окислительное разрушение лигнина гипохлоритом определяется расщеплением у-эфирной связи. [c.598]