Лигнин биосинтез

Из гидролизатов можно получать пищевую глюкозу, техническую ксилозу, ксилит, сорбит, глицерин, этиленгликоль, фурфурол, этиловый и бутиловый спирты, ацетон, белково-витаминные дрожжи и другие ценные продукты. Наиболее перспективным направлением переработки моноз является каталитическое превращение их в полупродукты для органического синтеза, а также биосинтез белковых веществ, витаминов и антибиотиков. Из лигнина получают фенолы, ацетат кальция, активированный уголь, бензол, толуол наполнители для каучуков. [c.75]

Таким образом, растения при фотосинтезе запасают энергию и связывают углерод в виде D-фруктозо-б-фосфата, из которого затем синтезируют сахарозу и крахмал. Сахароза хорошо растворяется в воде и транспортируется в различные части растения, крахмал используется в качестве резервного полисахарида. Сахароза и крахмал легко гидролизуются, образующиеся при этом D-глюкоза и D-фруктоза служат исходньпки материалами для биосинтеза других моно-, олиго- и полисахаридов. D-Глюкоза и D-фруктоза подвергаются также расщеплению и окислению с выделением необходимой для жизнедеятельности растения энергии и образованием промежуточных соединений для последующего биосинтеза (ацетилкофермент А, D-эpитpoзo-4-фo фaт, фосфоенолпировиноградная кислота, рибозо-5-фосфат). На основе этих веществ растения синтезируют многочисленные представители различных классов соединений (лигнины, липиды, таннины, нуклеотиды, нуклеиновые кислоты, аминокислоты, терпены, пигменты, алкалоиды, фитогормоны и т.д.). Растительная биомасса является обширным возобновляемым сырьевым источником для производства различных органических материалов и соединений. [c.341]

В природе органические полимеры получаются в результате биосинтеза под действием катализаторов - ферментов к таким полимерам, имеющим достаточно высокую молекулярную массу, относятся белки, нуклеиновые кислоты, целлюлоза, крахмал, лигнин, гемицеллюлозы и др. Природные полимеры выполняют различные функции в природе и технике. Одни из них, например белки и углеводы, выполняют функции пита- [c.18]

Процесс лигнификации как его называют ботаники, образование, или биосинтез, лигнина в растении в последние годы привлекал внимание многих исследователей химии лигнина. [c.757]

Значительная часть ароматических соединений древесины, в том числе и лигнин, образуется из углеводов через шикимовую кислоту. В сложном многостадийном биосинтезе лигнина выделяют три последовательно протекающих этапа образование первичных структурных звеньев [c.390]

До -настоящего времени все попытки выделить химическими средствами димерные и олигомерные продукты разложения лигнина, пригодные для выяснения закономерностей образования связей между структурными звеньями лигнина, оставались безуспешными. Поэтому исследователи химии лигнина направили свои усилия на изучение биосинтеза. Они надеялись выделить промежуточные продукты с низким молекулярным весом, а затем, изучив их структуру, получить данные о природе и сочетании структурных звеньев в молекуле лигнина. [c.757]

Это должно благоприятствовать образованию связей 3-0-4 - основного вида связи в лигнине, а также связей (3-5 и -р. Безусловно, оказывают влияние и другие факторы, в частности, кинетические и стерические, и условия протекания биосинтеза. [c.396]

Так как образование лигнина изучалось главным образом путем применения биосинтетических методов и поскольку в этой области было выполнено много работ, название главы XXV Теории образования лигнина было изменено на Биосинтез лигнина . Краткие разделы по товарным препаратам лигнина и по его использованию были включены в Приложение . [c.7]

Химические проблемы лигнинов твердых пород древесины были рассмотрены Пеппером [31 а], тогда как Гирер [18 а] дал обзор по выделению, структуре и биосинтезу лигнина. [c.10]

В следующей работе о происхождении метоксильных групп в биосинтезе лигнина Бьеррум с сотрудниками (98] вводили в растения табака меченые соединения глицин-1-С глицин-2-С серин-З-С формальдегид-С . Они нашли, что около 90% радиоактивности лигнина приходилось на углерод метоксилов после введения последних трех соединений, тогда как лишь 2—3% присутствовало в метоксилах после введения первого соединения. Когда соединения вводили на эквимолекулярной основе, се-рин-З-С поступал в лигнин в наибольшем количестве второе место занимал формальдегид-С и третье — глицин-2-С . [c.774]

Опыты по разложению показали, что бензольное кольцо и боковая цепь фенилпропановых производных вводятся как целое. Воспроизводимые опыты, проведенные в различное время и в разных условиях, показали, что изменения в условиях роста не вызывали каких-либо качественных перемен в биосинтезе лигнина. [c.779]

БИОСИНТЕЗ СТРУКТУРНЫХ ЗВЕНЬЕВ ЛИГНИНА [c.784]

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]

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]

Энзим из шампиньонов, с помощью которого изучали биосинтез лигнина, представляет собой фенолоксидазу (лакказу). Дегидрирующий энзим сосны и других растений также является фенолоксидазой. Наряду с ним в сосновой древесине содержится в небольших количествах пероксидаза, при помощи которой также можно получить искусственный лнгнин через те же самые промежуточные ступени. [c.550]

Биосинтез Сд-веществ протекает через щнкнмовую и префеновую кислоты. Из этих кислот образуется пировиноградная кислота или биохимически эквивалентные ей коричная кислота или фенилаланин. Радиоактивный фенилаланин, если его ввести в сосну, очень быстро превращается в радиоактивный кониферин. Последний расщепляется р-глюкозидазой, а затем под действием фенолоксидазы и пероксидазы превращается в лигнин. Если ввести в сосну радиоактивный кониферин или фенилаланин, то в течение нескольких дней большая часть радиоактивности переходит в лигнин. [c.550]

С р-циями певтозофосфатного цикла связан метаболизм входящих в состав нуклеиновых к-т пентоз, а также биосинтез углеводных предшественников биополимера лигнина и ароматич. аминокислот. [c.311]

Некоторые исследователи допускают существование в лигнине структур со связями (Р-Р) + (а-6) со свободными труппами HjOH, а также структур с полуоткрытым циклом (XI). В небольшом числе содержатся структуры с у-лактонным циклом (XII), что свидетельствует об участии в биосинтезе наряду с коричными спиртами и коричных кислот. Возможно присутствие в лигнине структур, в которых связью р р соединены гваяцильная и сирингильная единицы. [c.389]

Изучение процесса биосинтеза лигнина и синтеза искусственного лигнина (дегидрополимеризата) с выделением и исследованием промежуточных продуктов - работы Фрейденберга и его школы, Терашимы и других (см. 12.5.2). [c.390]

Биосинтез монолигнолов включает две стадии. На первой стадии из продуктов метаболизма углеводов фосфоенолпировиноградной кислоты и 0-эритрозо-4-фосфата (см. 11.10.3) через шикимовую кислоту образуются ароматические аминокислоты. На второй стадии после дезаминирования аминокислот получаются коричная кислота и её гидроксилированные и метоксилированные производные, восстановление которых даёт три ароматических спирта, являющихся предшественниками лигнина. [c.390]

На этом основании авторы сделали вывод, что образование лигнина связано с биосинтезом шикимовой кислоты и ароматических аминокислот. Продолжая свое исследование, они наблюдали за процессом лигнификации путем количественного определения содержания ряда веществ (целлюлозы центозанов пектина крахмала шикимовой кислоты фенилаланина и тирозина) в молодых растениях зеленого гороха и красной сосны, выращивавшихся в водных культуральных растворах, содержавших различные предшественники лигнина (например, этанол, ацетат, пировиноградную, шикимовую, феруловую, фенилпиро-виноградную и и-оксифенилпировиноградную кислоты, фенилаланин, тирозин, кониферин и сирингин). [c.769]

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]

Одновременно с процессом биосинтеза полимерного лигнина возникают химические связи лигнина с полиуронидами и гемицеллюлозами и образуется лигнин-полисахаридная матрица. Химические связи лигнина с нецеллюлозными полисахаридами образуются при стабилизации промежу- [c.400]

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]

Обобщив имеющийся в литературе материал и использовав известные закономерности физики и химии полимеров, Эриньш предложил модель лигнин-гемицеллюлозной матрицы как полимерной композиции типа взаимопроникающих сеток. Лигнин-гемицеллюлозная матрица образуется взаимоналожением трех сетчатых структур сетчатой структуры самого лигнина сетки, образованной ковалентными связями лигнина с гемицеллюлозами сетки, образованной межмолекулярными водородными связями и силами физического взаимодействия в лигнине, в гемицеллюлозах и между ними. Матрица микрогетерогенна и состоит из областей разного состава с различной плотностью сетки. Лигнин в ней находится в виде глобулярных микроблоков со сравнительно плотной сеткой поперечных связей, которые, в свою очередь, включены в менее плотную сетчатую структуру. Считают, что ковалентные связи лигнина с гемицеллюлозами образуются в ходе его биосинтеза (см. 12.5.2). Изучение типов ковалентных связей лигнина с гемицеллюлозами проводят по двум направлениям исследование образования связей лигнина с углеводами в ходе биосинтеза исследование состава и строения ЛУК, выделенных из древесины, с привлечением методов деструкции, химического анализа, ЯМР-спектроскопии и др. [c.408]

Показатель преломления лигнина характерен для ароматических соединений (1,53... 1,62 для препаратов елового медно-аммиачного лигнина). Лигнин в отличие от лигнанов, несмотря на присутствие в нем асимметрических атомов углерода, оптически неактивен, что объясняется рацемизацией в ходе биосинтеза. Рентгенографические исследования лигнина показывают, что он аморфен. Аморфность лигнина подтверждается изучением его термопластических свойств. [c.411]

Растения способны синтезировать очень широкую гамму фенольных соединений. С участием промежуточных продуктов шикиматного пути биосинтеза лигнина (см. 12.5.1) происходит образование фенолкарбоновых кислот, простых фенолов, фенольных альдегидов и спиртов, хинонов, нафтохинонов, антрахинонов, лигнанов, ку-маринов, ароматических аминокислот (рис. 14.5). Образуются также бензольные кольца терпеновых хинонов (убихинонов, пластохинонов, филлохинона) и хроманолов (токоферолов), участвующих в процессах фотосинтеза и дыхания. [c.520]

Простые фенолы, молекулы которых содержат одно бензольное кольцо, представлены в древесине хвойных и лиственных пород главным образом промежуточными и побочными продуктами биосинтеза лигнина. Поэтому среди фенольных соединений древесины хвойных пород обнаружены соединения гваяцильного типа и мало соединений сирингильного типа, в отличие от древесины лиственных. В свободном виде они присутствуют в древесине в незначительных количествах и представлены в основном гликозидами, такими как кониферин и сирингин (см. 12.5.2). Феруловая кислота в отдельных случаях (древесина березы, дуба) может быть связана с высшими спиртами. Большое количество простых фенолов образуется при химической переработке древесины в результате деструкции лигнина. [c.521]

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]

С другой стороны, применение радиоактивного углерода к модельным соединениям продуктов разложения лигнина, пролило свет на происхождение некоторых простых прллуктпв ряя-ложения лигнина, таких, как формальдегид, ацетальдегид и ванилин, а также на проблему превращения возможных промежуточных веществ в биосинтезе лигнина и на вероятные связи между структурными звеньями лигнина. [c.12]

В качестве введения к исследованию биосинтеза лигнина Тачи с сотрудниками [65] изучил постепенное образование и рас- [c.18]

Обычно считается, что лигнин в древесине не содержит азота. Однако возможно, что та его часть, которая еще находится в процессе образования в незрелом растении, содержит аминокислоты, присоединенные в той или иной форме. Известно, что метионин играет роль метилирующего агента в биосинтезе липнина (см.главу 25). [c.265]

На присутствие фенилкумара.новой структуры в молекуле лигнина было указано Фрейденбергом (см. Брауне, 1952, стр. 383). Он вывел это заключение по результатам, полученным на основе реакции кислоты Эрдтмана с бисульфитом и тиогликолевой кислотой и того факта, что при биосинтезе DHP из кониферилового спирта был выделен дегидродиконифериловый спирт как вторичное структурное звено [33, 34, 41]. [c.276]

Выделение оптически неактивного пинорезинола как димерного промежуточного вещества при энзиматической дегидрогенизации кониферилового спирта в биосинтезе ОНР побудило Фрейденберга (41] предположить, что структура пинорезинола содержится в молекуле лигнина. Однако прямых доказательств этого нет. [c.277]

Этанолиз лигнина, впервые проведенный Гиббертом (см. Брауне 1952 г., стр. 465), дает структурные звенья Гибберта или мономеры Гибберта . Так как эти мономеры (ванилин, а-этоксипропиогваякон, ванилоилацетил и гваяцилацетон (I— IV ), вероятно, образуются в результате определенной реакции некоторых структурных звеньев в молекуле лигнина, то ее обычно теперь используют для определения лигнинных препаратов, особенно при изучении филогении и биосинтеза самого лигнина. [c.527]

В виде вступления к широкому исследованию биосинтеза лигнина Хигучи [56—58, 62] изучал энзиматическую систему, ответственную за реакцию Бавендамма. [c.689]

Наличие подобной структуры в лигнине было также предположено Фрейденбергом [9—И]. В своих экспериментах по биосинтезу DHP из кониферилового спирта (см. главу 25) он изолиро-вал дегидродиконифериловый спирт, который рассматривает, как промежуточный продукт при образовании лигнина, включающийся в лигнинную молекулу. [c.713]

Наконец. Фрейденберг нашел в качестве главного промежуточного продукта при биосинтезе лигнина ч аяцилглицерин-р-[2-метокси-4-(у-оксипропенил)фенил]эфир, (обычно называемый [c.714]

Так образуется фенилкумарановое кольцо, которое имеется н в дегидродиконифериловом спирте. Этот спирт —другое промежуточное димерное соединение, выделенное Фрейденбергом из реакционной смеси при биосинтезе DHP из кониферилового спирта, и, как он предполагает, входящее в молекулу лигнина. [c.718]

Фукузуми [91] также опубликован обзор по биосинтезу лигнина. Еще один обзор был недавно опубликован Хигучи [102, 103]. Обзор новейших представлений об образовании лигнина был составлен Адлером [2] и Кремерсом [1406]. Анализ последних результатов в той же области сделал Штумпф [195]. [c.757]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология