Лигнины, анализ

Образцы лигнина по 2 г обрабатывались в 20 3 н. соляной кислоты 8 мл 50%-ного раствора нитрита натрия при 20° в течение различных промежутков времени. Все препараты давали азотсодержащий лигнин. Анализ полученных продуктов приведен в табл. 2. [c.356]

Главным затруднением в химии лигнина является то, что еще не найдено метода, позволяющего изолировать весь лигнин в его первоначальном состоянии, т. е. в виде протолигнина. Правда, небольшое количество (8—10%) протолигнина может быть получено в неизмененном виде экстракцией индифферентными растворителями, такими, как этанол или диоксан, без использования катализаторов [44, 100—127]. Он часто называется нативным лигнином (анализы приведены в табл. 5 ). При всех других методах выделения получаются препараты лигнина, которые уже не являются лигнином в нативной форме, но которые подверглись более или менее значительным изменениям, таким, как конденсация или полимеризация, происходящим, вероятно, с потерей воды. Эти изменения трудно контролировать и определять, так как лигнин является аморфным веществом и не обладает обычными для органических соединений критериями чистоты (как, например, точкой плавления). Основным показателем его чистоты является содержание метоксильных групп. Очевидно, что изменения, происходящие в лигнине во время его выделения, зависят от жесткости применяемого метода, а метод должен зависеть от цели, для которой предполагают использовать лигнин. [c.357]

Целлюлоза относится к самым сложным углеводам. Вместе с лигнином она образует основу клеточных стен в древесине. Химические и рентгенографические исследования целлюлозы позволяют установить, что длина ее макромолекулы может достигать 390 нм. Доказано, что она имеет различную молекулярную массу в зависимости от источника ее получения и степени очистки. Молекулярная масса целлюлозы колеблется в пределах от 27 000 до 5900 000. При элементном анализе целлюлозы установлено, что она содержит 44,44% углерода, 6,17% водорода, 49,39% кислорода. [c.32]

Разделение органической массы углей, которая представляет собой сложную смесь самых различных соединений, на отдельные группы веществ, каждая из которых обладает общими свойствами в отношении действия органических растворителей, щелочей, минеральных кислот и других химических реактивов, называется групповым анализом. Предложено много методов группового анализа различных видов твердого топлива. Наиболее целесообразными для группового анализа торфа являются следующие обработки а) последовательное экстрагирование битумов в аппарате Сокслета эфиром и бензолом б) обработка водой при 60 °С с целью выделения простых сахаров в) обработка кипящей водой с целью гидролиза пектиновых веществ г) обработка на водяной бане 2%-ной соляной кислотой с целью гидролиза гемицеллюлозы д) обработка 2%-ным едким натром на водяной бане для экстракции гуминовых кислот е) обработка 80%-ной серной кислотой с целью гидролиза целлюлозы и ее определение по количеству образовавшейся глюкозы, причем остаток принимается за лигнин. [c.161]

При комнатной те шературе длительное перемешивание 10% НОЙ водно-щелочной суспензии гидролизного лигнина в течение 24 ч не приводит к образованию активных фракций. Затворенная на отстое промывочная жидкость обладает практически теми же показателями, что и затворенная на воде (с той же величиной pH). Такая зависимость сохраняется до температуры прогрева 70° С (длительность перемешивания 24 ч). Небольшие изменения имеют место уже при температуре прогрева 80° С и перемешивании в течение 24 ч. Промывочная жидкость, затворенная на таком отстое, обладает пониженной вязкостью, предельным СНС и водоотдачи. Массовым анализом установлено, что потери в массе гидролизного лигнина после указанной обработки достигают 10— 12%. Растворимость гидролизного лигнина в этих условиях опытов значительно возрастает с повышением температуры выш 80° С. Так, при температуре опытов 90° С она достигает 29—32%, [c.149]

Какую навеску биохимического лигнина, содержащего 5% фенольных ОН-групп, нужно взять для анализа, чтобы на титрование ее в среде диметилформамида израсходовать 4,50 мл 0,03 М раствора метилата калня в бензоле [c.107]

Органические ионообменные сорбенты представляют собой синтетически полученные высокомолекулярные органические соединения, содержащие ионообменные группы, либо продукты химической переработки лигнина или целлюлозы. В практике хроматографического анализа особенно широко применяются ионообменные смолы, химические и физические свойства которых можно модифицировать в процессе их синтеза. [c.155]

Наиболее детально изучено распределение в слоях клеточной стенки лигнина и целлюлозы. При этом использовались окрашивание реактивами, растворение полисахаридов в кислотах, выделение отдельных слоев клеточной стенки микроманипулятором и их химический анализ, ультрафиолетовая и флуоресцентная микроскопия. [c.319]

Физические методы дают для целлюлозы значения молекулярных весов от 250 ООО до 1 ООО ООО и более по-видимому, молекула состоит не менее чем из 1500 остатков глюкозы. Определение концевых групп методом метилирования и окисления йодной кислотой показывает, что цепь целлюлозы содержит 1000 или более звеньев. По данным рентгеноструктурного анализа и электронной микроскопии, эти длинные цепи вытянуты и уложены пучками, причем они удерживаются друг возле друга межмолекулярными водородными связями между многочисленными соседними ОН-группами. Эти пучки сплетены так, что образуют структуры, подобные веревкам, которые в свою очередь группируются, образуя те самые волокна, которые видит наш глаз. В древесине эти целлюлозные веревки окружены лигнином, что дает структуры, которые можно сравнить с армированным бетоном. [c.979]

Гидролиз древесины и другого растительного сырья используют в гидролизных производствах, а также в анализе древесины (для определения содержания и состава полисахаридов и определения лигнина). При варке целлюлозы в кислой среде (например, при кислой сульфитной варке) протекают реакции гидролитической деструкции гемицеллюлоз, приводящие к их удалению, и нежелательные реакции частичной деструкции целлюлозы, приводящие к снижению выхода, СП и потере прочности. Перед сульфатной варкой целлюлозы для химической переработки, как уже упоминалось выше, проводят предгидролиз растительного сырья. [c.297]

Гидроксильные группы (-ОН). Они в лигнине не одинаковы -присутствуют фенольные и алифатические (спиртовые) гидроксильные группы в свободном состоянии и в связанном. Общее содержание свободных гидроксильных групп составляет примерно 1,1... 1,2 группы на ФПЕ (110... 120 групп на 100 ФПЕ), что соответствует их массовой доле примерно 10... 11%, (с интервалом от 10,4 до 14,6%), причем эти значения зависят не только от древесной породы, но и от методов выделения препаратов лигнина и анализа. [c.377]

Следует подчеркнуть, что все вышеприведенные количественные данные по содержанию различных связей и структур в лигнине нельзя принимать за абсолютные, так как результаты анализа в значительной степени зависят от метода вьщеления исследуемого препарата лигнина и от [c.389]

Растворимость лигнина имеет важное значение для делигнификации, анализа лигнина и изучения его свойств. Основная масса природного лигнина не растворяется в растворителях, что обусловлено его сетчатой [c.411]

Первой проблемой при установлении строения полисахаридов, как и при анализе других макромолекулярных соединений, является выделение исследуемого вещества в чистом виде. Понятие чистоты в данном случае не очень четкое из-за наличия микрогетерогенности (минорные изменения внутри одних и тех же частиц вещества). Описаны методы отделения веществ углеводной природы от различных примесей, в том числе от неорганических солей и низкомолекулярных соединений, а также от высокомолекулярных веществ, например белков и лигнинов, однако следует иметь в виду, что каждый полисахарид ведет себя по-своему. [c.216]

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]

Несмотря на стандартизацию метода, достичь необходимой точности и воспроизводимости не удается, так как ему присущ органический порок невозможность учесть с достаточной точностью потери лигнина, переходящего в раствор вследствие частичной гидролитической фрагментации. Этот так называемый кислоторастворимый лигнин определяют с помощью УФ-спектроскопии, но методика определения неточна и принципиально не может быть улучшена из-за сложности состава гидролизатов и неопределенности строения фрагментов лигнина, переходящих в раствор. Особенно велики погрешности анализа, связанные с растворением лигнина древесины лиственных пород. [c.94]

Таким образом, при определении лигнина по Класону в древесине хвойных пород получаются более или менее достоверные результаты, а при анализе древесины лиственных необходима корректировка с учетом кислоторастворимого лигнина. [c.94]

При использовании того или иного метода получения холоцеллюлозы следует учитывать, что делигнифицирующие агенты в некоторой степени изменяют свойства полисахаридов. Возможно деполимеризирующее действие хлора, двуокиси хлора и гидроокиси ацетила на макромолекулы полимеров. Например, в работе [20] указывается, что длина цепей 4-0-метилглюкуроноксилана, выделенного из хлоритной холоцеллюлозы древесины белой березы, была на 60% меньше длины цепей этого полимера исходной древесины. Как было обнаружено Хейзером и Йоргенсеном [21], при хлоритной делигнификации осиновой древесины происходит деструкция целлюлозы. При обработке европейского бука хлорной кислотой было установлено [22] наличие в холоцеллюлозе настолько измененного лигнина, что он не мог рассматриваться при анализе как обычный лигнин Классона. Присутствие такого лигнина в холоцеллюлозе и невозможность определения его обычными методами могут привести к ошибочным результатам при вычислении выхода холоцеллюлозы. [c.29]

Делались попытки найти нейтральный растворитель для предполагаемого лигнинуглеводного комплекса древесины. В качестве такого растворителя, например, использовался водный раствор бу-танола с буфером, обеспечивавшим pH 7 [14]. Проведение ступенчатых варок осин вой мевесины в этом растворителе при 158° С привело к получению рада растворимых фракций, анализ которых показал, что одновременно с лигнином в раствор переходит и часть гемицеллюлоз. Однако соотношение между лигнином и пентозанами в этих экстрактах оказалось не постоянным. Доказательств существования химической связи между растворенными лигнином и гемицеллюлозами в работе [14] не приведено. [c.293]

Ход анализа. Возможны три варианта опыта. В первом варианте к почве добавляют исследуемое на фитотоксичность вещество. Это может быть буровой раствор, мелиорант (фотогипс и пр.), лигнинный компост, осадки- сточных вод. Добавленные дозы должны превышать в максимальных вариантах намечаемые для внесения в реальных усло- [c.224]

В древесине струклурные компоненты тесно связаны между собой связями различного типа. Существуют ковалентные связи (между лигнином и гемицеллюлозами) и силы межмолекулярного взаимодействия (между всеми компонентами), что чрезвычайно затрудняет разделение компонентов и выделение их в чистом виде. Разделение компонентов древесины в анализе и при химической переработке растительного сырья основано на использовании их различий по растворимости и химическим свойствам. [c.186]

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]

Как уже подчеркивалось, необходимо осторожно относиться к имеющимся в литературе данным по определению лигнина и других компонентов в коре. Например, для сосны ладанной Pinus taeda) интервал результатов определения лигнина в коре весьма широк от 20,4 до 52,2%. Различия могут бьггь обусловлены использованием разных методов подготовки образцов коры к анализу и проведения самого анализа. [c.209]

Определение пентозанов по фурфуролу нельзя считать абсолютно точным. Выход фурфурола по сравнению с теоретическим снижается в результате его разложения, образования гуминоподобных веществ, конденсации с лигнином и другими фенольными соединениями, например, тан-нинами. Чем больше скорость выведения фурфурола из реакционной среды, тем меньше протекают реакции его разложения и другие реакции. При расчете массовой доли пентозанов в древесине и другом растительном сырье приходится пользоваться эмпирическими таблицами и коэффициентами пересчета, зависящими от исследуемого растительного материала, что также вносит ошибки в результаты анализа. Кроме того, источником ошибок могут стать другие летучие соединения, образующиеся в условиях определения и отгоняемые вместе с фурфуролом (схема 11.7). [c.301]

Содержание лигнина в древесине и другом растительном сырье определяют преимущественно прямыми способами, основанными на количественном выделении лигнина, после предварительного удаления экстрактивных веществ соответствующей экстракцией, полным гидролизом полисахаридов концентрированными минеральными кислотами с последующим гравиметрическим определением количества лигнинного остатка [30]. Преимущественное применение получил сернокислотный метод. При анализе технических целлюлоз прямые методы используют главным образом в научно-исследовательской практике, а в производственном контроле обычно применяют косвенные методы, основанные на расчете содержания лигнина по расходу окислителя (чаще всего перманганата калия) на окисление остаточного лигнина. К косвенным методам относят также УФ-спектрофотометрический метод (см. 12.7.4). УФ-спектрофотометрию используют и для определения кислоторастворимого лигнина, переходящего в раствор при определении лигнина сернокислот- [c.374]

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]

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]

Ультрафиолетовые спектры. Лигнин интенсивно поглощает излучение в УФ-области спектра, что обусловлено его ароматической природой. Наличие хромофоров с протяженной системой сопряженных двойных связей приводит также к поглощению и в видимой области спектра. УФ-спектры различных препаратов лигнина обычно очень похожие на рис. 12.1. а приведены типичные спектры хвойных и лиственных лигнинов. Спектральные кривые показывают сильный максимум поглощения при длине волны около 205 нм. Затем поглощение при увеличении длины волны уменьшается, кривые имеют ярко выраженное плечо при 230 нм, минимум около 260 нм и характерный максимум около 280 нм. Дальнейшее плавное снижение в сторону видимой области сопровождается появлением плеча при 300...360 нм. Размытый характер спектра в области электронных переходов объясняется наложением полос поглощения, обусловленных разнообразньши фенилпропановыми единицами. Делаются попытки выделить отдельные полосы поглощения, соответствующие определенным энергиям перехода электронов в отдельных конкретных структурах, с целью количественного анализа химического строения лигнина [29, 38]. [c.414]

ИК-спектроскопию можно использовать и для полуколичественного анализа лигнинов по изменению интенсивностей полос поглощения относительно определенной полосы поглощения, интенсивность которой слабо меняется. Такими полосами, используемыми в качестве внутреннего стандарта, могут служить полосы при 1510 или 1600 см , соответствующие скелетным колебаниям бензольного кольца. Однако на интенсивность этих полос оказывают сильное влияние заместители, поэтому метод внутреннего стандарта пригоден только для сопоставления малоизмененных образцов однотипных лигнинов. Для получения более достоверных данных используют вводимый в образец лигнина внешний стандарт, например гексаферрицианид калия К4[Ре(СН)б], дающий характерную интенсивную полосу поглощения при 2110 см". Для количественного анализа лигнинов следует использовать интегральные интенсивности полос поглощения, определяемые по площади соответствующих полос. Возможности количественного анализа с помощью ИК-спекгроскопин значительно увеличились с появлением фурье-спеюрофотометров, имеющих высокую разрешающую способность. [c.417]

С использованием спектров С-ЯМР количественно определяют соотношение между гваяцильными и сирингильными единицами, проводят функциональный анализ лигнинов, в том числе с дифференциацией фенольных и алифатических первичных и вторичных гидроксилов, определяют типы связей между структурными единицами, вьшолняют стереохимические исследования. Получение фосфор- и фторсодержащих производных лигнина позволяет использовать Р- и р-ЯМР-спектроскопию, что расширяет возможности спектроскопических исследований лигнина. [c.419]

Определение степени чистоты, т.е. содержания остаточных нецеллюлозных примесей - лигнина, пентозанов, смол, золы, отдельных химических элементов. Для этой цели используют методы анализа, аналогичные используемым при анализе древесного сырья. Содержание золы определяют методом сжигания, а элементный состав золы эмиссионным спектральным анализом и другими методами. Смолы определяют экстрагированием органическими растворителями, главным образом, ме-тиденхлоридом. Для определения остаточных пентозанов их превращают в фурфурол с последующим его определением фотоколориметрическим методом. Прямые методы определения лигнина применяют главным образом в исследовательской практике, а в производственном контроле используют косвенный метод - определение жесткости по перманганатным числам. Кроме того определяют сорность целлюлозы подсчетом числа соринок по стандартной методике. [c.541]

По данным [8J, при определении лигнина Класона в древесины хвойных (72 %-ная H2SO4) кислоторастворимого лигнина обнаружено 2-3 а в древесине лиственных пород - от 15 до 68 %. Об аналогичных результатах сообщается в [4] при анализе древесины лиственных пород кислоторастворимого лигнина оказалось от 25 до 50 %, причем отмечается, что в раствор в основном переходят сирингилпропановые структурные единицы. [c.94]

Если для установления элементного состава лигнина можно было использовать классические методы элементного анализа, то для определения содержания функхшональных групп пришлось разработать специфические для лигнина методики, которые обобщены в [41]. [c.100]

Анализ данных табл. 3.2 показывает, что лигнин хвойных сод ат 0,92-0,96 % метоксилированных структурных единиц, следо льне, 4-8 % АПСЕ должно относиться к неметоксилированнь )лько 30 % ароматических ядер имеет свободный фенольный гидр< Какие связи у остальных 70 % Карбонильные группы содержат каждой пятой структурной единице, из них 3 альдегидных и онных на 100 АПСЕ. [c.101]

Сопоставление полуэмпирических формул, полученных на осно 1ИИ анализа лигнина Бьеркмана и рассчитанной по данным схемь 1гмента лигнина бука, говорят о весьма близком соответствии [c.113]

Таким образом, анализ литературных данных по применению физико-химических методов исследования и оценки редокс-свойств лигнинных компонентов, особенно в процессе их физико-химических превращений, позволяет сделать заключение, что наиболее простыми (экспериментальным и информативным) методами являются оксред-метрия и спектрофотометрия в УФ-области. Поэтому целесообразно подробнее рассмотреть теорию данных методов и определить основные требования к построению методик анализа. [c.134]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология