Лигнин Бьеркмана

В последнее время в качестве материала для исследования начали применять так называемый лигнин Бьеркмана. По мнению многих иссле­дователей, лигнин Бьеркмана является наиболее близким к природному препаратом лигнина.

В своей работе Бьеркман основывался на предположении, что очень тщательное измельчение древесины должно способствовать извлечению лигнина. Попытки размалывать древесину с целью извлечения нейтраль­ными растворителями больших количеств лигнина делались ранее многими исследователями, но без успеха. Так, например, Брауне и Зейлер [41] подвергали древесину длительному размалыванию в воде, а затем прово­дили экстракцию спиртом, однако никаких добавочных количеств натив­ного лигнина выделить не удалось.

Бьеркман [42] показал, что можно извлечь значительное количество лигнина из тонко измельченной древесины нейтральными растворителями при комнатной температуре, если производить размол в жидкости, не эвызывающей набухания. Для размола Бьеркман предлагает применять вибрационную мельницу, а в качестве среды, в которой производится раз­мол, использовать толуол. После размола производится извлечение лиг­нина диоксаном, содержащим несколько процентов воды. Бьеркману удавалось извлекать из еловой древесины до половины лигнина, опреде­ляемого по методу Класона. Лигнин Бьеркмана представляет собой светло-кремовый порошок. Его молекулярный вес около 11 ООО.

Дальнейшая экстракция обработанной древесины диметилформамидом или диметилсульфоксидом дает дополнительное количество материала, •содержащего наряду с лигнином большое количество углеводов — так называемых лигнин-углеводных комплексов. Лигнин-углеводные ком­плексы, извлеченные из еловой древесины, содержат от 16 до 24% лигнина. ‘Состав их углеводной части всегда одинаков и соответствует гемицеллю — лозам. По мнению Бьеркмана, лигнин-углеводные комплексы являются смесью лигнин-углеводных соединений с углеводами.

Выделение из древесины продуктов, содержащих лигнин и гемицел­люлозы, показывает, что большая часть лигнина в древесине связана с уг­леводами, причем с гемицеллюлозами, а не с целлюлозой.

Количество лигнина, извлекаемого в виде лигнин-углеводных комплек­сов, приблизительно соответствует количеству извлекаемого лигнина Бьеркмана. На основании этих данных Бьеркман предположил, что в дре­весине ели примерно половина лигнина находится в свободном состоянии, а другая половина связана с гемицеллюлозами, причем, по мнению Бьерк — мана, важную роль могут играть водородные связр.. •

До сих пор трудность извлечения больших количеств лигнина нейтраль­ными растворителями объясняли двояко: 1) существованием прочных хи­мических связей между лигнином и углеводами; 2) высоким молекулярным весом лигнина и возможностью образования трехмерных сетчатых струк­тур. Бьеркман подчеркивает, что следует учитывать возможность влияния более слабых сил, подобных водородным связям и т. п. При выделении лигнина из древесины по методу Бьеркмана применявшиеся растворители (диоксан, диметилсульфокс-ид) обладали высокой способностью к образо­ванию водородных связей. Предполагают, что такие растворители разры­вают водородные связи лигнина. Наличие в лигнине водородных связей недавно было подтверждено Линдбергом [43], исследовавшим инфракрас­ные спектры лигнина и модельных соединений. Однако Линдберг подчерки­вает, что лигнин связан с углеводами не только водородными, но и валент­ными химическими «язями.

Следует заметить, что и лигнин Бьеркмана нельзя считать неизменен­ным и тождественным с природным лигнином в древесине (протолигнином). По мнению самого Бьеркмана, измельчение древесины путем размола яв­ляется слишком грубым методом, чтобы при помощи его окончательно решать вопрос о структуре древесного комшдекса и содержащегося в нем лигнина.

О том, что в процессе размола лигнин претерпевает несомненные изме­нения, говорит’уже тот факт, что при интенсификации размола в выделен­ном лигнине понижается содержание метоксильных групп. При размоле с доступом воздуха происходит некоторое окисление лигнина. Кроме того, вследствие размола лигнин, возможно, претерпевает и деполимеризацию, сопровождаемую небольшими химическими изменениями. В отношении целлюлозы, по крайней мере, это всегда наблюдается при измельчении Лигнин же, как вещество более легко окисляющееся и изменчивое, тем более должен претерпевать изменения при размоле.

Однако в настоящее время еще не найден более совершенный метод вы­деления лигнина из древесины в сравнительно мало измененном виде,, поэтому применение метода Бьеркмана является и весьма интересным и оправданным.

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить отзыв