Гидролитическая деструкция под действием водных растворов кислот. Реакция гидролиза лигнина в древесине может идти даже под действием воды при повышенных температурах за счет катализирующего влияния органических кислот, отщепляющихся от гемицеллюлозных компонентов древесины. Более сильное гидролизующее действие оказывают минеральные кислоты. Гидролитическая деструкция идет по простым эфирным связям лигнина, причем простая эфирная связь в α-положенни расщепляется значительно легче β-эфирной связи. При расщеплении этих связей могут образовываться активные группировки n-оксибензилового спирта.
Образовавшиеся группировки в дальнейшем могут вступает в реакции конденсации.
С увеличением температуры и кислотности среды реакции конденсации усиливаются и в определенных условиях становятся преобладающими. Поэтому при гидролизе древесины концентрированными кислотами в растворимое состояние переходят лишь углеводы, а лигнин получается в виде негидролизуемого остатка, так как реакции конденсации доминируют и полностью перекрывают эффект гидролитического расщепления. Однако выделенный из древесины кислотным гидролизом лигнин лишь по количеству соответствует исходному природному лигнину, а химическое строение и свойства такого лигнина оказываются значительно измененными.
Подобное явление существования двух конкурирующих процессов наблюдается и при гидролитической деструкции лигнина водными растворами оснований.
Эти особенности поведения лигнина в кислой и щелочной средах проявляются и в процессах делигнификации древесины. Для их успешного проведения необходима защита активных группировок лигнина от конденсации. Следует заметить, что при действии некоторых органических растворителей, например этанола, в присутствии кислотных и щелочных катализаторов реакции конденсации подавляются в результате блокирования реакционноспособных бензильных гидроксилов.
Гидрирование и гидрогенолиз лигнина.
При гидрировании лигнина водородом под давлением в присутствии катализаторов получаются различные производные пропилциклогексана и главным образом пропилциклогексанол
Исследования по гидрированию лигнина, проведенные Гиббертом, подтвердили данные, полученные при изучении лигнина методом этанолиза.
Гидрирование модельных соединений показало, что при этой реакции могут расщепляться лишь кислородные связи. Такая реакция расщепления кислородных связей с одновременным гидрированием называется гидрогенолизом.
Гибберт с сотрудниками разработали метод извлечения лигнина из древесины с помощью реакции гидрогенолиза. Древесину гидрируют в этиловом спирте в присутствии Nj -катализатора под давлением водорода при температуре 165—170° С в течение нескольких часов. Лигнин при этом переходит в раствор. Часть растворенного лигнина можно осадить. Этот препарат лигнина называют гидроллигнином.
Как показали работы японских исследователей, применение при гидрогенолизе специальных катализаторов позволяет получать из лигнина с большим выходом мономерные фенолы (n-крезол и др.), являющиеся ценным химическим сырьем.
РЕАКЦИИ СШИВАНИЯ ЦЕПЕЙ (РЕАКЦИИ КОНДЕНСАЦИИ)
Как уже говорилось выше, лигнин склонен к реакциям сшивания цепей, которые в химии лигнина принято называть ре-акциями «конденсации», причем эти реакции могут идти кг в кислой, так и в щелочной среде. Реакции конденсации сопровождаются образованием новых углерод-углеродных связи. что приводит к существенному изменению химического строения макромолекул лигнина, увеличению молекулярной массы, изменению химических и физико-химических свойств лигнина, в том числе к резкому уменьшению растворимости и реакционной способности.
В реакциях конденсации могут участвовать различные группировки в лигнине. Наиболее активны группировки бензилового спирта и его эфира, особенно со свободным фенольным гидроксилом в л-положении.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.