3. НЕКОТОРЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ ЛИГНИНА
Лигнин в химическом отношении является весьма реакцией" неспособным. Как и любой полимер, лигнин способен к реакциям элементарных звеньев (реакциям функциональных групп и внутримолекулярным перегруппировкам) и к макромолекулярным реакциям. Следует заметить, что реакции внутримолекулярных перегруппировкок в химии лигнина играют Сравнительно большую роль./В реакциях функциональных групп могут участвовать все известные функциональные группы лигнина (ароматическое кольцо, гидроксильные и карбонильные группы, двойные связи). Для лигнина характерны также реакции деструкции, которые могут протекать с разрывом простых эфирных связей, а в некоторых случаях и с разрывом более устойчивых углерод-углеродных связей. Особенностью химического поведения лигнина является значительная роль реакции сшивания цепей. Высокой реакционной способностью лигнина объясняются легко протекающие реакции конденсации с образованием новых углерод-углеродных связей и возрастанием молекулярной массы. У лигнина особенно ярко проявляется характерное свойство полимеров—одновременное протекание реакций нескольких типов.
Из многочисленных известных реакций лигнина ниже будут рассмотрены лишь те реакции, которые либо используются для изучения строения лигнина, либо имеют большое практическое значение. Химические реакции лигнина, протекающие при процессах делигнификации, будут рассмотрены в отдельной главе, посвященной химизму процессов получения целлюлозы.
К реакциям элементарных звеньев относятся реакции замещения в ароматическом кольце (хлорирование, нитрование, меркурирование и др.). При изучении лигнина широко применяются реакции алкилирования гидроксильных групп и особенно метилирование, например, метилирование диметилсульфатом в присутствии щелочи, метилирование диазометаном (см. выше), реакции алкилирования кислых групп (фенольных. энольных и карбоксильных) галоидными алкилами в присутствии щелочи с получением разнообразных простых и сложных эфиров лигнина.
Из реакций функциональных' групп наибольшее значение имеют реакции гидроксильных групп бензилового спирта, о чем уже говорилось выше. В процессах делигнификации щелочным способом важную роль играют фенольные гидроксилы. образующие в этих условиях феноляты и тем самым способствующие растворению лигнина. Поведение гидроксилов и других функциональных групп при реакциях делигнификации будет рассмотрено в соответствующей главе.
Для технологических процессов большое значение также имеют реакции замещения в ароматическом кольце — хлорирование, нитрование, сопровождающиеся, как правило, окислительной деструкцией лигнина.
Реакции окислительной и гидролитической деструкции лигнина используются для перевода его в растворимое состояние и удаления из растительных тканей (процесс делигннфикации), а также для изучения химического строения лигнина. Однако. как правило, реакции гидролитической деструкции идут одновременно с реакциями сшивания цепей (реакциями конденсации). Эту особенность необходимо учитывать при проведении подобных реакций.
3.1. ДЕЙСТВИЕ ХЛОРА НА ЛИГНИН
Лигнин древесины способен хлорироваться, а затем растворяться в водном растворе щелочи, сульфита натрия и некоторых органических растворителях. На этом свойстве лигнина основан способ Кросса и Бивена для определения содержания целлюлозы в древесине и метод выделения холоцеллюлозы. Процесс хлорирования нашел применение для делигнификации растительного сырья в промышленности при так называемом хлорно-щелочном способе получения целлюлозы, основанном на обработке сначала щелочью, затем хлором и снова щелочью. По этому способу, варят, например, солому и древесину быстро^ растущего тополя. Однако делигнифнкация с помощью хлора и его соединений используется в основном при отбелке целлюлозы.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.