Словарь научных терминов
Лигнин
ЛИГНИН (от лат. lignum - дерево, древесина), прир. полимер; входит в состав почти всех наземных растений и по распространенности среди прир. высокомол. соединений уступает только полисахаридам. Содержание Л. в древесине хвойных и лиственных пород соотв. 23-38 и 14-25% по массе. Л. расположен в клеточных стенках и межклеточном пространстве растений и скрепляет целлюлозные волокна. Вместе с гемицеллюлозами он определяет мех. прочность стволов и стеблей. Кроме того, Л. снижает проницаемость клеточных стенок для воды и питат. в-в. Л. - аморфное в-во от светло-кремового до темно-коричневого цвета (в зависимости от способа выделения); мол. м. от 1 до 150 тыс., плотн. 1,25-1,45 г/см3. Из растит. тканей Л. может быть выделен: растворением углеводных (полисахаридных) компонентов, напр. их гидролизом в присут. минер. к-т (сернокислотный и солянокислый Л.); действием т. наз. медноаммиачного р-ра, представляющего собой р-р гидроксида тетраамминмеди (II) в 25%-ном водном р-ре аммиака [Cu(NH3)4](OH)2 (медно-аммиачный Л.); окислением периодатом (периодатный Л.); растворением самого Л. (напр., нагреванием в присут. щелочи). Л., выделенные разл. способами, отличаются по составу и св-вам как от продукта в нативной форме (протолигнина), так и друг от друга. Протолигнин практически не раств. в орг. р-рителях. При использовании этанола извлекается лишь небольшая его часть: из хвойной древесины до 3%, из лиственной до 7% (лигнин Браунса). Р-римость возрастает в результате интенсивного размола (напр., в вибромельницах) древесной муки, суспендированной в жидкости, не вызывающей набухания Л., напр. в толуоле. послед. экстракцией диоксаном при комнатной т-ре из древесины хвойных пород извлекают до 50% Л. (лигнин Бьёркмана, или Л. молотой древесины). Последний наиб. близок по составу и св-вам к протолигнину. Более полному растворению способствует также добавка к орг. р-рителю (этанолу, диоксану, ДМСО, уксусной к-те, фенолу и др.) каталитич. кол-в минер. к-т, преим. соляной. При этом получают этанол-лигнин, диоксан-лигнин и т. п. С нек-рыми р-рителями (напр., этанолом, фенолом) Л. взаимод. химически. значит. часть протолигнина переходит в р-р после обработки древесины грибами бурой гнили, вызывающими ферментативный гидролиз полисахаридов. При нагр. Л. растворяется в гидротропных р-рах (напр., в водных р-рах Na-солей ксилол- или цимолсульфокислоты), из к-рых Л. выделяют разбавлением р-ра водой. В кислых водных р-рах Л. реагирует с тиогликолевой к-той и раств. в ней при послед. обработке щелочью. Л. - нерегулярный полимер. Его разветвленные макромолекулы построены гл. обр. из остатков замещенных фенолоспиртов (см. ф-лу): 3-метоксигидроксикоричного, или кониферилового (I), 3,5-диметокси-4-гидроксикоричного, или синапового (синапинового, II), и n-гидроксикоричного, или n-кумарового (III). Л. древесины хвойных пород включает в осн. остатки спирта I, лиственных пород -спиртов I и II, травянистых растений и нек-рых древесных пород (напр., осины) - также спирта III.
http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/0/9/0/8090.jpeg
Л. легко хлорируется в положения 5 и 6 ароматич. кольца; одновременно происходит деметилирование метоксильных групп, замещение атомом Сl боковой цепи, гидролиз простых эфирных связей между элементарными звеньями и окисление, приводящие к деструкции макромолекулы. Нитрование Л. осуществляется так же легко, как и хлорирование, но в большей степени осложнено р-циями окисления. Мягкое избирательное окисление Л. нитробензолом в щелочной среде служит для оценки его изменения при выделении или в др. процессах. При этом расщепляются связи между a- и b-углеродными атомами в звеньях макромолекулы, содержащих бензилспиртовую группу или связь С=С, в результате чего образуется смесь гидроксиароматич. альдегидов (сиреневый, ванилин) и к-т. Так, выход ванилина и ванилиновой к-ты из малоизмененного лигнина Бьёркмана составляет 33,4%, из сернокислотного Л. - всего 6,7%. Важное значение имеет также окисление Л. (напр., действием О2 в щелочной среде, Н2О2, СlO2, гипохлоритов) с целью удаления его остатков при отбеливании целлюлозы. При нагр. Л. с этанолом в присут. соляной к-ты образуются гидроксиароматич. кетоны (кетоны Гибберта). При расщеплении Л. натрием или калием в жидком NH3 получают мономерные производные фенилпропана. Л. дает цветные р-ции, характерные для фенолов. При обработке Л. минер. к-тами и основаниями Л. гидролизуется. Так, при сульфатном способе получения целлюлозы (обработка древесины водным р-ром смеси NaOH и Na2S) под действием нуклеофилов (ионов ОН- и SH-) происходит расщепление эфирных связей, приводящее к деструкции протолигнина и растворению образовавшихся продуктов в варочном сульфатном щелоке. При получении целлюлозы сульфитной варкой древесины (обработкой р-рами сульфитов NH4, Na, Ca или Mg, содержащими небольшое кол-во своб. SO2) сульфогруппа присоединяется преим. в a-положение боковой цепи. Одновременно происходит частичный гидролиз Л. по эфирным связям. При этом одни звенья сульфируются легко (при любом рН), другие - только в сильнокислых средах. В нейтральных и щелочных средах сульфирование осуществляется через промежут. хинонметид (IV) с послед. присоединением к нему H2SO3, в кислых средах - через бензилкарбкатион с послед. присоединением SО3Н-группы.
http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/0/9/1/8091.jpeg
В результате Л. переходит в р-р в виде лигносульфонатов - солей т. наз. лигносульфоновых к-т. Последние - сильные минер. к-ты (степень диссоциации в водных р-рах 60%), выделяемые из лигносульфонатов диализом и далее с помощью ионообменных смол. Товарные лигносульфонаты получают упариванием обессахаренного сульфитного щелока и выпускают в виде жидких и твердых т. наз. концентратов сульфитно-спиртовой барды (мол. м. от 200 до 60 тыс.), содержащих 50-90% по массе сухого остатка. Строение лигносульфоновых к-т и их солей окончательно не установлено. Пути биосинтеза Л. окончательно не выяснены. Исходный продукт - D-глюкоза, непосредственные предшественники -транс-конифериловый, транс-синаповый и транс-кумаровый спирты. Из этих спиртов Л. образуется в результате дегидрогенизационной полимеризации через промежут. ароксильные радикалы. Биосинтез осуществляется под действием еще недостаточно изученных ферментных систем. Л. - конечный продукт метаболизма. В древесине он химически связан с полисахаридами (гл. обр. с гемицеллюлозами), как предполагают, сложноэфирными, гликозидными и простыми бензилэфирными связями. Л. выделяется в больших кол-вах (в СССР более 2 млн. т/год) как побочный продукт в основных лесохим. произ-вах - целлюлозном и гидролизном. Широкого применения он пока не получил. Сульфатный Л. - наполнитель для полимерных материалов, сырье в произ-ве фенолоформальд. смол, компонент клеящих композиций в произ-ве картона и фанеры и др. Лигносульфонаты - сырье при получении понизителей вязкости глинистых р-ров, синтетич. дубящих в-в, ванилина, пластификаторы в произ-ве цемента и кирпича, литейные крепители и т.п. Гидролизный Л. служит котельным топливом в лесохим. произ-вах, а также сырьем для получения гранулированного активного угля, пористого кирпича, удобрений, уксусной и щавелевой к-т, наполнителей (напр., в произ-вах пластмасс), фенола и др. Лит.: Богомолов Б. Д., Химия древесины и основы химии высокомолекулярных соединений, М., 1973; Лигнины, под ред. К. В. Сарканена и К. Х. Людвига, пер. с англ., М., 1975; Никитин В. М., Оболенская А. В., Щеголев В. П., Химия древесины и целлюлозы, М., 1978. А. Н. Кислицын.


3,4-toлуолдитиол L-лактатдегидрогеназа Лавандулол Лавеса фазы Лавсан Ладан Ладенбурга реакция Лазер Лазерная спектроскопия Лазерная химия Лазерные материалы Лазеры химические Лаки Лаки основные Лакокрасочные материалы Лакокрасочные покрытия Лактамы Лактиды Лакто3а Лактоны Ламинараны Ланолин Лантан Лантана xpomat Лантаниды Лантаноидорганические соединения Лантаноиды Ларвициды Лариксол Лассeня прoба Латекс натуральный Латексные краски Латексы синтетические Латуни Лауриновая кислота Левамизол Леводопа Левомицетин Леворин Левулиновая кислота Легирование Ледяные красители Лейко.. Лейкопоэза стимуляторы Лейкосоединения Лейкотриены Лейкоциты Лейцин Лекарственные средства Лекланше элемент Лектины Леннард-джонса потенциал Лесохимия Лестничные полимеры Летучесть Лецитины Лиазы Либермана реакция Лигазы Лигандов взаимное влияние Лигандообменная хроматография Лиганды Лигнин Лигносульфонаты Лигроин Лидокаин Лизергиновой кислоты диэтиламид Лизин Лизофосфолипиды Лизоцим Ликорин Лимациды Лимонен Лимонная кислота Линалоол Линейная передача энергии Линкомицин Линолевая кислота Линоленовая кислота Лиотропные ряды Лиофильность и лиофобность Липазы Липидные зонды Липидный бислой Липидпереносящие белки Липиды Липкие ленты Липоевая кислота Липоксигеназы Липопептиды Липополисахариды Липопротеины Липосомы Липотропин Литий Лития алюмогидрид Лития гидрид Лития гидроксид Лития карбонат Лития ниобат Лития нитрат Лития оксид Лития перхлорат Лития сульфат Лития танталат Лития фторид Лития хлорид Литол Литопон Литье под давлением Лкао-приближение Локальный анализ Лоссена реакция Лоуренсий Лошмидта постоянная Лутидины Льняное масло Люизит Люминесцентные индикаторы Люминесцентный анализ Люминесценция Люминол Люминометрическое число Люминофоры Лютеинизирующий гормон Лютеций Люцигенин Лёйкарта-валлаха реакция