Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

14,9: Лігнін

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    18252

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Лігнін, хімічно складний біополімер, який пов'язаний з целюлозою у рослин і служить для зв'язування целюлози в структурі рослин, займає друге місце за кількістю лише для целюлози як матеріалу біомаси, виробленого рослинами. Лігнін зазвичай розглядається як клопітка відходи при переробці та утилізації целюлози. Характеристика, яка робить лігнін настільки важким для обробки при хімічній обробці, є його непослідовна, широко змінна молекулярна структура, як показано сегментом лігнінового полімеру на малюнку 14.7. Ця структура показує, що значна частина вуглецю присутня в ароматичних кільцях, які пов'язані з кисневмісними групами, а лігнін є єдиним основним рослинним біополімером, який значною мірою ароматичний. Через цю характеристику лігнін представляє значний інтерес як джерело ароматичних сполук, включаючи фенольні сполуки, які мають групу −OH, пов'язану з ароматичними кільцями або навіть ароматичними вуглеводнями. Велика кількість гідроксильних (−OH), метоксильних (−OCH 3) та карбонільних (C = O) груп у лігніні також свідчить про потенційне хімічне використання речовини. Значною характеристикою лігніну є його стійкість до біологічної атаки. Ця властивість у поєднанні з дуже гетерогенною природою лігніну робить його важким субстратом для використання ферментно-каталізованих реакцій, сприятливих у практиці зеленої хімії, щоб дати окремі чисті продукти, корисні як хімічна сировина.

    clipboard_e75539f67699deae07fe2b0376705dda0.png
    Малюнок 14.7. Сегмент молекули полімеру лігніну, що має ароматичний характер та дезорганізовану змінну хімічну структуру, що робить лігнін складним матеріалом для використання в якості сировини

    Оскільки лігнін є значною часткою всієї рослинної біомаси, значні фракції цього біополімеру повинні розглядатися на біопереробних заводах. Лігнін, що утворюється як побічний продукт при видобутку целюлози з деревини, в даний час в значній мірі спалюється для палива, найнижчий рівень використання для цього матеріалу. Зберігаючи значну частину молекули лігніну неушкодженими, можна використовувати більші сегменти молекулярної маси молекули, що було зроблено для деяких застосувань для в'яжучих для утримання матеріалів разом некогерентних мас, наповнювачів, розширювачів смоли та диспергаторів. Існує також певний потенціал для використання лігніну як стійкого до деградації конструкційного матеріалу, наприклад, на друкованих платах. Потенційно найбільш вигідне використання лігніну - зробити невеликі ароматичні молекули корисними для хімічного синтезу. Щоб це було практично, потрібно розробити спеціальні методи, щоб частково розщепити молекулу лігніну, не руйнуючи в ній сегменти ароматичної молекули.