Структурная организация и свойства лигнина и целлюлозы травянистых растений семейства злаковых

• Автор: Кочева, Людмила Сергеевна
• Шифр специальности: 05.21.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Сыктывкар
• Количество страниц: 381 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава
Аналитический обзор
1.1. Использование недревесного растительного сырья целлюлозно-бумажной промышленностью
1.2. Строение древесной матрицы
1.3. Структурная организация целлюлозы
1.4. Структурная организация лигнина
1.5. Обзор теоретических исследований конформаций и электронного строения моделей макромолекул целлюлозы и лигнина
1.6. Структура и фрактальные свойства макромолекул лигнина
1.7. Исследования ультраструктуры лигнина клеточных оболочек
1.8. Направления практического использования лигноцеллюлозных материалов
1.9. Выводы по аналитическому обзору
Глава
Объекты и методы исследования
2.1. Объекты исследования
2.2. Методы моделирования электронной структуры целлюлозы и лигнина
2.3. Методы определения, выделения и исследования свойств основных компонентов растительного сырья
2.4. Определение функциональных групп образцов
2.5. Физико-химические методы исследования образцов
2.6. Методы получения и исследования свойств лигноцеллюлозных материалов
Глава
Квантовохимическое моделирование электронной структуры макромолекул целлюлозы и лигнина
3.1. Квантовохимические характеристики алкил- и арилпроизводных [З-О-глюкозы
3.2. Квантовохимические характеристики целлобиозы и целлотриозы
3.3. Характеристика электронной структуры модельных соединений лигнина

Глава
Структурно-химическая характеристика целлюлозы и лигнина, выделенных из недревесного растительного сырья
4.1. Характеристика исходного лигноцеллюлозного материала
4.2. Характеристика целлюлоз, выделенных из однолетних злаковых растений
4.3. Структурно-химическая характеристика лигнинов различного ботанического происхождения
Глава
Фрактальный анализ макромолекул лигнина Глава
Характеристика ультраструктуры лигнина клеточных оболочек
Глава
Разработка лигноцеллюлозных продуктов на основе недревесного растительного сырья
7.1. Микрокристаллическая целлюлоза из однолетних злаковых растений
7.2. Энтеросорбенты на основе природного лигнина
7.3. Разработка антиоксидантов на основе природных водорастворимых лигнинов
7.4. Сорбенты токсичных металлов из однолетних злаковых растений
7.5. Сорбенты радионуклидов на основе недревесного растительного сырья
7.6. Разработка составов для косметологии и промсанитарии на основе природных продуктов растительного происхождения
Выводы
Список литературы

Приложение

Список принятых сокращений и условных обозначений
НРС — недревесное растительное сырье
ЦБП — целлюлозно-бумажная промышленность
ЛУК - лигноуглеводный комплекс
ФПЕ - фенилпропановая единица
ЛЦМ - лигноцеллюлозный материал
ЛЦМ-О - лигноцеллюлозный материал на основе овсяной (исходный образец)
ЛЦМ-Р - лигноцеллюлозный материал на основе ржаной (исходный образец)
ЛЦМ-П - лигноцеллюлозный материал на основе пшеничной (исходный образец)
ЛЦМ-Я - лигноцеллюлозный материал на основе ячменной (исходный образец)
ЛСО - лигнин, выделенный из соломы овса ЛСР - лигнин, выделенный из соломы ржи ЛСП - лигнин, выделенный из соломы пшеницы ЛСЯ - лигнин, выделенный из соломы ячменя Ц-0 - целлюлоза, выделенная из соломы овса Ц-Р - целлюлоза, выделенная из соломы ржи Ц-П - целлюлоза, выделенная из соломы пшеницы ООП - относительная оптическая плотность ВК - валентные колебания ДК - деформационные колебания СК - скелетные колебания СКР - степень кристалличности ХС - химический сдвиг ПМЦ - парамагнитный центр ММ - молекулярная масса
соломы
соломы
соломы
соломы

широких несимметричных полос, типичных для соединений нерегулярной структуры. Типичные полосы поглощения лигнина можно разбить на следующие группы.
Для спектров всех образцов лигнинов характерно наличие широкой, интенсивной полосы поглощения в области 3300-3500 см'1, которая обусловлена валентными колебаниями спиртовых и фенольных гидроксилов, вовлеченных в водородную связь. Валентные колебания С-Н связи различных функциональных групп вызывают появление полос различной интенсивности при 2935, 2840, 2880, 2985 см'1. Кроме того, во всех препаратах лигнина имеются стабильные по интенсивности и положению полосы 1600 и 1510 см'1, также мало зависящие от природы препарата лигнина. Их возникновение связано со скелетными колебаниями ароматических колец, которые являются основными структурными элементами лигнина. Поэтому вполне обосновано использование данных полос поглощения в качестве внутреннего стандарта при количественной обработке ИК-спектров.
Для спектров лигнина характерно также наличие полосы 1460 см'1, но если интенсивность данной полосы для лиственных лигнинов больше интенсивности полосы 1510 см'1, то для лигнинов хвойных пород древесины наблюдается обратная зависимость. Для лигнинов лиственной природы характерно наличие четкой полосы 920 см'1 и достаточно интенсивной полосы 1330 см'1, которая в спектрах лигнинов хвойной древесины едва намечается. Однако для лигнинов хвойной древесины характерно наличие двух полос 830 и 860 см'1, которые практически не разрешаются в спектрах лигнинов лиственной древесины. Полоса при 1370 см'1, вызванная деформационными колебаниями С-Н, наблюдается в спектрах всех лигнинов. Характерной же особенностью спектров лигнинов лиственной древесины является наличие интенсивной полосы в области 1330-1325 см’1, которая обусловлена скелетными колебаниями
сирингильного кольца. Скелетные колебания гваяцильного кольца в