Исследование технического гидролизного лигнина и гуминоподобных веществ

• Автор: Сумерский, Иван Викторович
• Шифр специальности: 05.21.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 149 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Список сокращений
Введение
1. Литературный обзор
1.1. Технический гидролизный лигнин - крупнотоннажный
отход гидролизных производств
1.2. Природный и технический гидролизный лигнины
1.3. Лигногуминовые вещества, их образование,
строение и превращения
1.4. Современные методы исследования лигнина и
гуминовых веществ
1.5. Состояние и перспективы развития гидролизных технологий
2. Методы исследований и методики проведения анализов
3. Экспериментальная часть
3.1. Исследование модельных соединений, препаратов и технических лигнинов методом ОРЯС
3.2. Исследование природы и возможных путей образования гуминоподобных веществ
Основные результаты и выводы
Список литературы

[ЕМ1М]С

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
-технический гидролизный лигнин -гидролизный завод -биохимический завод -гуминоподобные вещества
-дериватизация с последующим восстановительным расщеплением (derivatization followed by reductive cleavage -Heteronuclear Multiple Quantum Coherence -Heteronuclear Single Quantum Correlation -лигногуминовые вещества -фурфурол
-5-гидроксиметилфурфурол
-высокоэффективная жидкостная хроматография
-газовая хроматография
-хромато-масс-спектрометрия
-фурфуриловый спирт
-фуранкарбоновая кислота
-ядерный магнитный резонанс
-лигнин молотой древесины
-2,5-диметилфуран
-1 -этил-3-метилимидазолхлорид
-N, N- диметилацетамид

ВВЕДЕНИЕ
На сегодняшний день одним- из активно развивающихся направлений химической переработки древесины является её гидролиз. Преимущественное развитие в России получил гидролиз древесины разбавленной серной кислотой (0,4-0,7%-ной Н2804 при 120-190°С), применение которого осуществляется уже более 60 лет. В настоящее время развиваются и внедряются в производство новые методы гидролиза, такие как ферментативный, взрывной и др.
Развитие гидролизной промышленности сдерживается рядом факторов, в частности, образованием трудноутилизируемого крупнотоннажного отхода -технического гидролизного лигнина (ТГЛ), выход которого достигает около трети от массы исходного древесного сырья. ТГЛ, по сравнению с нативным лигнином, труднее разлагается в природных условиях, что приводят к загрязнению окружающей среды. В отвалах гидролизных заводов России уже накоплены десятки млн. т. ТГЛ.
Сложность и непостоянство состава и строения ТГЛ предопределила его ограниченное использование. Одним из направлений использования ТГЛ является производство энтеросорбентов, типа «полифепан». В настоящее время данные препараты выпускаются несколькими российскими фирмами («Сайнтек», «Лексир» и др.) и активно применяется в медицине и ветеринарии. В технологии энтеросорбентов, остается ряд нерешенных вопросов связанных с влиянием низкомолекулярных ароматических соединений и лигногуминовых веществ, содержащихся в исходном ТГЛ, на процесс переработки и качество конечной продукции. Исследования ТГЛ и технических лигнинов, другого происхождения, позволят разработать теоретические основы для создания подхода к сертификации ТГЛ, применяемых как сырье для производства различных энтеросорбентов, связующих, новых полимерных материалов и в других направлениях химической и биотехнологической переработок.

а также, других кислых групп с рКа<6, но содержат слабокислые, имеющие рКа = 9,8— 10,5 (по-видимому, фенолы).
Методом парового осмоса [67], было показано, что ЛГВ являются олигомерами. Это отличает их от гуминовых кислот, молекулярная масса которых составляет 50000 [68]. Этим, вероятно, объясняется способность ЛГВ проникать через пленки диализа, отмеченная ранее [4]. Низкая молекулярная масса, вероятно, благоприятствует их диффузии через клеточные мембраны дрожжей.
На основании полученных результатов авторы работы [68] предположили, что ЛГВ гидролизатов древесины представляют собой продукт поликонденсации фенольных соединений, образующихся при деструкции лигнина и Ф или ГМФ, имеющихся в гидролизате в значительных количествах. Случаи поликонденсации Ф с фенолами в серной кислоте хорошо известны [70]. Предполагают, что такая конденсация и есть вероятный путь образования ЛГВ. Если это так, то последние представляют собой олигомеры, в которых имеются звенья фуранового и метоксильного типа, связанные в о- и и- положениях мостиками СН и СН2.
С целью подтверждения этих предположений была осуществлена поликонденсация Ф и ГМФ с резорцином в кислой среде в условиях, близких к реально существующим при промышленном гидролизе древесины [68]. ИК-спектр полученного полимера действительно оказался близок к ИК-спектрам препаратов выделенных ГПВ. Авторы делают вывод, что термин «лигно-гуминовые вещества» является не вполне правомерным и предлагают использовать термин «лигно-фурановые вещества», как уже отмечалось ранее [68].