Лигнин. Определение остаточного лигнина в целлюлозе

    Природный  лигнин в древесине связан химическими связями с нецеллюлозными полисахаридами. Главным образом с гемицеллюлозами и полиуронидами в аморфной лигноуглеводной матрице. С целлюлозой лигнин связан только опосредованно, т.е. через гемицеллюлозы.

    При выделении лигнина из древесины с целью получения  препаратов лигнина  для исследования древесину предварительно измельчают и освобождают от экстрактивных веществ.

    Препараты лигнина в соответствии с методами выделения можно подразделить на  две группы:

1. нерастворимые препараты, получаемые  в виде остатка после  удаления полисахаридов и сохраняющие сетчатую структуру. В этих методах требуются катализаторы, главным образом, кислотные;
2. растворимые препараты, получаемые  переводом лигнина в раствор с последующим осаждением. В этом случае, проводят химическое растворение лигнина с разрушением сетки с помощью реакций  сольвалитической деструкции, в присутствии кислотных или основных катализаторов. 

    К  нерастворимым препаратам  относят  кислотные лигнины, медно-аммиачный и периодатный  лигнины.

    Kислотные лигнины (сернокислотный и солянокислотный) получают гидролизом  полисахаридов в две ступени - обработкой концентрированной серной или  сверхконцентрированной соляной  кислотой с последующим дополнительным  гидролизом соответствующей разбавленной кислотой. Под действием концентрированных кислот  в лигнине происходят значительные химические  изменения -  разрушаются частично  кислородные  связи, а в результате  реакций  конденсации образуются новые углерод-углеродные связи. Сетка лигнина становится более частой, но по количеству кислотные лигнины практически соответствуют природному лигнину, особенно в случае  древесины хвойных пород. Поэтому  выделение кислотных лигнинов используют для количественного определения лигнина в древесине и другом растительном сырье. К препаратам кислотных лигнинов близок технический гидролизный лигнин, получающийся в гидролизных производствах в качестве отхода.

    Медно-аммиачный лигнин  получают  чередующейся обработкой древесины кипящей  разбавленной серной кислотой  и холодным медно-аммиачным реактивом. Кислота катализирует гидролиз  химических связей лигнина с углеводами, a медно-аммиачный реактив растворяет полисахариды. Получающийся в виде остатка мeдно-аммиачный  лигнин сохраняет сетчатую структуру природного лигнина. Этот препарат менее изменен по сравнению с кислотными лигнинами.

    Периодатный лигнин получают чередующейся обработкой древесины раствором периодата натрия и водой при кипячении. В полисахаридах избирательно окисляются вторичные спиртовые группы с разрывом связей С2-С3 в пиранозных циклах с образованием диальдегидполисахаридов, которые при кипячении с водой деструктируются и растворяются. Получающийся в виде остатка периодатный лигнин менее конденсирован, чем медноаммиачный лигнин, но довольно сильно окислен.

    К растворимым препаратам лигнина относят органорастворимые лигнины, нативные  лигнины, ферментные лигнины, лигнин механического размола, а так же технические лигнины, образующиеся при варке целлюлозы.

    Органорастворимые лигнины получаются обработкой древесины органическими растворителями в присутствии небольшого количества воды и кислотного катализатора, обычно HCl, при повышенной температуре. Кислота катализирует сольволитическую  деструкцию связей, лигнина с углеводами и частично кислородных связей в сетке лигнина. Лигнин переходит в раствор в виде фрагментов сетки, и образовавшихся в результате более глубокой деструкции низкомолекулярных продуктов. Часть лигнина, вследствие реакций конденсации не растворяется. Из раствора высаживают препараты