مطالعة ساختاری لیگنین سودا و دیوکسان باگاس با استفاده از روش مشتق سازی و گسست کاهشی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد شیمی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

2 استاد گروه شیمی بخش علوم، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

3 استادیار گروه شیمی بخش علوم، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

چکیده

    در این تحقیق ساختار لیگنین­های سودا (بخش محلول در اتانول) و دیوکسان باگاس با استفاده از روش مشتق­سازی– گسست کاهشی (DFRC) و برخی از فنون دستگاهی شامل کروماتوگرافی تراوش ژلی، کروماتوگرافی گازی- طیف­سنجی جرمی و طیف‌سنجی رزونانس مغناطیسی هسته کربن 13 مورد بررسی قرار گرفت و نتایج با یکدیگر مقایسه شد. این نتایج نشان داد که مهمترین ترکیب­های مونومری از شکسته شدن پیوندها در موقعیت­های β-O-4 حاصل می­شوند. همچنین در ساختار لیگنین باگاس هر سه نوع واحد ساختاری گواییاسیل، سیرینجیل و پارا-هیدروکسی فنیل به نسبت­های مختلف حضور دارند؛ اما برخی تفاوت­ها نیز در این دو لیگنین مشاهده شده است، ازجمله اینکه­ تنوع واحدهای ساختاری در لیگنین دیوکسان بیشتر از لیگنین سوداست. به بیان دیگر، لیگنین سودا تخریب شده و به اجزایی تبدیل شده که از نظر ساختاری به هم نزدیک­ترند و دارای ساختارهای یکدست‌تری هستند. همچنین وزن مولکولی متوسط لیگنین دیوکسان بیشتر از لیگنین سوداست که این امر ناشی از تخریب شیمیایی گسترده لیگنین سودا در جریان تولید آن در فرایند­های صنعتی تولید خمیرکاغذ و درنتیجه تراکم ساختاری کمتر آن است. این مشاهدات نشان می­دهد که استفاده از یک روش ملایم برای جداسازی لیگنین از ماده لیگنوسلولزی سبب تخریب و تغییر کمتر در لیگنین می­شود. از این رو در مطالعات ساختاری، لیگنین دیوکسان می­تواند به‌عنوان نماینده مناسبی از لیگنین مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


- Abdolkhni, A.; 2009. Chemical characterization of milled and cellulytic lignins from poplar (populous deltoides). Ph. D Thesis, Tehran university.

- Adler, E. and Hemestam, S., 1955. Estimation of phenolic hydroxyl groups in lignin: 1. Periodate oxidation of guaiacyl compounds, Acta Chem. Sand., 9:319-334.

- Belgacem, M. N., & Gandini, A., 2008. Monomers, polymers and composites from renewable resources. Oxford: Elsevier.

- Bjorkman, A., 1954. Isolation of lignin from finely divided wood with neutral solvents. Nature, 174, 1057.

- Brauns, F. E. and Brauns, D. A.، 1960. The chemistry of lignin، supplements volume، Academic Press، New York، 804 p.

- Lu, F., and Ralph, J., 1997.  Derivatization Followed by Reductive Cleavage (DFRC Method), a New Method for Lignin Analysis: Protocol for Analysis of DFRC Monomers. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 45, 2590-2592.

- Lu, F.; Ralph, J., 1997. The DFRC Method for Lignin Analysis. 1. New Method for β-Aryl Ether Cleavage: Lignin Model Studies. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 45, 4655-4660.

- Lu, F., and Ralph, J., 1998. The DFRC method for lignin analysis. 2. Monomers from isolated lignin. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 46, 547-552.

- Mirshokraie, S.A., 2011. Investigating the effect of structural changes of alkali lignins caused by reduction and methylation reaction on the optical characteristics of lignin-containing papers. Iranian J. Wood Paper Sci. Res., 26, 10-25.

- Partovi, T., Mirshokraie, S.A., 2013. The Structural Study of Milled Wood and Dioxane Lignin of Cupressus Sempervirens Using DFRC Method. Iranian J. Nat. Res., 65, 391-404.

- Rio, J. C. Del, Gutierrez, A., Mertinez, M. J. and Martinez, A. T. 2001. Py-GC-MS study of Eucalyptus globules wood treated with different fungi, J. Anal. Appl. Pyrolysis, 58/59: 441-453.

- Sederoff, R., Lewin, M. Goldstein, L. S. M. Dekker, H. M. Chang, 1991. Lignin: biosynthesis in wood structure and composition, Marcel, New York, 1328p.