СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СОСТАВА НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ ПРОДУКТОВ СВЕРХКРИТИЧЕСКОЙ ЭКСТРАКЦИИ СОЛОМЫ ПШЕНИЦЫ ЭТАНОЛОМ И ДИМЕТИЛКАРБОНАТОМ
Фомина Е.С. , Евстафьев С.Н.
2018 / Том 8: номер 2 [ ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ ]
Сверхкритическая экстракция является одним из многообещающих методов подготовки лигноцеллюлозного сырья для последующей биохимической переработки. В работе выполнен сравнительный анализ состава низкомолекулярных продуктов, полученных при экстракции соломы пшеницы в автоклаве при 285 оС в течение 10 мин. В качестве растворителей использованы этанол и диметилкарбонат, близкие по растворяющей способности, но различающиеся алкилирующими свойствами. Установлено, что экстракция соломы диметилкарбонатом характеризуется высокой эффективностью. Получен больший выход экстракта, чем при этанолизе, с высоким содержанием гексанорастворимых соединений. В их составе выявлено преобладающее содержание метиловых эфиров карбоновых кислот, а в составе продуктов фрагментации лигнина -соединений вератрового типа. Предложен механизм образования низкомолекулярных продуктов фрагментации лигнина в условиях сверхкритической экстракции, включающий процессы радикального разрыва алкиларильных эфирных связей, С-С-связей в боковом радикале, реакции дегидратации, этерификации и переэтерификации, а при сверхкритическом этанолизе дополнительно реакцию гидрирования и кето-енольные перегруппировки с образованием кетонов.
Ключевые слова:
сверхкритическая экстракция,этанолиз,диметилкарбонат,механизм фрагментации лигнина,солома пшеницы,supercritical extraction,ethanolysis,dimethyl carbonate,mechanism of lignin fragmentation,wheat straw
Библиографический список:
- Грушников О.П., Елкин В.В. Достижения и проблемы химии лигнина. М.: Наука, 1973. 296 с.
- Фенгел Д., Вегенер Г. Древесина (химия, ультраструктура, реакции). М: Лесная промышленность,1988. 512 с.
- Wang K., Bauer S., Sun R. Structural Transformation of Miscanthus × giganteus Lignin Fractionated under Mild Formosolv, Basic Organosolv, and Cellulolytic Enzyme Conditions // J. Agric.Food Chem. 2012. N 60. P. 144-152.
- Евстафьев С.Н., Хоанг К.К. Влияние условий обработки на выход и состав продуктов фракционирования соломы пшеницы в среде хлорида 1-бутил-3-метилимидазолия // Химия растительного сырья. 2016. N 4. С. 27-34.
- Арико Ф., Тундо П. Диметилкарбонат - современный «зеленый» реагент и растворитель // Успехи химии. 2010. T. 79, N 6. С. 532-543.
- Tao H. X., Xie X. A., Zheng C. Y., and Zhan X. Q. Liquefaction of cornstalk cellulose in sub/super-critical ethanol // Journal of Northwest University A.&F. (Natural Science Edition). 2014. 01. P. 196-204.
- Li W., Xie X., TangC. Z., Li Y., Li L., Wang Y. L., Fan D., and Wei X.The distribution of bio-oil components with the effects of sub/supercritical ethanol and free radicals during cellulose liquefaction // BioResources. 2016. Vol. 11, N 4. P. 9771-9788.
- Телеснин Р.В. Молекулярная физика. М.: Высш. шк., 1973. 360 с.
- Фомина Е. С., Смирнов В. В., Евстафьев С. Н. Состав жирных кислот соломы пшеницы и овса // Тр. Региональной научно-практической конф. «Перспективы развития технологии, экологии и автоматизации химических, пищевых и металлургических процессов». Иркутск, 2010.
- Sarkanen K.V., Ludwig С.H. Lignins.Occurrence, formation, structure and reactions. Wiley Interscience, 1975. 632 с.
- Шорыгина Н.Н., Резников В.М., Елкин В.В. Реакционная способность лигнина. М.: Наука, 1976. 368 с.
- Метревели А.К., Метревели П.К., Макаров И.Е., Пономарев А.В. Ароматические продукты радиационно-термической деструкции лигнина и хитина. // Химия высоких энергий. 2013.Т. 47, N 2. С. 89-94.
- Ekman K.H., Lindberg J.J. On the origin of the infra-red bands in the 1720 cm-1 region in lignins // Paperija Puu. 1960. V. 42. P. 21-22.
- Marton J., Adler E. Marton J., Adler E. Reactions of lignin with methanol hydrochloric acid. A discussion of some structural questions // Tappi. 1963.V. 46. P. 92-96.
- Gellerstedt G., Lindfors E. Hydrophilic groups in lignin after oxygen bleaching // Tappi J., 1987. V. 70, N. 6, P. 119-122.
Файлы:
