КИНЕТИКА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ОКИСЛЕНИЯ ФЕРМЕНТАТИВНОГО ЛИГНИНА СОСНЫ (PINUS SILVESTRIS) В ВОДНО-ЩЕЛОЧНОЙ СРЕДЕ

  • Константин (Konstantin) Леонидович (Leonidovich) Кайгородов (Kaigorodov) Институт химии и химической технологии СО РАН, Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр СО РАН», Академгородок, стр. 50/24, Красноярск, 660036
  • Валерий (Valery) Евгеньевич (Evgenievich) Тарабанько (Tarabanko) Институт химии и химической технологии СО РАН, Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр СО РАН», Академгородок, стр. 50/24, Красноярск, 660036 http://orcid.org/0000-0002-0501-3818
  • Михаил (Mikhail) Юрьевич (Iur'evich) Черняк (Cherniak) Институт химии и химической технологии СО РАН, Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр СО РАН», Академгородок, стр. 50/24, Красноярск, 660036
  • Юлия (Iuliia) Вячеславовна (Viacheslavovna) Челбина (Chelbina) Институт химии и химической технологии СО РАН, Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр СО РАН», Академгородок, стр. 50/24, Красноярск, 660036
  • Николай (Nikolai) Валерьевич (Valer'evich) Тарабанько (Tarabanko) Институт химии и химической технологии СО РАН, Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр СО РАН», Академгородок, стр. 50/24, Красноярск, 660036 »
  • Марина (Marina) Александровна (Aleksandrovna) Смирнова (Smirnova) Институт химии и химической технологии СО РАН, Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр СО РАН», Академгородок, стр. 50/24, Красноярск, 660036
Ключевые слова: Ванилин, ферментативный лигнин, кинетика, бурая гниль, Pinus silvestris, гидропероксиды, кислород.

Аннотация

Изучена кинетика окисления ферментативного лигнина сосны (бурая гниль) кислородом в водно-щелочной среде при 90–160 °С. Показано, что выход ванилина монотонно растет с температурой в этом интервале от 3,4 до 5,6 мас. % в расчете на лигнин. Наблюдаемая энергия активации процесса поглощения кислорода варьируется в зависимости от условий процесса в интервале 6–19 кДж/моль. Порядок процесса по давлению кислорода, рассчитанный по скоростям поглощения O2 в первые два часа  окисления при 90–120 °С, имеет значение 1,02±0,05.  Низкое значение энергии активации процесса, а также первый порядок по кислороду указывают на диффузионный режим процесса в этих условиях. Полученные кинетические данные показывают, что с ростом глубины окисления лигнина возрастает роль процессов вырожденно-цепного разветвления в результате распада образующихся гидроперекисей. Волюмометрическим методом по выделению кислорода зарегистрирован распад гидроперекисей в процессе окисления в количестве более 16 мол % в расчете на исходный лигнин. Рассмотрены основные причины и закономерности, определяющие монотонно возрастающую функцию зависимости селективности окисления лигнинов в ароматические альдегиды от температуры.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Константин (Konstantin) Леонидович (Leonidovich) Кайгородов (Kaigorodov), Институт химии и химической технологии СО РАН, Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр СО РАН», Академгородок, стр. 50/24, Красноярск, 660036
младший научный сотрудник
Валерий (Valery) Евгеньевич (Evgenievich) Тарабанько (Tarabanko), Институт химии и химической технологии СО РАН, Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр СО РАН», Академгородок, стр. 50/24, Красноярск, 660036
Доктор химических наук, профессор, старший научный сотрудник, заведующий лабораторией комплексной переработки биомассы
Михаил (Mikhail) Юрьевич (Iur'evich) Черняк (Cherniak), Институт химии и химической технологии СО РАН, Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр СО РАН», Академгородок, стр. 50/24, Красноярск, 660036
старший научный сотрудник, кандидат химических наук
Юлия (Iuliia) Вячеславовна (Viacheslavovna) Челбина (Chelbina), Институт химии и химической технологии СО РАН, Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр СО РАН», Академгородок, стр. 50/24, Красноярск, 660036
младший научный сотрудник, кандидат химических наук
Николай (Nikolai) Валерьевич (Valer'evich) Тарабанько (Tarabanko), Институт химии и химической технологии СО РАН, Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр СО РАН», Академгородок, стр. 50/24, Красноярск, 660036 »
научный сотрудник, кандидат химических наук
Марина (Marina) Александровна (Aleksandrovna) Смирнова (Smirnova), Институт химии и химической технологии СО РАН, Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр СО РАН», Академгородок, стр. 50/24, Красноярск, 660036
младший научный сотрудник, кандидат химических наук

Литература

Chudakov M.I. Promyshlennoe ispolzovanie lignina [Industrial use of lignin]. Мoscow, 1983, 212 p. (in Russ.).

Zakzeski J., Bruijnincx P.C.A., Jongerius A.L., Weckhuysen B.M. Chemical Reviews, 2010, vol. 110, iss. 6, pp. 3552–3599.

Pandey M.P., Kim. C.S. Chemical Engineering & Technology, 2011, vol. 34, iss. 1, pp. 29–41.

Li C.Z., Zhao X.C., Wang A.Q. Huber G.W., Zhang T. Chemical Reviews, 2015, vol. 115, iss. 21, pp. 11559–11624.

Mark H.V. Encyclopedia of chemical technology. 2nd Ed. Interscience Publ., J.W.& Sons. N.-Y. ; London, 1972, vol. 21, pp. 180–196.

Grushnikov O.P, Elkin V.V. Dostizheniya i problemy khimii lignina [Achievements and problems in chemistry of lig-nin]. Moscow, 1973, 189 p. (in Russ.).

Gogotov A.F. Khimiia rastitel’nogo syr’ia, 1999, no. 2, pp. 73–79. (in Russ.).

Szallasi A., Blumberg P.M. Adv. Рharmacol, 1993, vol. 24, pp. 123–155.

MacRae W.D., Towers G.H.N. Phytochemistry, 1984, vol. 23, pp. 1207–1220.

Erofeev Yu.V., Afanas’eva V.L., Glushkov R.G. Khimiko-Farmatsevticheskii Zhurnal, 1990, vol. 24, no. 7, pp. 50–56. (in Russ.).

Tarabanko V.E., Petukhov D.V., Selyutin G.E. Kinetics and Catalysis, 2004, vol. 45, no. 4, pp. 603–611. (in Russ.).

Tarabanko V.E., Fomova N.A., Kuznetsov, B.N., Kudryashev A.V., Ivanchenko N.M. React. Kinet. Catal. Lett, 1995, vol. 55, no. 1, pp. 161–170.

Tarabanko V.E., Pervishina E.P., Hendogina Yu.V. React. Kinet. Catal. Lett, 2001, vol. 72, no. 1, pp. 153–162.

Tarabanko V.E., Pervishina E.P., Nevkrytova T.A., Pen R.Z. Khimiia rastitel’nogo syr’ia, 1999, no. 4, pp. 53–59. (in Russ.).

Tarabanko V.E., Pervishina E.P., Tarabanko N.V., Chernyak M.Yu., Kaygorodov K.L., Chelbina Yu.V., Boyarchuk D.V. Khimiia rastitel’nogo syr’ia, 2016, no. 4, pp. 57–63. (in Russ.).

Patent 2598311 (US). 1952.

Pervishina E.P. Issledovanie kinetiki I razrabotka novyh metodov okislenia lignina drevesiny osiny i pihty molekulyarnim kislorodom v vodno-shelochnoi srede : diss. kand. chim. nauk. [Research of kinetics and development of new methods of lignin oxidation of aspen and fir wood by molecular oxygen in water-alkaline environment: the dissertation of the candidate of chemical sciences.]. Krasnoyarsk, 2000, 120 p. (In Russ.).

Patent 2178405 (RU). 2002. (in Russ.).

Tarabanko V.E., Kaigorodov K.L., Koropachinskaya N.V., Chelbina Yu. V., Il’in A.A. Khimiia rastitel’nogo syr’ia, 2012, Vol. 20, pp. 471–476. (in Russ.).

Koropachinskaya N.V., Tarabanko V.E., Chernyak M.Yu. Khimiia rastitel’nogo syr’ia, 2003, vol. 2, pp. 9–14. (in Russ.).

Denisov E.T. Konstanty skorosti gomoliticheskih zhidkofaznih reakcii [Liquid-Phase Reaction Rate Constants]. Mos-cow, 1971, 712 p. (in Russ.).

Tarabanko V.E., Koropachinskaya N.V., Kudryashev A.V., Kuznezov B.N. Izvestiya Akademii nauk, seriya khimiya [Russian Chemical Bulletin], 1995, vol. 2, pp. 375–379. (In Russ.).

Fargues C., Mathias A., Rodrigues A. Ind. Eng. Chem. Res, 1996, vol. 35, no. 1, pp. 28–36.

Pinto P.C.R., Borges da Silva E.A., Rodrigues A.E. Ind. Eng. Chem. Res, 2011, vol. 50, no. 2, pp. 741–748.

Wong Z.J., Chen K.F., Li J. Bioresources, 2010, vol. 5, iss. 3, pp. 1509–1516.

Опубликован
2017-07-21
Как цитировать
[1]
Кайгородов (Kaigorodov)К. (Konstantin) Л. (Leonidovich), Тарабанько (Tarabanko)В. (Valery) Е. (Evgenievich), Черняк (Cherniak)М. (Mikhail) Ю. (Iur’evich), Челбина (Chelbina)Ю. (Iuliia) В. (Viacheslavovna), Тарабанько (Tarabanko)Н. (Nikolai) В. (Valer’evich) и Смирнова (Smirnova)М. (Marina) А. (Aleksandrovna) 2017. КИНЕТИКА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ОКИСЛЕНИЯ ФЕРМЕНТАТИВНОГО ЛИГНИНА СОСНЫ (PINUS SILVESTRIS) В ВОДНО-ЩЕЛОЧНОЙ СРЕДЕ. Химия растительного сырья. 3 (июл. 2017), 63-70. DOI:https://doi.org/10.14258/jcprm.2017031936.
Выпуск
Раздел
Биополимеры растений