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

Константин (Konstantin) Леонидович (Leonidovich) Кайгородов (Kaigorodov), Валерий (Valery) Евгеньевич (Evgenievich) Тарабанько (Tarabanko), Михаил (Mikhail) Юрьевич (Iur'evich) Черняк (Cherniak), Юлия (Iuliia) Вячеславовна (Viacheslavovna) Челбина (Chelbina), Николай (Nikolai) Валерьевич (Valer'evich) Тарабанько (Tarabanko), Марина (Marina) Александровна (Aleksandrovna) Смирнова (Smirnova)

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.

Ключевые слова


Ванилин; ферментативный лигнин; кинетика; бурая гниль; Pinus silvestris; гидропероксиды; кислород.

Полный текст:

PDF

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.




DOI: http://dx.doi.org/10.14258/jcprm.2017031936

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.





Контакты: 656049, Барнаул, пр. Ленина, 61, АлтГУ,
редакция журнала "Химия растительного сырья".
Тел./факс: (3852) 29-81-36, e-mail: journal@chemwood.asu.ru.

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 3.0 License

Старая версия сайта:http://www.chem.asu.ru/chemwood_old/