لیگنین

لیگنین
شناساگرها
شماره ثبت سی‌ای‌اس	۹۰۰۵-۵۳-۲
خصوصیات
فرمول مولکولی	C9H10O2 C10H12O3 C11H14O4
به استثنای جایی که اشاره شده‌است در غیر این صورت، داده‌ها برای مواد به وضعیت استانداردشان داده شده‌اند (در 25 °C (۷۷ °F)، ۱۰۰ kPa)
Y (بررسی) (چیست: Y/N؟)
Infobox references

لیگنین یک پلیمر پیچیدهٔ ساخته شده از واحدهای مولکولی فنیلپروپان است که به شکل آمورف و مخلوط با هولوسلولز در گیاهان به صورت لایه‌ای دور سلولز را فرا گرفته‌است. بعد از سلولز لیگنین رایج‌ترین ترکیب در ساختار گیاهان چوبی و غیرچوبی است. چوب خشک حاوی حدود ۲۵ درصد لیگنین است که در دیواره سلولی و در قسمت خارجی سلول قرار گرفته‌است. لیگنین به‌عنوان یک اتصال دهنده دیواره سلولی عمل می‌کند و فیبرهای سلولی حاوی ماتریکس را برای استحکام ساختار چوب به هم متصل می‌نماید. منابع لیگنین فراوانند و اکثراً هم غیرقابل مصرفند. چوب و پوست درختان که از صنایع الواری به‌جای می‌مانند و همچنین پسماندهای کشاورزی می‌توانند مقدار بسیار زیادی لیگنین حاصل دهند. منبع کوچک‌تر ولی در دسترس‌تر لیگنین خمیر کاغذ و صنایع چوب است که ذخیره زیادی برای لیگنین است. محتویات لیگنین در گونه‌های مختلف چوب از یک درخت به درخت دیگر و حتی در یک منطقه از یک درخت نسبت به منطقه دیگر از همان درخت متفاوت است. لیگنین یک پلیمر با وزن مولکولی بیشتر از ۱۰٬۰۰۰ در درختان کاج و احتمالاً کمتر از ۵۰۰۰ در درختان برگ‌ریز می‌باشد که سه منومر اصلی آن کونیفریل الکل، ایزواوژنول و سیرنژیل الکل می‌باشند. مونومر این یک امینو اسید است.

ساختار

عبارت لیگنین از واژه لاتینی lignum به معنای چوب مشتق شده‌است و درحالیکه لیگنین بخش عمده ساختار چوب نیست، با این حال یکی از ترکیبات اصلی تمام گیاهان آوندی است. در سال ۱۸۳۸، Anselme Payen مشاهده کرد که در اثر تیمار چوب به وسیلهٔ اسید نیتریک بخشی از چوب حل و یک توده فیبری باقی می‌ماند. وی در توضیح این اتفاق چنین نتیجه‌گیری نمود که بخش محلول که حاوی مقدار بیشتری کربن نسبت به بخش فیبری است یک ماده پوسته می‌باشد که بخش فیبری را احاطه کرده‌است. لیگنین ۱۵–۳۶ درصد وزن چوب را تشکیل می‌دهد. در حالیکه نظریه ابتدایی Payen در مورد پوسته‌ای بودن لیگنین تا حدودی صحیح می‌باشد، لیگنین نقش حیاتی را درگیاهان آوندی ایفا می‌کند. لیگنین به درخت استحکام، مانع نفوذ آب در عرض سلول چوبی و تسهیل انتقال آب و شیره گیاهی در بافت چوبی می‌گردد. بعلاوه، لیگنین یکی از عوامل اصلی دوام طبیعی در چوب در برابر میکروارگانیسم‌های مخرب چوب است. لیگنین دومین پلیمر طبیعی فراوان دنیاست که از واحدهای ساختاری فنیل پروپان با اتصالات کربن-کربن و اتری تشکیل شده‌است. لیگنین طی یک فرایند پیچیده از واحدهای قندی در گیاهان عالی بیوسنتز می‌شود. در دیواره سلول چوبی لیگنین به وسیلهٔ اتصالات استری و اتری به کربوهیدراتها متصل می‌شود. پیوندهای فیزیکی و شیمیایی موجود بین لیگنین و قندهای دیواره سلول چوبی، مانع از استخراج آن به صورت دست نخورده و سالم می‌شود. این مسئله بکارگیری روش‌های تخریبی و غیر تخریبی در مطالعه ساختار آن را مشکل می‌کند؛ بنابراین، دانش کنونی ما در مورد ساختار شیمیایی لیگنین بکر عمدتاً از برخی از مطالعات انجام شده در مورد بررسی مکانیسم‌های بیوسنتز لیگنین و داده‌های تجربی مطالعه لیگنین‌های چوب به شدت آسیاب شده (MWL) و سلولیتیک (CEL) ناشی شده‌است.

منابع

• Sales, F.G. , Abreu, C.A.M. , Pereira, A.F.R. , Catalytic wet-air oxidation of lignin in a three-phase reactor with aromatic aldehyde production, Brazilian Journal of Chemical Engineering, Vol. 21, No. 02, pp. 211-218, April - June 2004.