مطالعه ساختار شيميايي ليگنين از راه انحلال چوب در حلال يوني 1-بوتيل-3-متيل ايميدازوليوم كلريد

Elucidation of Chemical Structure of Wood Lignin by Dissolving in 1-Butyl-3-methylimidazolium Chloride Ionic Liquid

در اين مطالعه، ليگنين توده چوب باقي ماده پس از استخراج ليگنين چوب آسياب شده (MWL) با استفاده از حلال يوني1 - بوتيل-3- متيل ايميدازوليوم كلريد حل شد. ساختار شيميايي ليگنين MWL صنوبر (Popolus deltiodes) به همراه ليگنين توده باقي مانده با استفاده از روش هاي مختلف رنگ نگاري و طيف سنجي NMR تك بعدي و دوبعدي بررسي شد. بررسي ساختاري ليگنين MWL با روش هاي گفته شده نشان داد، ليگنين چوب صنوبر P. deltoides از نظر ساختاري داراي واحدهاي 4-(3-هيدروكسي-1-پروپنيل)-2-متوكسي فنول (ليگنين گواياسيل) بيشتري نسبت به 4-(3-هيدروكسي-1-پروپنيل)-6،2 دي متوكسي فنول (ليگنين سيرنجيل) است. هم چنين، ليگنين علاوه بر واحدهاي گواياسيل و سيرنجيل از مقدار اندكي واحدهاي پاراهيدروكسي بنزيل الكل تشكيل شده است. ليگنين باقي مانده در چوب پس از استخراج ليگنين به طورعمده از ساختارهاي متراكم تشكيل شده است كه در اغلب موارد به كربوهيدرات ها كمپلكس شده است. نسبت ساختارهاي تشكيل دهنده ليگنين در چوب حل شده با حلال يوني با نسبت آنها در ليگنين استخراج شده با ديوكسان يكسان است. تحليل HSQC ناحيه آنومري چوب حل شده نشان داد، تركيب قندي قندهاي كمپلكس شده با ليگنين شامل سلولوز، زايلان، مانان و آرابينان است. ناحيه زنجير جانبي ساختار ليگنين شامل ساختارهاي موجود شامل واحدهاي B-O-4، فنيل كوماران، رزينول و اسپايرودي انون است.

Residual lignin of wood after MWL isolation was dissolved with 1-butyl- 3-methylimidazolium chloride ionic liquid. Chemical structure of isolated MWL from poplar wood (Popolus deltiodes) and dissolved residual lignin were characterized with gas chromatography and 1D, 2D NMR techniques. Analytical results showed that Popolus deltoides wood has more 4-(3-hydroxy-1-propenyl)-2- methoxy phenol units (Guayacil lignin) than 4-(3-hydroxy-1-propenyl)-2,6-dimethoxy phenol units (Syringyl moieties). In addition to Guayacil and Syringyl, the extracted ligin is composed of a small amount of p-benzyl alcohol. The residual lignin is mainly composed of condensed structures which are often of carbohydrate complexes. The lignin structural ratios of dissolved wood in ionic liquid are the same as those of dioxan extracted lignin. Anomeric HSQC analysis of lignin showed that the lignincarbohydrate complex is composed of cellulose, xylan, mannan and arabinan sugars. Side-chain region of lignin structure is mainly composed of B-O-4, phenylcoumaran, resinol and spirodienone moieties.