Производство и продажа древесины

Реакции лигнина при отбелке в кислотной среде

Способы отбелки в кислой среде включают хлорирование, а также обработку диоксидом хлора, пероксидом водорода, перокси-уксусной кислотой и озоном. Начальной стадией реакции делигнификации при отбелке является электрофильная атака центров с высокой электронной плотностью, за которой следуют нуклеофильные реакции.

При отбелке кислыми водными растворами хлора в растворе преобладает молекулярный хлор, тогда как в интервале рН между 5,5 и 7 главным компонентом является хлорноватистая кислота. В обоих случаях хлорирующим агентом служит ион хлорония (С1+), образующийся в результате гетеролиза С12 или протонированной хлорноватистой кислоты. В хлорировании могут также участвовать, но в меньшей степени, радикалы хлора, образующиеся из газообразного хлора под действием света.

При взаимодействии хлора с лигнином происходят следующие основные реакции: электрофильное замещение; электрофильное вытеснение пропановой цепи; окислительная деструкция арилалкильных простых эфирных связей и окисление структур с вытесненными пропановыми цепями; окислительное разрушение ароматических колец через хиноидные структуры до производных дикарбоновых кислот.

Замещение происходит главным образом в 5-м и 6-м положениях ароматического кольца.

Диоксид хлора, который часто используют при отбелке в комбинации с хлором, вызывает более эффективную делигнификацию по сравнению с хлором при эквивалентном расходе активного хлора. В отличие от хлора лигнин под действием диоксида хлора претерпевает исключительно реакцию окисления фенольных единиц, инициируемую отнятием водорода от фенольных гидроксильных групп. Конечными продуктами окисления являются производные муконовой кислоты (образующиеся без выделения метанола) или хиноидные структуры. Хлорзамещенные фрагменты лигнина в отработанных щелоках после отбелки диоксидом хлора получаются при действии хлора, выделяющегося в результате частичного разложения диоксида хлора.

Специфическим окислителем для лигнина служит пероксиуксусная кислота. Ее используют, например, для получения препаратов холоцеллюлозы. Пероксиуксусную кислоту в нейтральной и щелочной средах рекомендуют применять в качестве белящего агента, не удаляющего лигнин.