Лигнин

Фрагмент молекулы лигнина

Внешние изображения
Фотография структуры лигнин-целлюлоза
	Вид через электронный микроскоп.[1]

Лигнин (от лат. lignum — дерево, древесина) — вещество, характеризующее одеревеневшие стенки растительных клеток. Сложное полимерное соединение, содержащееся в клетках сосудистых растений и некоторых водорослях^[2].

Одеревеневшие клеточные оболочки обладают ультраструктурой, которую можно сравнить со структурой железобетона: микрофибриллы целлюлозы по своим свойствам соответствуют арматуре, а лигнин, обладающий высокой прочностью на сжатие, — бетону^[3].

С химической точки зрения лигнин является ароматической частью древесины. Древесина лиственных пород содержит 18-24 % лигнина, хвойных — 27-30 %. В анализе древесины лигнин рассматривают как негидролизуемую часть древесины.

Лигнин в отличие от углеводов не является индивидуальным веществом, а представляет собой смесь ароматических полимеров родственного строения. Именно поэтому невозможно написать его структурную формулу. В то же время известно, из каких структурных единиц он состоит и какими типами связей эти единицы объединены в макромолекулу. Мономерные звенья макромолекулы лигнина называют фенилпропановыми единицами (ФПЕ), поскольку эти структурные единицы являются производными фенилпропана. Хвойный лигнин состоит практически целиком из гваяцилпропановых структурных единиц. В состав лиственного лигнина кроме гваяцилпропановых единиц входят в большом количестве сирингилпропановые единицы. В состав некоторых лигнинов, главным образом травянистых растений, входят единицы, не содержащие метоксильных групп — гидроксифенилпропановые единицы.

Лигнин — ценное химическое сырьё, используемое во многих производствах и в медицине^[4].

Пожароопасные свойства

Пожароопасные свойства: Горючий порошок. Температура самовоспламенения: аэрогеля 300 °C, аэровзвеси 450 °C; нижний концентрационный предел распространения пламени 40 г/м3; максимальное давление взрыва 710 кПа; максимальная скорость нарастания давления 35 МПа/с; минимальная энергия зажигания 20 мДж; минимальное взрывоопасное содержание кислорода 17 % об.

Средства тушения: Распыленная вода, воздушно-механическая пена.^[5]

Предпринимались попытки тушения горящего лигнина на полигоне закачиванием глинистого раствора в пробуренные скважины.^[6]

Лимнологическим институтом СО РАН разработана технология тушения горящего лигнина с использованием золошлаковых отходов ОАО «Иркутскэнерго», которая использовалась для тушения горящего лигнина на лигнинохранилище Зиминского гидролизного завода, начиная с 2005 г. Для тушения опытного участка было использовано 10 000 тонн золошлаков из золоотвала Зиминского участка Н-ЗТЭЦ, всего на золоотвале складировано порядка 262 000 тонн.^[7]

Для тушения лигнина шламы (отходы ТЭЦ) распыляются на полигоне с помощью гидропульпы и проникают в поверхностный слой лигнина на глубину до 30 см. Благодаря минеральной составляющей они препятствуют возникновению возгораний. На месте безжизненных много лет дымящих полигонов уже нынешней весной можно высаживать траву.^[8]

Применение

Сульфатный лигнин ограниченно применяется в производстве полимерных материалов, фенолформальдегидных смол, и как компонент клеящих композиций в производстве ДСП, картона, фанеры и др. Гидролизный лигнин служит котельным топливом в лесохимических производствах, а также сырьем для получения гранулированного активного угля, пористого кирпича, удобрений, уксусной и щавелевой кислот, наполнителей.^[9]

Сравнительно недавно лигнин был успешно использован в производстве полиуретановой пены.^[10]

В 1998 году в Германии фирмой «Текнаро»^[11] был разработан процесс получения Арбоформа — материала, названного «жидкой древесиной». В 2000 г. под Карлсруэ был открыт завод по производству биопластика, сырьем для которого служит лигнин, волокна льна или конопли и некоторые добавки, также растительного происхождения. По своей внешней форме арбоформ в застывшем состоянии похож на пластик, но имеет свойства полированной древесины. Достоинством «жидкой древесины» является возможность её многократной переработки путём переплавки. Результаты анализа арбоформа после десяти циклов показали, что его параметры и свойства остались прежними.^[12][13]

Активированный путем щелочной обработки с последующей отмывкой и нейтрализацией лигнин используется для сбора разливов нефти и нефтепродуктов с водных и твердых поверхностей.

В медицине гидролизный лигнин зарегистрирован как международное непатентованное название и используется в качестве лекарственного средства(Полифан, Полифепан, Полифепана гранулы, Полифепана паста, БАД Полифепан плюс, Лигносорб, Энтегнин, Фильтрум-СТИ, Лактофильтрум)^[14] Энтеросорбент на основе природного полимера растительного происхождения лигнина был разработан в Германии Г. Шоллером, Л. Мейером и Р.Брауном в 1943 году под названием «порлизан». Лигнин успешно применялся как против диарей различного происхождения, а детям раннего возраста вводился клизмой. В 1971 году в Ленинграде создали «медицинский лигнин», который позднее был переименован в Полифепан.^[15]. Испытания, проводившиеся на лягушках и кроликах не выявили никаких признаков токсического действия препарата. П. И. Кашкин и О. Д. Васильев в том же году исследовали адсорбирующую способность лигнина и показали, что 1 г препарата поглощает и удерживает в своей структуре 7 300 000 бактерий. Очень высоким оказалось также и поглощение лигнином сальмонелл, холероподобного вибриона, жёлтого стафилококка и некоторых грибов.^[16]

Гидролизный лигнин также используется в ветеринарии для тех же целей, что и у человека.

Энтеросорбенты на основе лигнина оказывают энтеросорбирующее, дезинтоксикационное, противодиарейное, антиоксидантное, гиполипидемическое и комплексообразующее действие. Связывает различные микроорганизмы, продукты их жизнедеятельности, токсины экзогенной и эндогенной природы, аллергены, ксенобиотики, тяжелые металлы, радиоактивные изотопы, аммиак, двухвалентные катионы и способствует их выведению через ЖКТ.

Применение энтерособрентов на основе гидролизного лигнина

Гастроэнтерология:[источник не указан 140 дней] дисбактериоз кишечника функциональная кишечная диспепсия панкреатит хронический гепатит хронический энтероколит неспецифический язвенный колит цирроз печени компенсирует недостаток естественных пищевых волокон в пище человека, положительно влияя на микрофлору толстого кишечника и на неспецифический иммунитет Нефрология:[источник не указан 140 дней] хронический пиелонефрит почечная недостаточность Хирургия:[источник не указан 140 дней] рак толстой кишки (подготовка к операции) травматические, гнойные и ожоговые раны трофические язвы послеоперационные воспалительные осложнения, сепсис Эндокринология:[источник не указан 140 дней] сахарный диабет лечение и профилактика заболеваний, связанных с развитием атеросклероза (снижает уровень холестерина, липопротеинов низкой плотности и триглицеридов) Диетология:[источник не указан 140 дней] нарушение обмена веществ, ожирение.

Лечение инфекционных заболеваний:[источник не указан 140 дней] острые кишечные инфекции, в том числе у новорожденных и беременных дезинтерия вирусный гепатит грипп, ОРВИ и другие простудные заболевания сальмонеллез, холера Аллергология:[источник не указан 140 дней] лекарственные и пищевые аллергии токсикодермия, аллергодерматозы, нейродерматит отек Квинке бронхиальная астма, аллергический бронхит Токсикология: токсикоз у беременных[источник не указан 140 дней] алкогольные интоксикации (в том числе похмельный синдром) пищевые и медикаментозные отравления (радионуклиды, соли тяжелых металлов и др. вредные вещества) детоксикации при радиационных поражениях (лигниновые сорбенты успешно применялись в зоне чернобыльской аварии).[17][18][19] [20] Онкология:[источник не указан 140 дней] на фоне химио- и лучевой терапии (исчезновение диспептического синдрома, снижение тошноты и анорексии) Применение у спортсменов:[источник не указан 140 дней] повышение и восстановления физической работоспособности.

Интересные факты

Лигнин — один из основных компонентов отвечающих за ванильный аромат старых книг. Лигнин как и древесная целлюлоза, разлагается со временем, под действием окислительных процессов, и источает приятный запах.^[21]

Примечания

1. ↑ Maderas. Ciencia y tecnología - MECHANICALLY-INDUCED WOOD WELDING
2. ↑ ScienceDirect — Current Biology : Discovery of Lignin in Seaweed Reveals Convergent Evolution of Cell-Wall Architecture
3. ↑ «Лигнин», БСЭ
4. ↑ Лигнин гидролизный; Полифан; Полифепан; Полифепана гранулы; Фильтрум-СТИ; Энтегнин; Энтегнин-Н.  (рус.). АМТ - справочник медикаментов. Архивировано из первоисточника 23 августа 2011. Проверено 1 февраля 2010.
5. ↑ А. Я. Корольченко, Д. А. Корольченко. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справочник: в 2-х ч. — М.: Асе. «Пожнаука», 2004. Ч. 2. с.28
6. ↑ Для тушения лигнина в Иркутской области будет применяться новая технология| ликвидация техногенных катастроф| ПЕРЕРАБОТКА МУСОРА
7. ↑ Иркутскэнерго
8. ↑ Вестник Иркутского научного центра СО РАН. Выпуск 31
9. ↑ Лигнин — Химическая Энциклопедия
10. ↑ Green plastic produced from biojoule material BioJoule Technologies Press Release, 12 July 2007.
11. ↑ TECNARO GmbH — официальный сайт
12. ↑ Арбоформ — жидкая древесина
13. ↑ Жидкая древесина вместо пластика
14. ↑ http://www.regmed.ru/SearchResults.asp
15. ↑ Полифепан
16. ↑ Фитос — Публикации. Проект Фитос Вып.1
17. ↑ Статьи врачам о «Полифепан»
18. ↑ Полифепан — самое эффективное средство от диареи(поноса), применяется при лечении поноса у беременных, взрослых людей
19. ↑ Компания Сайнтек — производитель энтеросорбента Полифепан. Эффективного средства от диареи(поноса), гуминовых удобрений
20. ↑ Поиск по базе данных ЛС, опции поиска: МНН — Лигнин гидролизный, флаги — «Искать ТКФС». Обращение лекарственных средств. ФГУ «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Росздравнадзора РФ (26.11.2009). — Типовая клинико-фармакологическая статья является подзаконным актом и не охраняется авторским правом согласно части четвёртой Гражданского кодекса Российской Федерации №230-ФЗ от 18 декабря 2006 года. Архивировано из первоисточника 22 августа 2011. Проверено 28 февраля 2010.
21. ↑ Запах книги | Наша газета