Seguimiento espectroscópico de la despolimerización (ruptura de enlaces) durante la deslignificación de materiales vegetales

Abstract

[Resumen]: Se ha investigado la deslignificación ácida de la madera de Salix mediante el método Acetosolv. Con ayuda de un procedimiento Simplex se ha llegado a fijar los valores de las variables que producían la mayor tasa de deslignificación o menor contenido en lignina de los sólidos resultantes (pastas). Con estas variables mantenidas constantes se realizó un seguimiento cinético del proceso, de las ligninas precipitadas del licor de cocción, examinando los espectros RMN de 13C y HSQC. La deslignificación se produce durante los primeros 90 minutos aproximadamente, aunque con diferentes velocidades: al principio de forma lenta y después más rápidamente. A partir de los 90-105 min aparecen fenómenos de recondensación de la lignina disuelta que hacen disminuir las tasas de deslignificación. Los espectros de RMN muestran una buena parte de los cambios producidos durante la reacción y han permitido establecer qué tipo de unidades de la lignina son más reactivas en las condiciones utilizadas. Los datos de cromatografía de exclusión molecular de las ligninas obtenidas muestran como la reacción modifica la distribución de tiempos de retención para las fracciones de lignina. Las medias de estas distribuciones coinciden con las variaciones observadas por RMN.

[Resumo]: Investigouse a deslignificación ácida da madeira de Salix mediante o método Acetosolv. Coa axuda dun procedemento Simplex fixáronse os valores das variables que producían a maior taxa de deslignificación, ou menor contido en lignina dos sólidos resultantes (pastas). Con estas variables mantidas constantes realizouse un seguimento cinético do proceso, das ligninas precipitadas do licor de cocción, examinando os espectros RMN de 13C e HSQC. A deslignificación prodúcese durante os primeiros 90 minutos aproximadamente, anque con diferentes velocidades: ao principio de forma lenta e despois máis rápidamente. A partir dos 90-105 min aparecen fenómenos de recondensación da lignina disolta que fan diminuir as taxas de deslignificación. Os espectros de RMN amosan unha buena parte dos cambios producidos durante a reacción e permitiron establecer qué tipo de unidades da lignina son máis reactivas nas condicións utilizadas. Os datos de cromatografía de exclusión molecular das ligninas obtidas amosan cómo a reacción modifica a distribución de tempos de retención para as fraccións de lignina. As medias destas distribucións coinciden coas variacións observadas por RMN.

[Abstract]: The acid delignification of Salix wood has been investigated using the Acetosolv method. With the help of a Simplex procedure, the values of the variables that produced the highest delignification rate or the lowest lignin content of the resulting solids (pulps) have been set. With these variables kept constant, a kinetic monitoring of the process was carried out, of the lignins precipitated from the cooking liquor, examining the NMR spectra of 13C and HSQC. Delignification occurred during the first 90 minutes, although at different rate: initially slowly and then more rapidly. After 90-105 min, recondensation phenomena of the dissolved lignin appeared, reducing the delignification rates. The NMR spectra showed a good part of the changes produced during the reaction and have made it possible to establish which type of lignin units are more reactive under the conditions used. The size exclusion chromatography data of the lignins obtained show how the reaction modifies the distribution of retention times for the lignin fractions. The means of these distributions coincide with the variations observed by NMR.