TÉCNICAS DE CARACTERIZACIÓN DE LIGNINA. APLICACIÓN A LIGNINAS TÉCNICAS DE 5 ORÍGENES DISTINTOS.Nour-Eddine El Mansouri, Joan Salvadó Departament d’Enginyeria Química, Universitat Rovira i Virgili Avda. Països Catalans, 26, 43007 TARRAGONA Tel : 977559641 Fax: 977558544 e-mail:
[email protected] RESUMEN. Se presenta una compilación de diferentes técnicas de caracterización de lignina, incidiendo en los distintos grupos funcionales de interés como, los metoxilos, OH-fenólicos, OH-alifáticos, carbonilos, carboxilos y sulfonatos. Se realizó una revisión bibliografía de los distintos métodos existentes. Se destacaron los métodos de referencia, comparándolos con métodos alternativos de más fácil realización en su caso. Se comprobó una parte de los mismos comparando los resultados entre distintos métodos en su caso. También se determinó la composición química de las diferentes ligninas estudiadas con las técnicas de caracterización comúnmente usadas para este fin. Las diferentes ligninas estudiadas en este trabajo fueron: lignina bioetanol, organosolv, sosa / antraquinona, Kraft y lignosulfonatos. Los métodos usados fueron: análisis elemental, lignina Klason, lignina soluble en ácido, lignosulfonatos, cenizas, y determinación de azúcares elementales como métodos analíticos para determinar la composición química de las ligninas. Para los grupos funcionales se ha utilizado, la aminólisis, espectroscopía ultravioleta (UV), potenciometría en medio no-acuoso, espectroscopía de RMN-1H y de 13C para los OH- fenólicos. Estas dos últimas técnicas se han utilizado para los OHalifáticos. Para la determinación de metoxilos se ha utilizado cromatografía de gases. Así mismo la espectroscopía UV y la oximación se utilizó para los carbonilos mientras que para los carboxilos y sulfonatos se usó la potenciometría en medio no-acuoso. Una combinación de los resultados de los grupos funcionales y del análisis elemental ha permitido determinar la fórmula expandida más representativa de las 5 ligninas técnicas estudiadas. PALABRAS CLAVE: ligninas, técnicas de caracterización, bioetanol, organosolv, sosa/antraquinona, Kraft, lignosulfonatos, grupos funcionales, formula expandida. INTRODUCCIÓN. Después de la celulosa, la lignina es el segundo polímero orgánico más abundante en las plantas (1530%). La lignina se define como un material polifenólico, amorfo, con estructura tridimensional derivado de la unión de varios ácidos y alcoholes fenilpropílicos (cumarílico, coniferílico y sinapílico). Estas estructuras están ligadas mediante multitudes de enlaces interunitarios que incluyen varios enlaces éter (β-0-4, α-0-4, 4-0-5) y C-C. Estas estructuras son muy complejas y dependen de la especie de la planta del que se obtiene la lignina, el proceso de pulpeo usado para fraccionarla de la celulosa, y del método utilizado para su recuperación de las lejías papeleras (Glasser, 1989). Las ligninas técnicas se distinguen en dos categorías. Ligninas comerciales, que contiene azufre en su composición, las cuales incluyen la lignina Kraft y lignosulfonatos existentes ya hace mucho tiempo y cuya producción es mayor en el mundo. Las ligninas convencionales mayoritariamente usadas en la industria se obtienen de coníferas. El segundo grupo son las ligninas sin azufre, como las ligninas organoslov, la del proceso sosa/antraquinona y las procedentes del proceso de sacarificación/fermentación de la biomasa. Estas ligninas provienen de leñosas y coníferas. El mayor aprovechamiento de las ligninas se destina en su uso energético. Solamente 1-2% se aísla del licor de pulpeo y se destina a usos industriales diversos. Algunas aplicaciones del uso de la lignina incluyen: fabricación de tableros aglomerados y contrachapados, biodispersantes, surfactantes, espuma de poliuretano, resina epoxi, resinas fenólicas (Lora, 2002). Como un primer paso al aprovechamiento, se deben caracterizar para evaluar su potencial aplicación. 1 El mismo filtrado se analizó con la técnica HPLC para determinar los azúcares elementales (William. aplicando el método de espectroscopía UV (Maekawa. Las ligninas obtenidas se secaron en un desecador hasta tener humedad uniforme y se almacenaron en botellas de plástico para los posteriores análisis que se desarrollan a continuación. La lignina bioetanol (EPL) suministrada por CIEMAT (Centro de Investigaciones Energéticas. El precipitado formado se recuperó mediante filtración y se lavó con agua caliente para solubilizar los azúcares (Lin. carbonilos. Contenido de lignina soluble en ácido (LSA). 1991). Segundo. y la lignina soluble en ácido (LSA). escoger los métodos de referencia y otros de fácil realización. está en la mira de varios especialistas que trabajan en varios ámbitos de la ciencia e industria para buscar aplicaciones prácticas novedosas. organoslov. Se precipitó con ácido sulfúrico (20% en peso) a pH = 2. 2 . en el momento actual. una de las vías prometedoras para evitar el daño ambiental es cambiar su composición funcional. y comparar entre ellos. 1992). permite la elucidación de su estructura. sosa/antraquinona. Medioambientales y Tecnológicas) de madera de chopo pretratada con explosión de vapor y sometida simultáneamente al proceso de sacarificación y fermentación. por primera vez. Primero. y bioetanol. la comprensión de los mecanismos de reacción durante la delignificación está ligado al estudio de sus propiedades funcionales. El contenido de los lignosulfonatos se determinó mediante espectroscopía UV descrita por Lin (1992). Así. aislamiento y tratamiento de las ligninas Las ligninas Kraft (LK) y lignosulfonatos (LS) fueron suministradas por Ligno-Tech derivadas de coníferas. lignosulfonatos. organoslov. La lignina sosa/antraquinona (SAL) fue suministrada por CELESA “Celulosa de levante.15g de lignina con 10ml de H2SO4 durante 10 min en modo de reflujo (Baloghl. La lignina organoslov (OSL) fue suministrada por la Universidad de Santiago de Compostela. El porcentaje de oxigeno se determinó por diferencia. el aumento del interés de los métodos analíticos de determinación de dichos grupos funcionales depende de tres razones. la aparición de nuevos tipos de ligninas técnicas derivadas del desarrollo de nuevos métodos de producción de celulosa. lignina Klason. Finalmente. Por ello. El presente trabajo tiene como objetivo el análisis de los grupos funcionales tal como los metoxilos. S. Dicho licor se calentó a 90-95ºC bajo agitación rápida. Análisis elemental El contenido de carbono. PARTE EXPERIMENTAL Origen. El porcentaje de proteínas se calculó por N (%) * 6. carboxilos.La caracterización de la lignina. la fórmula expandida más representativa y completa de las distintas ligninas técnicas bajo estudio. preparación.” de TortosaCataluña en forma de licor negro. azufre y de nitrógeno se determinó con el analizador Perkin Elmer 640-C. 1989) al filtrado producido en esta hidrólisis.3% en la lignina bioetanol) se lavaron extensivamente con ácido sulfúrico (1%) y con agua desionizada. y sulfonatos (en lignosulfonatos). hidrógeno. En este sentido el análisis de los grupos funcionales representa un indispensable método de investigación. se ha procedido a revisar las distintas técnicas existentes. Sin embargo. lignina bioetanol). mediante diferentes métodos analíticos. lo que requiere un buen conocimiento de las técnicas analíticas de caracterización de la lignina. la lignina. lignosulfonatos y azúcares elementales Para las ligninas Kraft. A.25 según Robert (1984). la lignina klason se determinó como el porcentaje del sólido insoluble obtenido después de dos etapas de hidrólisis ácida (TAPPI Standard T-13). 1992). Debido al alto contenido de cenizas (27% en la lignina Kraft) y azúcares (22. de ligninas técnicas de cinco orígenes distintos (Kraft. y más precisamente la de los grupos funcionales. Se proporciona. Grupos metoxilos Los metoxilos se determinaron en un cromatógrafo de gases analizando el metanol liberado tras tratar 0. sosa/antraquinona. hidroxilos alifáticos y fenólicos. metoxi.8ppm. fue desarrollada por Pobiner (1983) y descrita con detalle por Lin (1992). 1997). Los espectros de RMN 1H y 13C se obtuvieron en VARIAN GEMINI 300Hz . 1992). Dicha técnica. Acetilación de ligninas Las ligninas estudiadas se acetilaron según el método descrito por Chum et al (1985) y consiste en hacer reaccionar las ligninas con una mezcla de piridina-anhídrido acético (1:1. que presenta una técnica de corrección necesaria para las ligninas que contienen grupos carboxilos. La espectroscopía RMN-13C es el método más conveniente para determinar los alcoholes benzílicos en la lignina. secundarios. Los espectros obtenidos se registran para ligninas acetiladas disueltas en acetona-d6 bajo las condiciones citadas por Nimz (1981) y Robert (1984). La RMN-1H permite cuantificar el contenido de protones pertenecientes a distintos grupos funcionales y estructuras características de la lignina (aromáticos. cuando se combina con un tratamiento de cambio iónico permite la determinación de los grupos ácidos fuertes. El exceso de anhídrido acético se elimina usando metanol. Finalmente. ácidos carboxilos). La espectroscopía ultravioleta fue desarrollada por Goldsmith (1954) y documentada por Zakis (1994) y Lin (1992). potenciometría en medio no-acuoso y espectroscopía de RMN-1H y 13C aplicadas a ligninas acetiladas. respectivamente) se obtiene expandiendo diez veces el área correspondiente a cada grupo funcional antes de su integración. Estas técnicas se describen brevemente mas adelante. permitieron determinar el contenido de cada grupo funcional. La espectroscopía de RMN se emplea para el análisis cuantitativo de la lignina.Grupos hidroxilos fenólicos y alifáticos Los grupos OH-fenólicos se determinaron por aminólisis. La espectroscopia UV diferencial fue desarrollada por Alder y Marton en 1966 y consiste en medir la diferencia de absorbancia que se produce cuando los grupos carbonilos se reducen por el borohidrido sódico al correspondiente alcohol benzílico. Grupos carbonilos El contenido de carbonilos se determinó por dos métodos: método de oximación modificado y espectroscopía UV diferencial. La combinación de estos resultados con los obtenidos por el análisis elemental y los metoxilos. 1998). La descripción detallada del último método ha sido descrita por Zakis (1994). Los espectros se obtuvieron para ligninas acetiladas (10mg) en 0. Grupos carboxilos y sulfonatos La potenciometría en medio no acuoso tiene la ventaja de determinar simultáneamente los grupos carboxilos junto a los hidroxilos fenólicos. Este método está basado en la diferencia de la absorción a longitudes de onda de 300 y 360 nm entre las unidades fenólicas identificadas en solución neutra y alcalina.5ml de CDCl3 en presencia del tetrametilsilano (TMS) como patrón interno de referencia. Todas las ligninas técnicas estudiadas han sido analizadas según el método de oximación modificado descrito por (Faix. espectroscopía UV.9 para los OH-alifáticos primarios. 170ppm. y OH-fenólicos. La cantidad de los hidroxilos fenólicos ionizados se determinan comparando las ∆ε de las muestras estudiadas en ciertas longitudes de ondas con las ∆ε de sus respectivos compuestos modelos. Los señales correspondientes a cada grupo funcional han sido integrados y referidos a los del grupo metoxilo para cuantificar sus contenidos (Vázquez. se aplica un caudal suave de nitrógeno para evaporar los disolventes y se lleva a secar a vacío. 3 . La cantidad de los hidroxilos fenólicos en la lignina se calcula extrapolando la línea recta de la curva obtenida hasta tiempo cero (Lin. hidroxilos. v/v) durante 48h. La aminólisis consiste en seguir la cinética de formación de 1-acetilpirrolidina que equivale a la cantidad de hidroxilos fenólicos libres en la lignina. grupos sulfonatos. consiste en valorar potenciométricamente la lignina en medio no-acuoso con el hidróxido de tetrabutilamonio en presencia de patrón interno. La estimación cuantitativa de diferentes grupos hidroxilos (localizados a 170. en los lignosulfonatos. y 168. ácido p-hidroxibenzoico. Estas dos últimas técnicas permitieron la determinación simultánea de los OH-fenólicos y los OH-alifáticos. 84 5. Los azúcares elementales predominantes en las ligninas son la glucosa y xilosa mientras que la arabinosa es componente minoritario.02 0.20 C9H7.95O3. cenizas. respectivamente.23) -----Arabinosa 0.51) 0. NF: no encontrados. Tabla 1: Análisis de humedad.0625 SAL 65.2) 86. difícilmente separables con el método de extracción usado. y porcentaje de proteínas de las ligninas. 1992).29 0.34 NF -----Galactosa NF NF NF NF -----Manosa NF NF NF NF -----() Resultados obtenidos antes de la purificación de las ligninas.24 10.58 7. análisis elemental y fórmula C9 simple de las ligninas La tabla 1 presenta los resultados de los análisis de cenizas.104N0.55 0.80 0.15 0. Excepto la lignina bioetanol.00 6.07 0.125 LS (OCH3)0.71 0.18O4.00 28. %C %H %N %S %O %.05 1.597 186.12 0.03 1.40(2.83) 1.90 2.28) 2.9 94.21(2. Composición química.003 S0.52 Carbohidratos ( % peso) 1. La galactosa y manosa están prácticamente ausentes.16 3.30 0.51 5.166 (OCH3)0. La tabla 2 presenta los resultados de análisis elemental.30 C9H7. Las ligninas iniciales presentan bajo contenido de lignina total antes de su tratamiento con ácido sulfúrico por tener alto contenido de cenizas en el caso de lignina Kraft.34 6.84) -----Xilosa 1.89 0. Las cenizas y azúcares elementales pueden reducirse lavando la lignina con ácido sulfúrico al 1% en peso (Lin.006S0. o alto contenido de azúcares elementales en el caso de lignina bioetanol.73 184.1 97.3%). contenido de ligninas y azúcares elementales de las diferentes ligninas técnicas estudiadas.6(2.25 28.50N0.30 Lignina total (% peso) 94.14 8.51 4.9) -----Lignosulfonato (% peso) --------------------56.00 5.3(61.3 86. fórmula C9 simple.646 4 .26(3.7(19.37) -----Composición de carbohidratos ( % peso) Glucosa 0.479N0.92 15.020 (OCH3)1. En la lignina bioetanol se encuentra un contenido significativo de azúcares elementales (3.8(4.85 44. peso molecular de la unidad C9 (PM).82 Cenizas (% peso) 0.39 1.03(1.0 34. todas las ligninas presentan un bajo contenido de nitrógeno.44(27.40 220.26 00. Esto se explica por el hecho de que en la lignina bioetanol existen enlaces fuertes entre liginina y proteínas.2 88 56.86) 9.759O2.12 7.09 0.01 1.62N0.32(0. Esto se confirma claramente al comparar los resultados obtenidos con las ligninas Kraft y bioetanol antes y después del lavado.00 30.61O2. Formula C9 PM % OCH3 simple Proteínas 65.94N0.17 0. contenido de ligninas y carbohidratos de las ligninas técnicas.166 44.74 1.46 0.002 (OCH3)0. peso molecular de la unidad C9 (PM) y el contenido de proteínas de cada lignina estudiada. la formula C9 simple.64 19.94) 0. KL SAL OSL EPL LS Humedad (% peso) 3.40 10.41 0.065 176.36 2.52 Lignina Klason (% peso) 91.40 92. Tabla 2: Composición elemental.02 5.70 C9H11.9 1.23(0.942O2.10) 0.9) 11.14 5.RESULTADOS Y DISCUSIÓN.3125 KL (OCH3)0.60(68.6) -----Lignina soluble en ácido (% peso) 2. Las ligninas lavadas poseen un bajo contenido de cenizas y de azúcares elementales (cerca de 2%).917 185.3(22.50 1.87 EPL 58.125 OSL 63. excepto la lignina procedente de la producción de bioetanol y lignosulfonatos que presentan un porcentaje del 88% y del 56%. grupos metoxilos. Las ligninas analizadas presentan un alto contenido de lignina total (que excede 94%).10 C9H9.47 C9H7. Grupos funcionales La tabla 3 presenta los resultados de los grupos funcionales de cada lignina expresados en porcentaje en peso encontrados por diferentes métodos analíticos. Hidroxilos : fenólicos y alifáticos La determinación de los grupos hidroxilos proporciona informaciones decisivas ligadas a la estructura y la reactividad de la lignina.06 1. Metoxilos Los grupos metóxilos existen en las ligninas de todas las plantas.20 10. aunque se han desarrollado varias técnicas para este propósito.09 3. Un resumen de estos métodos analíticos ha sido dado por Zakis (1994) y Lin (1992).10 3. el método del periodato de sodio.47 19.80 2.30 Espectroscopia UV-diferencial 2. las conductimetría o potenciometría.50 4.90 2. 1994). Tabla 3: Resultados de los grupos funcionales expresados en porcentaje de peso. Los resultados de los metoxilos se presentan en la tabla 3. y la RMN-31P (Agryropoulos.94 5.50 Método de oximación sin corrección 3.23 2.50 3. lignosulfonato y lignina bioetanol presentan un bajo contenido de metoxilos comparando a las ligninas sosa/antraquinona y organosolv.92 2.33 2.90 5.99 5. la espectroscopía de infrarrojo por transformada de Fourier (FTIR).48 5. etc.55 NA Espectroscopía UV 4. y al mecanismo y la magnitud de su degradación.70 Metoxilos Hidroxilos fenólicos Aminólisis 4.05 6. la lignina propianato (Shiming. Dado la importancia de ese grupo en el estudio de la funcionalidad de la lignina. Además. Precisamente.02 4.30 2.73 -----RMN del 13C 9.63 Carboxilos -------------------------12. la presencia de dichos grupos aumenta la reactividad de la lignina hacia el formaldehído en la formulación de resinas fenólicas. por tanto.10 3.60 4.80 2. Entre estas técnicas se encuentran la aminólisis.40 2. Los más comúnmente usados son el método de Ziel de múltiples versiones adaptadas a cada laboratorio y el método basado en la cuantificación del metanol liberado tras una hidrólisis ácida descrito por Balogh (1992) que es de más fácil realización.10 8.61 4. la espectroscopía UV. Faix Oskar (1992) revisó algunas de estas técnicas exponiendo brevemente el principio. se han elaborado varios métodos analíticos para su análisis.23 Sulfonatos NA: No acetilada.70 7. los hidroxilos fenólicos son de gran importancia cuando se requiere la preparación de varios derivados. Por ejemplo. Su contenido no depende sólo del origen de la planta.55 Hidroxilos alifáticos RMN protónica 10. sino también del método de aislamiento. 5 .12 3. El bajo contenido de metoxilos indica que estas ligninas poseen más posiciones orto libres en sus anillos aromáticos y.70 NA Potenciometría en medio no-acuoso 4. Las coníferas y leñosas presentan unas medias de 14-16% y 17-22% respectivamente. pueden ser muy útiles en la producción de resinas tipo lignina.54 5.31 3. No obstante.10 4.20 4.30 15.15 2.35 1. 1997). Ninguna de ellas ha encontrado aceptación general hasta ahora.fenól-formaldehído. ventajas y desventajas de cada una de ellas con sus respectivas referencias.45 3. Grupos funcionales KL SAL OSL EPL LS 10.94 2. La lignina Kraft.56 2. existen otras técnicas como: RMN-1H aplicada a un nuevo derivado de lignina. Los protocolos experimentales de dichas técnicas han sido revisados y documentados por Zakis (1994) y Lin (1992). la metilación con diazometano.91 3.65 NA RMN del C trece 4.73 4.50 4.20 4.55 -----Carbonilos Método de oximación con corrección 2.13 2. la espectroscopía de RMN-1H y 13C aplicadas a lignina acetilada.66 2.91 2. la determinación fiable de hidroxilos fenólicos no es una rutina fácil.00 RMN protónica 4. Carbonilos Los carbonilos son unos de los grupos reactivos de la lignina.Los hidroxilos alifáticos se obtienen directamente por RMN-1H y 13C o indirectamente sustrayendo los OH-fenólicos de los hidroxilos totales. La potenciometría en medio no-acuoso presenta valores cercanos a los encontrados por la aminólisis. Esta similitud muestra que las dos técnicas tienen el mismo grado de precisión. Su cuantificación es de gran interés para evaluar las modificaciones que ocurren en la lignina durante el pulpeo. Esta diferencia se explica por el total de OHfenólicos que determina la aminólisis incluyendo los catecoles y que la espectroscopía UV determina solamente algunas estructuras fenólicas. Las espectroscopías RMN-1H y 13C presentan valores similares por todas las ligninas analizadas salvo la lignina Kraft. Los hidroxilos totales se determinan mediante el método de Kuhn-Roth modificado por Bethge-Lindstöm. en formas de quinona existentes en ligninas altamente oxidadas. Esto se explica por el error acumulado cuyo origen es el acoplamiento de otras técnicas con la RMN como el análisis elemental y de los metoxilos. La espectroscopía de infrarrojo por transformada de Fourier (FTIR) ha sido investigada últimamente por Faix Oskar. También se explica por la reacción completa de 6 . la espectroscopía UV (método popular por su fácil aplicación). RMN-1H y 13C (informaciones adicionales en cuanto a la estructura de lignina y hidroxilos alifáticos). Dada la existencia de varios protocolos analíticos que permiten la cuantificación de grupos carbonilos hemos usado el método de oximación modificado y la espectroscopía UV anteriormente descritos brevemente. Zakis (1994) y Lin (1992) han revisado la mayoría de los métodos destinados para la determinación de los carbonilos y han destacado el método de oximación y la reducción con el borohidrido sódico o hidrogenación catalítica cómo los más comúnmente usados para la determinación de los carbonilos totales. la espectroscopía UV y de RMN permiten obtener informaciones adicionales en cuanto a la estructura de la lignina. Los detalles de la comparación entre las dos versiones del método de oximación han sido reportados por Faix Oskar (1998). quinonas. Al contrario de la aminólisis. cetonas y quinonas. cetonas. Según la literatura el método de oximación es el preferido de los métodos húmedos y se considera como método de referencia cuando se requiere desarrollar otro método o comparar entre diferentes métodos analíticos de determinación de los grupos carbonilos. El contenido de los distintos tipos de carbonilos (totales. Asimismo. potenciometría en medio noacuoso (permite tener resultados de los COOH y HSO3 junto a los HO-fenólicos). documentado por Lin (1992). Los hidroxilos alifáticos han sido determinados por las dos últimas técnicas. La determinación de los hidroxilos fenólicos en las diferentes ligninas técnicas estudiadas se ha llevado a cabo con la aminólisis como método de referencia por no haber sido extensivamente criticado. especialmente ligninas técnicas. También presentan valores diferentes con respecto a los encontrados por la aminólisis. Refiriendo a la aminólisis como técnica de referencia podemos confirmar que la potenciometría en medio no-acuoso es una técnica fiable. Sin embargo. blanqueo. Los resultados de los OH-fenólicos de las distintas ligninas analizadas muestran que la aminólisis presenta valores mayores a la espectroscopía UV. Sevillano (2001) ha desarrollado un nuevo método con RMN-19F que permite la distinción entre diferentes grupos carbonilos tales como los aldehídos. Los resultados de diferentes ligninas técnicas se ven reflejados en la tabla 3. o el envejecimiento de la pulpa. Por ejemplo. la determinación de dichos grupos es difícil por su bajo contenido en las ligninas nativas y técnicas comparando a otros grupos funcionales que contienen oxígeno. la elección del método es de gran importancia cuando se requiere estudiar la estructura de lignina. y aldehídos) depende del método usado para sus determinaciones. la espectroscopía UV permite determinar diferenciadamente diferentes tipos de grupos carbonilos (cetonas y aldehídos) cuando se combina con la reducción con el NaBH4 . Los resultados de diferentes ligninas técnicas muestran que el método de oximación presenta valores mayores a la espectroscopía UV debido a la existencia de otras formas de grupos carbonilos subestimados por la espectroscopia UV. y por la dificultad de integrar diferenciadamente las áreas correspondientes a los OH-fenólicos. Este método ha sido modificado y comparado con el clásico y que según Faix Oskar permite tener resultados precisos y reproducibles en poco tiempo y es de más fácil realización. Así. Recientemente. 396(OHR)0.065(OCH3)1.2694N0. Además.13 C9H9. la espectroscopía UV solamente permite la determinación de las estructuras tipo aldehídos y cetonas en las ligninas. y métodos basados en la medición directa de los sufonatos con conductometría (Kaltz.205N0. Fórmula molecular expandida. CIEMAT “Centro de investigaciones energéticas. financiando el proyecto SGR00323.065(OCH3)0. a. 1992).020S0. Mg2+. 1984) o potenciometría (Pobiner. Dichas técnicas han sido documentadas por Lin (1992) y Zakis (1994). Universidad Rovira y Virgili-URV (financiación de la beca).705O1.079 SAL C9H10. Bajo condiciones óptimas.597(OHAr)0. Tabla 4: Diferentes formulas moleculares expandidas ligninas Formula molecular expandida C9 C9H6.425(OHR)1. s. 2003).26(OOHCOOH)0.289(OHR)0. Sulfonatos Los lignosulfonatos generados en el proceso al bisulfito son una mezcla de un polímero derivado soluble en agua y los carbohidratos degradados. etc).270N0. 1983).01O0. Generalitat de Catalunya. medioambientales y tecnológicas”. Los resultados de carboxilos de las distintas ligninas estudiadas.277 KL C9H7.07(OCH3)0.166(OCH3)0.002(OCH3)0.083 AGRADECIMIENTOS. y al Ministerio de Ciencia y Tecnología. Las fórmulas moleculares expandidas de cada lignina técnica se presentan en la tabla 4. Pastas Especiales de celulosa” de Tortosa-Cataluña” por habernos suministrado las distintas ligninas analizadas.166(OHAr)0. Los resultados de los sulfonatos en el lignosulfonato se reflejan en la tabla 3. y la mayoría de las aceptadas están basadas directa o indirectamente en la acidez de estos grupos. Proporciona también información adicional acerca de su solubilidad.38(OCO)0.046(OCO)0. la empresa CELESA “Celulosa de levante.378(OOHCOOH)0. α-CO en las unidades de OH-fenólicos libres). Los ácidos sulfónicos alifáticos forman parte de la lignina asegurando su solubilidad en agua en la presencia de sus iones (Na+.003S0.88N0. 1983). los métodos de valoración mencionados se usan también para determinar los grupos ácidos fuertes en los lignosulfonatos como los grupos sulfonatos. Existen distintas técnicas que permiten determinar estos grupos y se dividen en dos grupos: Métodos basados en estimar el azufre y asumir que sólo existe en los sulfonatos (Lin. Se ha demostrado que la técnica en medio no-acuosos es fiable y reproducible en cuanto a los carboxilos. Los autores agradecen a la empresa Ligno-Tech. 7 .971(OHAr)0. y en concentraciones significativas en ligninas sometidas a tratamientos biológicos o químicos por la ruptura de los anillos aromáticos de la lignina que lleva a un aumento de las entidades que poseen los carboxilos.338(OCO)0. Referente a la determinación de grupos carboxilo se ha realizado una comparación entre métodos de valoración en medio acuoso y no-acuso (Gosselink.036O2. la cuantificación de dichos grupos proporciona información acerca del grado de su degradación y modificación. dichos métodos tienen la ventaja de determinar diferenciadamente los grupos carboxilos y los hidroxilos fenólicos de carácter débil.515(OCO)0. financiando el proyecto PPQ2001-1215-C03-01. NH4+. Así. han sido determinados con valoración en medio no acuoso (Pobiner.23(HSO3)0. En la neutralización de estos grupos se usa la conductometría o potenciometria para determinar el punto de equivalencia. Carboxilos Los grupos carboxilos se presentan en concentraciones extremadamente pequeñas en las ligninas nativas. presentados en la tabla 3.974N0.36O2.26(CO)0. Estas fórmulas han sido obtenidas combinado los resultados del análisis de la composición elemental y los grupos funcionales. Ca2+.646(OHAr)0.73(OHAr)0.141(OOHCOOH)0. En esta fórmula se resume toda la información acerca de la estructura de cada lignina. Existen varias técnicas analíticas para su determinación.los grupos carbonilos menos reactivos durante la oximación (por ejemplo. cuando se combinan con un tratamiento de cambio iónico. Recientemente.032O0.493(OHR)0.33 LS OSL EPL C9H6.35(OOHCOOH)0.183(OOHCOOH)0.006S0. la Universidad de Santiago de Compostela. se han realizado estudios de diferentes técnicas de caracterización de ligninas focalizados en la composición química y los grupos funcionales de ligninas. 1. 39-48. Holzforschung. Michel. num. D. 7. J. Recent application of lignin: A Sustainable Alternative to Nonrenewable Materials. Lin. Lawrence. Antorrena.S. A. D.K. Johnson. 2003. Simo Sarkanen. Mortha.26. 425-432. Faix. Holzforschung. Barrelle. R. 1992. 20.C. Argyropoulos. In. softwoods. 1992. FTIR. 1457. Faix. C. pp. 1HNMR and UV-spectroscopy. R. In: Biochemical conversion program Semi-annual Review Meeting. 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