Name: extraction of lignin with high &#946;-o-4 content by mild ethanol extraction and its effect on the depolymerization yield
Uploaded: 2019-01-07T14:00:00
Duration: 10 min 18 s
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O trabalho foi financiado pela União Europeia (Marie Curie ITN 'SuBiCat' PITN-GA-2013-607044, PJD, KB e JGdV), além do apoio financeiro do Conselho Europeu de investigação, ERC começando Grant 2015 (CatASus) 638076 (anúncios e KB) e o programa de investigação talento Esquema (Vidi) com o número do projeto 723.015.005 (KB), que é parcialmente financiado pela organização do Países Baixos para investigação científica (NWO).

1. pré-tratamento da matéria para a noz antes de extração da lignina
<ol><li>Produção de cascas de noz de corte<ol>
<li>Alimente as cascas de noz para um cortador de martelo para fraturar as conchas. Equipe o cortador de martelo com uma peneira de 5 mm à saída. Recolha as cascas de noz fraturado em um copo de vidro de 1 L.</li>
		<li>Alimente os reservatórios fraturados para um cortador de martelo micro para obter terra conchas. Equipe o cortador micro martelo com uma peneira de 2 mm na saída. Recolha as cascas de noz de chão num copo de vidro de 1 L.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Extração de ácidos graxos de cascas de noz de chão<ol>
<li>Coloque 150 g das cascas de nozes cortadas em um balão de fundo redondo de 500 mL. Adicione 200 mL de tolueno e uma barra de agita para o balão de fundo redondo.</li>
		<li>Conecte um condensador de refluxo ao balão de fundo redondo. Calor a mistura à temperatura de refluxo (111 ˚ c) com banho de óleo para 2 h com vigorosa agitação.</li>
		<li>Parar o aquecimento após 2h e deixe a mistura esfriar até à temperatura removendo-o do banho de óleo.</li>
		<li>Remova o tolueno por filtração (185 mm de diâmetro, tamanho de poro 10 µm). Descarte o filtrado de tolueno.</li>
		<li>Remova o tolueno resíduos aquecendo as cascas de noz durante a noite em um forno de vácuo em 80 ˚ c e 50 mbar.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Trituração de conchas pre-extraída da noz<ol>
<li>Lugar 7 ZrO2 moagem de bolas com um diâmetro de 20 mm para uma 250 mL moagem tigela feita de ZrO2.</li>
		<li>Encha a tigela com 40 g de partículas de noz. Adicione 60 mL de isopropanol na tigela de moagem.</li>
		<li>Rebarbação das cascas de noz com um moinho de esfera giratória. Grind em 4 ciclos de 2 min de moagem em 27 x g, seguido de uma pausa de 4 min. Manter a temperatura do recipiente abaixo 80 ˚ c a qualquer momento. Não mais que 3 lotes de executar e deixe esfriar a tigela para baixo depois.</li>
		<li>Recolher o finamente triturada casca de noz em um balão de fundo redondo de 500 mL. Remova o isopropanol por evaporação rotativa em 40 ˚ c e 125 mbar.</li>
		<li>Seca as cascas de noz durante a noite em um forno de vácuo a 50 ˚ c e 50 mbar.</li>
		<li>Peneirar o finamente triturada casca de noz, através de uma peneira de 1 mm. As partículas que são grandes demais novamente com o moinho de esfera giratória à terra.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. preparação de matérias-primas de madeira
<ol><li>Corte das tábuas de madeira<ol>
<li>Coloque as pranchas de madeira sob uma broca, que é equipado com uma broca de madeira plana velocidade. Recolha as aparas de madeira num copo de vidro.</li>
		<li>Coloque as raspas de madeira em um moedor de café para cortá-los em pedaços menores.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Extração de ácidos graxos de madeira<ol>
<li>Realizar a extração dos ácidos gordos de madeira precisamente da mesma maneira como descrito para os reservatórios de noz no passo 1.2. Nota: Sem trituração da madeira é realizada em moinho de bola, conforme as condições descritas na etapa 1.3 não resultou em uma redução do tamanho da partícula.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. extração da lignina de Ethanosolv alta β-O-4
<ol><li>Extração de etanol suave (método)<ol>
<li>Coloque 25 g de matéria-prima em um balão de fundo redondo de 500 mL. Adicione uma mistura de etanol/água de 80: 20 (200 mL), 4 mL de solução de HCl 37% (0,24 M) e uma barra de agita magnética para o balão de fundo redondo.</li>
		<li>Conecte um condensador de refluxo ao balão de fundo redondo. Calor a temperatura da mistura de atreflux com banho de óleo para 5 h com vigorosa agitação.</li>
		<li>Deixe a mistura esfriar a temperatura ambiente, removendo-o do banho de óleo. Filtrar a mistura (185 mm de diâmetro, tamanho de poro 10 µm) e lavar o resíduo com 4 vezes 25 mL de etanol.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Check-up e isolamento da lignina<ol>
<li>Recolha o licor em um balão de fundo redondo de 500 mL. Concentre o licor por evaporação rotativa em 40 ˚ c e 150 mbar.</li>
		<li>Dissolva o sólido Obtido em 30 mL de acetona. Use um banho ultra-sônico se o sólido não se dissolve completamente.</li>
		<li>Precipitar a lignina, adicionando a mistura de 600 mL de água. Se nenhuma precipitação ocorre, adicione uma pequena quantidade de saturada aquosa Na2então4 solução para flocular a lignina.</li>
		<li>Recolha a lignina por filtração (185 mm de diâmetro, tamanho de poro 10 µm). Lave a lignina com 25 mL de água 4 vezes. Descarte o filtrado se nenhuma análise da fração hemicelulose é necessária. Se o filtrado é muito turvo, adicioná-lo para um tubo de centrifugação e coletar a fração inferior (sólido) por centrifugação.</li>
		<li>A lignina de ar deixe secar durante a noite. Seque a lignina ainda mais em um forno a vácuo (a noite no 50 ˚ c e 50 mbar).</li>
		<li>Determine o rendimento após a lignina é seca durante a noite em um forno a vácuo.</li>
		<li>Determine a eficiência de extração de lignina dividindo-o com o conteúdo de lignina total, conforme determinado pelo método Klason24.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Extração de etanol de temperatura mais elevada (método B)<ol>
<li>Colocar 15 g de matéria-prima em uma autoclave de 250 mL. Adicione uma mistura de etanol/água de 80: 20 (120 mL), 2,4 mL de HCl (0,24 M) e uma barra de agita magnética.</li>
		<li>Calor da mistura em 120 ˚ c por 5h com uma velocidade de agita de 5,2 g. x arrefecer a mistura depois de um banho de gelo.</li>
		<li>Filtrar a mistura (185 mm de diâmetro, tamanho de poro 10 µm) e lavar o resíduo 4 vezes com 15 mL de etanol.</li>
		<li>Realize mais trabalho-acima e isolamento precisamente como descrito no passo 3.2.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Maior escala maior temperatura etanol extração de casca de noz (método C *)<ol>
<li>Colocar 90 g de finamente casca de noz de solo em uma autoclave de alta pressão de 1 L. Adicionar uma mistura de etanol/água de 80: 20 (750 mL) e 6,25 mL de H2SO4 (0,12 M).</li>
		<li>Calor a mistura em 120 ˚ c por 5h com uma velocidade de agita de 35,8 g. x arrefecer a mistura volta à temperatura rodando sobre os reatores, sistema de refrigeração após o tempo de reação de 5h.</li>
		<li>Filtrar a mistura (185 mm de diâmetro, tamanho de poro 10 µm) e lavar o resíduo 4 vezes com 75 mL de etanol. Nota: Usando vários filtros economiza muito tempo.</li>
		<li>Recolha os licores em 2 lotes iguais. Execute a obra e o isolamento, conforme descrito em passo 3.2 com dupla quantidade de solventes para ambos os lotes.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Experimentos de controle de passo 3.1. (Método A *) e passo 3.3. (Método B *) (opcional)<ol>
<li>Coloca o exato alguns materiais conforme descrito na etapa 3.1.1 mas substitua a solução de HCl com 1,67 mL de H2SO4 (0.12M). O resto do passo 3.1-3.2 é idêntico a um método.</li>
		<li>Coloca o exato alguns materiais conforme descrito na etapa 3.3.1 mas substituir a solução de HCl com 1,0 mL de H2SO4 (0.12M). O resto do passo 3.3 é idêntico ao Método B.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. a eterificação da lignina (opcional)
<ol><li>1000 mg de lignina em um 24 mL de mistura de 1,4-dioxano/água 1:1 em um balão de fundo redondo de 100 mL, dissolva. Adicione 1 mL de uma solução de HCl 37% à mistura.</li>
	<li>Adicionar uma barra de agita e anexar um condensador de refluxo ao balão de fundo redondo. Calor a mistura a 100 ˚ c com banho de óleo para 5 h com vigorosa agitação.</li>
	<li>Deixe a mistura esfriar a temperatura ambiente, removendo-o do banho de óleo. Adicione a mistura de 160 mL de água, para precipitar a lignina.</li>
	<li>Recolher a lignina por filtração (185 mm de diâmetro, tamanho de poro 10 µm) e lave a lignina com 25 mL de água 2 vezes. A lignina de ar deixe secar durante a noite. Seque a lignina ainda mais em um forno a vácuo (a noite no 50 ˚ c e 50 mbar).</li>
</ol>5. análise da lignina
<ol><li>Análise bidimensional da ressonância magnética nuclear (2D-NMR)<ol>
<li>Dissolver 60 mg de lignina seca em 0,7 mL de d6-acetona. Adicione algumas gotas de D2O se a lignina não se dissolve totalmente. Coloque a mistura em um tubo de NMR e leve um próton 2D espectros de coerência quântica único heteronuclear (HSQC) com um espectrômetro de NMR com os seguintes parâmetros: (11, -1), (160, -10), nt = 4, ni = 51220.</li>
		<li>Analise os espectros obtidos de HSQC. Ajuste os espectros por correções de fase manual em ambos os eixos, até que todos os sinais são positivos, como isto é especialmente importante ao longo do eixo horizontal (f2). Execute sem correções de linha de base. As posições de todos os vínculos são dadas na etapa 5.1.3 e 5.1.6.</li>
		<li>Integre os sinais na região aromática que correspondem as três diferentes unidades aromáticas (próton numeração conforme Figura 4). Estes sinais são na região [(Proton range) (intervalo de carbono)]: S2/6: [(6.48-6.90)(104-109)] S'2/6: [(7.17-7.50)(105-109)] CondensadaS: [(6.35-6.65)(106-109)] G2: [(6.78-7.14)(111.5-116)] G5: [(6.48-7.06)(115-120.5)] G6: [(6.65-6.96)(120.5-124.5)] H2/6: [(7.05-7.29)(128.5-133)] Nota: H3/5 se sobrepõe com o sinal de5 G, e presume-se que H2/6 tem a mesma intensidade como H3/5. O sinal para condensado G sobrepõe-se com G5. Se nenhum (ou quase nenhum) G2 e G6 sinais estão presentes, isto indica que ocorreu a condensação completa de G.</li>
		<li>Calcule a quantidade de unidades aromáticas com a fórmula: Aromáticos totais = (((S + S2/6 '2/6) / 2) + Scondensada) + ((G2 + G5 + G6- H2/6) / 3) + (H2/6 / 2)</li>
		<li>Calcule a porcentagem de unidades G, H e S, com as seguintes fórmulas: Relação S = (((S + S2/6 '2/6) / 2) + Scondensed): total aromático x 100% Relação G = ((G2+ G5+ G6- H2/6) / 3): total aromático x 100% Relação H = (H2/6 / 2): total aromático x 100%</li>
		<li>Integre os sinais em sinais região alifáticos que correspondem ao β-O-4, β-β e β-5 ligações e cetonas Hibbert. Estas são na região [(proton range) (intervalo de carbono)]: Β-O-4α [(4.76-5.10)(73-77.5)] Β ' - O - 4α [(4.44-4.84)(81.5-86)] 4-O-ββ e β' - O - 4β [(4.03-4.48)(85-90.5)] 4-O-βγ e β' - O - 4γ [(3.10-4.00)(58.5-62)] Β-5α [(5.42-5.63)(88-92)] Β-5β [(3.36-3.56)(53-54.5)] 5-βγ [(3.50-4.00)(62-64.5)] Β-βα [(4.59-4.77)(86.5-89.5)] Β-ββ [(2.98-3.20)(55.5-59)] Β-βγ [(3.75-3.96)(72.5-76)] e [(4.10-4.31)(72.5-76)] HKγ [(4.20-4.30)(66-68)] Nota: Os β-prótons do β-O-4 e β' sobreposição de 4 ligações - O-. Os motivos estruturais destes vínculos são descritos na Figura 1.</li>
		<li>O número total de ligações por 100 unidades de C9 é todas baseado no sinal do próton α das ligações. Calcule o número total de ligações com as seguintes fórmulas: Ligações β-O-4 = (β-O-4α + β' - O - 4α) / total x 100 aromáticos Ligações de β-5 # = β-5α / total x 100 aromáticos Β-βligações = β-βα / total x 100 aromáticos</li>
	</ol>
</li>
	<li>Análise de cromatografia (GPC) de permeação de gel<ol>
<li>Dissolva 10 mg de lignina seca em 1 mL de tetrahidrofurano (THF) (com uma gota de tolueno como padrão interno). Filtre esta mistura num filtro de seringa de 0,45 µm para um frasco de mostruário com uma entrada de volume reduzido de 0,3 mL. Feche o frasco de mostruário com uma tampa.</li>
		<li>Injete um THF GPC 20 µ l da amostra. Processe os dados obtidos.</li>
		<li>Corrigi o sinal obtido para o sinal de referência (tolueno). Selecione o volume de eluição para o intervalo correto (~ 200-10000 Da). Calcule a distribuição em massa pelo software.</li>
	</ol>
</li>
</ol>6. despolimerização de Ligninas de fenólicos 2-Arylmethyl-1,3-Dioxolanes (acetais)
<ol><li>Colocar 50 mg de lignina seca num frasco 20ml de microondas como o recipiente de reação, equipado com um agitador magnético. Adicione 0,85 mL de 1,4-dioxano, 50 µ l de etileno glicol em 1,4-dioxano (0,54 mL/mL) e 50 µ l de octadecane (padrão interno) em 1,4-dioxano (26 mg/mL).</li>
	<li>Feche o recipiente de reação e aquecer a solução a 140 ° C, agitando a 3,8 x g.</li>
	<li>Quando a embarcação da reação atinge 140 ° C, adicione 50 µ l de OTf Fe (III)3 em 1,4-dioxano (0,1 g/mL).</li>
	<li>Misture o reator por 15 min.</li>
	<li>Esfriar o reator a temperatura ambiente e remover o líquido de despolimerização, conforme descrito no passo 7.1.</li>
</ol>7. trabalho up e análise de misturas de despolimerização
<ol><li>Filtrar o líquido sobre Celite (permeabilidade: 2,60-6-50 darcy; tamanho de partícula: 150 mesh Tyler; peneira reter (140 M U.S.): 2.0-25,0%) e recolher em um tubo de centrífuga de 2 mL.</li>
	<li>Concentre a líquido durante a noite a 35 ° C em um concentrador de vácuo rotacional.</li>
	<li>Extraia o óleo/sólido final com o seguinte procedimento:<ol>
<li>Suspenso e inchar o resíduo em 0,15 mL de diclorometano (DCM) misturando extensa (pelo vórtice), 15 min de sonication e 30 min na roda automática.</li>
		<li>Centrifugar as amostras para até 10 s usando uma centrífuga de mesa minispin para garantir que o líquido está na parte inferior do tubo (velocidade de centrifugação: 671 x g).</li>
		<li>Adicione 0,75 mL de tolueno e misturar extensivamente (sonication vórtice e 10 min).</li>
		<li>Centrifugar as amostras para até 10 s utilizando uma centrífuga de mesa minispin (velocidade de centrifugação: 671 x g) para garantir que o líquido está na parte inferior do tubo.</li>
		<li>Separar o líquido orgânico claro o resíduo oleoso sólido ou espesso e filtrar este líquido sobre um plug de Celite e recolher em um frasco de vidro. Nota: Este procedimento para suspensão/lavagem é repetido três vezes, e na última extração, 0,5 mL de tolueno é usado.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Concentre-se nas fases orgânicas combinadas por evaporação rotativa (40 ˚ c, 20 mbar).</li>
	<li>Dissolva o resíduo oleoso em 1 mL de DCM para análise de detector (GC-FID) de ionização de chama cromatografia gasosa.</li>
	<li>Execute usando um GC equipado com hélio de detector e uso um FID como o gás portador GC-FID. Configurações padrão: 1 injeção µ l, uma ração de divisão de 50: 1, um fluxo de hélio de 0,95 mL/min. Equip o GC aparelhos com uma coluna HP5 (30 m x 0,25 mm x 0,25 µm) e executar com um perfil de temperatura que se inicia com uma isoterma de 60 ° C de 5 min. Acompanhamento por uma rampa de 10 ° C/min por 20 min a 260 ° C. Mantenha esta temperatura por 20 min.</li>
	<li>Integre os picos no espectro manualmente. Os tempos de retenção dos picos são como seguinte: octadecane (21,4 min), H-acetal (19,5 min), G-acetal (20,8 min), S-acetal (min 23,4). Use os valores obtidos no passo 7,8 para realizar a quantificação.</li>
	<li>Realize a quantificação de acetal G, que é baseado em uma curva de calibração com um padrão composto isolado usando um padrão interno (octadecane). Nota: Curva de calibração: <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/58575/58575eq1.jpg"> (R2= 0,9991) G-acetal de rendimento:<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/58575/58575eq2.jpg"> Com base no anterior resultados9,21,23 que um fator de resposta foi estimado para H e S acetal 2.19 e 1,82, respectivamente.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Tuck, C. O., P&#233;rez, E., Horv&#225;th, I. T., Sheldon, R. A., Poliakoff, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Valorization+of+Biomass:+Deriving+More+Value+from+Waste.">Valorization of Biomass: Deriving More Value from Waste.</a> Science. 337, 695-699 (2012).</li><li>Ragauskas, A. 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A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tandem+Catalytic+Depolymerization+of+Lignin+by+Water-Tolerant+Lewis+Acids+and+Rhodium+Complexes.">Tandem Catalytic Depolymerization of Lignin by Water-Tolerant Lewis Acids and Rhodium Complexes.</a> ChemSusChem. 9 (16), 2074-2079 (2016).</li><li>Kaiho, A., Kogo, M., Sakai, R., Saito, K., Watanabe, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+trapping+of+enol+intermediates+with+alcohol+during+acid-catalysed+de-polymerization+of+lignin+in+a+nonpolar+solvent.">In situ trapping of enol intermediates with alcohol during acid-catalysed de-polymerization of lignin in a nonpolar solvent.</a> Green Chemistry. 17 (5), 2780-2783 (2015).</li><li>Huang, X., Zhu, J., Kor&#225;nyi, T. I., Boot, D. B., Hensen, E. J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effective+Release+of+Lignin+Fragments+from+Lignocellulose+by+Lewis+Acid+Metal+Triflates+in+the+Lignin-First+Approach.">Effective Release of Lignin Fragments from Lignocellulose by Lewis Acid Metal Triflates in the Lignin-First Approach.</a> ChemSusChem. 9 (23), 3262-3267 (2016).</li><li>Kaiho, A., Mazzarella, D., Satake, M., Kogo, M., Sakai, R., Watanabe, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Construction+of+di(trimethylolpropane)+cross+linkage+and+phenylnaphthalene+structure+coupled+with+selective+&#946;-O-4+bond+cleavage+for+synthesizing+lignin-based+epoxy+resins+with+controlled+glass+transition+temperature.">Construction of di(trimethylolpropane) cross linkage and phenylnaphthalene structure coupled with selective &#946;-O-4 bond cleavage for synthesizing lignin-based epoxy resins with controlled glass transition temperature.</a> Green Chemistry. 18 (24), 6526-6535 (2016).</li><li>Lahive, C. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advanced+model+compounds+for+understanding+acid-catalyzed+lignin+depolymerization:+Identification+of+renewable+aromatics+and+a+lignin-derived+solvent.">Advanced model compounds for understanding acid-catalyzed lignin depolymerization: Identification of renewable aromatics and a lignin-derived solvent.</a> Journal of the American Chemical Society. 138 (28), 8900-8911 (2016).</li><li>Shuai, L., Saha, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Towards+high-yield+lignin+monomer+production.">Towards high-yield lignin monomer production.</a> Green Chemistry. 19 (16), 3752-3758 (2017).</li><li>Rinaldi, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Paving+the+Way+for+Lignin+Valorisation:+Recent+Advances+in+Bioengineering,+Biorefining+and+Catalysis.">Paving the Way for Lignin Valorisation: Recent Advances in Bioengineering, Biorefining and Catalysis.</a> Angewandte Chemie International Edition. 55 (29), 8167-8215 (2016).</li><li>Schutyser, W., Renders, T., van den Bosch, S., Koelewijn, S. F., Beckham, G. T., Sels, B. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemicals+from+lignin:+an+interplay+of+lignocellulose+fractionation,+depolymerization,+and+upgrading.">Chemicals from lignin: an interplay of lignocellulose fractionation, depolymerization, and upgrading.</a> Chemical Society Reviews. 47 (3), 852-908 (2018).</li><li>Constant, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+insights+into+the+structure+and+composition+of+technical+lignins:+a+comparative+characterization+study.">New insights into the structure and composition of technical lignins: a comparative characterization study.</a> Green Chemistry. 18 (9), 2651-2665 (2016).</li><li>Smit, A., Huijgen, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effective+fractionation+of+lignocellulose+in+herbaceous+biomass+and+hardwood+using+a+mild+acetone+organosolv+process.">Effective fractionation of lignocellulose in herbaceous biomass and hardwood using a mild acetone organosolv process.</a> Green Chemistry. 19 (22), 5505-5514 (2017).</li><li>Lancefield, C. S., Panovic, I., Deuss, P. J., Barta, K., Westwood, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pre-treatment+of+lignocellulosic+feedstocks+using+biorenewable+alcohols:+towards+complete+biomass+valorization.">Pre-treatment of lignocellulosic feedstocks using biorenewable alcohols: towards complete biomass valorization.</a> Green Chemistry. 19 (1), 202-214 (2017).</li><li>Deuss, P. J., Lancefield, C. S., Narani, A., de Vries, J. G., Westwood, N. J., Barta, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phenolic+acetals+from+lignins+of+varying+compositions+via+iron+(III)+triflate+catalysed+depolymerization.">Phenolic acetals from lignins of varying compositions via iron (III) triflate catalysed depolymerization.</a> Green Chemistry. 19 (12), 2774-2782 (2017).</li><li>Bauer, S., Sorek, H., Mitchell, V. D., Ib&#225;&#241;ez, A. B., Wemmber, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+Miscanthus+giganteus+Lignin+Isolated+by+Ethanol+Organosolv+Process+under+Reflux+Condition.">Characterization of Miscanthus giganteus Lignin Isolated by Ethanol Organosolv Process under Reflux Condition.</a> Journal of Agricultural and Food Chemistry. 60 (33), 8203-8212 (2012).</li><li>Deuss, P. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metal+triflates+for+the+production+of+aromatics+from+lignin.">Metal triflates for the production of aromatics from lignin.</a> ChemSusChem. 9 (2), 2974-2981 (2016).</li><li>Nicholson, D. J., Leavit, A. T., Francis, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+three-stage+Klason+method+for+more+accurate+determinations+of+hardwood+lignin+content.">A three-stage Klason method for more accurate determinations of hardwood lignin content.</a> Cellulose Chemistry and Technology. 48 (1-2), 53-59 (2014).</li><li>Sun, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complete+lignocellulose+conversion+with+integrated+catalyst+recycling+yielding+valuable+aromatics+and+fuels.">Complete lignocellulose conversion with integrated catalyst recycling yielding valuable aromatics and fuels.</a> Nature catalysis. 1, 82-92 (2018).</li><li>Lancefield, C. S., Ojo, O. S., Tran, F., Westwood, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+of+Functionalized+Phenolic+Monomers+through+Selective+Oxidation+and+C-O+Bond+Cleavage+of+the+&#946;-O-4+Linkages+in+Lignin.">Isolation of Functionalized Phenolic Monomers through Selective Oxidation and C-O Bond Cleavage of the &#946;-O-4 Linkages in Lignin.</a> Angewandte Chemie International Edition. 54 (1), 258-262 (2015).</li><li>Rahimi, A., Ulbrich, A., Coon, J. J., Stahl, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formic-acid-induced+depolymerization+of+oxidized+lignin+to+aromatics.">Formic-acid-induced depolymerization of oxidized lignin to aromatics.</a> Nature. 515, 249-252 (2014).</li><li>Bosque, I., Magallanes, G., Rigoulet, M., K&#228;rk&#228;s, M. D., Stephenson, C. R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Redox+Catalysis+Facilitates+Lignin+Depolymerization.">Redox Catalysis Facilitates Lignin Depolymerization.</a> ACS Central Science. 3 (6), 621-628 (2017).</li><li>Sette, M., Wechselberger, R., Crestini, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Elucidation+of+Lignin+Structure+by+Quantitative+2D+NMR.">Elucidation of Lignin Structure by Quantitative 2D NMR.</a> Chemistry - A European Journal. 17 (34), 9529-9535 (2011).</li></ol>

Os autores não relatam nenhum conflito de interesses

Os resultados das extrações em diferentes condições e de biomassa diferentes fontes revelam como as condições ideais para a extração da lignina com um teor relativamente alto de ligações β-O-4 podem variar dependendo da fonte. Por exemplo, extração de noz em condições mais duras (método B) proporciona um aumento triplo do rendimento com uma retenção perto da quantidade de unidades de β-O-4, enquanto para faia e cedro o rendimento aumenta, mas é acompanhado por uma queda significativa na quantidade de β-O-4 unidades. Por outro lado, Pinheiro, as mais duras condições de extração fornecem pouco benefício em rendimento e também levam a uma lignina com uma quantidade muito baixa de β-O-4 unidades. Isto significa que, normalmente, alguma forma de otimização tem de envolver-se obter o equilíbrio correto entre o rendimento de lignina e qualidade na forma de retenção da quantidade de unidades de β-O-4 no material lignina obtidos.
O grande aumento na Mw do material lignina Obtido em condições mais duras de extração demonstra que sob estas condições fragmentos maiores podem ser extraídos fornecendo rendimentos mais elevados. No entanto, a essas condições, adicional ocorre a fragmentação, fornecendo material adicional de peso molecular inferior e aumentando assim a polidispersividade, como pode ser claramente observada nos gráficos a GPC de Nogueira (Figura 5a) e cedro (Figura 5D) em a forma do sinal da ~ 500.
HSQC NMR é uma importante ferramenta informativa para fornecer dados comparativos sobre a qualidade das Ligninas diferentes. Note que esse procedimento que é realizado um experimento HSQC padrão, isso é ótimo para a obtenção de dados comparativos, mas não é necessariamente quantitativo devido a diferenças nos tempos de relaxamento. A quantidade elevada de ligações exibido para alguns Ligninas na tabela 1 são superestimados. Experimentos quantitativos de HSQC fornecem melhores resultados mas custam significativamente mais tempo NMR, embora existam alternativas29. Em nossa experiência, os números na tabela 1 devem ser divididos por um fator de 1.3 para refletir melhor a quantidade real de β-O-4 unidades por 100 unidades de aromáticas.
Como mencionado anteriormente, os resultados relatados apontam como encontrar as melhores condições pode variar dependendo da fonte a fim de obter o rendimento máximo do monômero. Por exemplo, quando noz é usado como matéria-prima, os acetais totais rendem aumenta cerca de duas vezes se condições mais duras (método B) são empregadas para extração de lignina. No entanto, isto é principalmente devido à grande diferença de rendimento de extração de lignina, sem afetar o conteúdo de β-O-4. Diferentemente, quando pinho é usado mais suaves condições de extração (um método) são preferíveis. Na verdade, os resultados de extração de lignina em rendimentos muito semelhantes nos dois casos mas condições mais duras causam uma queda na β-O-4 unidades (especialmente o não-eterificados β-O-4 ligações), que podem ser a razão para tal um rendimento baixo monômero, conforme indicado no parágrafo anterior. Uma perda significativa de não-eterificados β-O-4 vínculos pode ser observada também nos casos de faia e cedro se condições (método B) são aplicadas para a extração, o que possivelmente leva a um menor rendimento de monômeros. No entanto, o rendimento global de acetal não difere tanto dependendo das condições de extração. Na verdade, um aumento aproximado de duas vezes no rendimento de extração de lignina é observado por ambas as fontes de biomassa, mudança de métodos para B que compensa a diminuição de aproximadamente duas vezes em rendimento de monômero.

Para a indústria química para se tornar sustentável, matérias-primas renováveis como a biomassa lignocelulósica devem ser usados como alternativa à corrente dominante fósseis que1. No entanto, para fazer o uso de tais matérias-primas economicamente viável, aplicações de alto valor devem ser procuradas por todo o seu conteúdo. Biomassa lignocelulósica pode conter cerca de 30% em peso da lignina que é um biopolímero aromático, para o qual atualmente apenas alguns aplicativos foram desenvolvidos para além do seu uso como combustível de baixo valor2. Portanto, a metodologia para componentes aromáticos potencialmente aumentada-valor é de grande interesse para garantir o sucesso de futuras biorrefinarias.
Recentes pesquisas têm se concentrado fortemente no desenvolvimento de novas metodologias para a clivagem seletiva da ligação β-O-4 mais abundante (Figura 1a) em lignina para obter específico monômeros aromáticos, tipicamente fenólicos,3,4 ,5,6. Por exemplo, a aplicação de ácidos entre 80 ° C a 180 ° C é muito eficaz em fendendo a ligação β-O-4 formando aldeído e cetona fragmentos7,8. Nossos grupos e outros demonstraram recentemente que acidolysis combinado com as metodologias para estabilizar e armadilha reativa fragmentos é extremamente potente para obter monômeros fenólicos com motivos específicos de química9,10 , 11 , 12. destes, em particular interceptação de acetal de aldeídos reativos com álcoois para obter fenólicos 2-arylmethyl-1,3-dioxolanes (acetais) provou ser poderosa devido à sua relativa aplicação simples e a retenção da natureza altamente funcionalizada a lignina monômeros (Figura 1b)13,14. Estes acetais são obtidos a partir da despolimerização na proporção que se relaciona com a distribuição do H, monômeros de G e S presentes na matéria-prima de lignina pai.
Ácido catalisado despolimerização, como muitas das metodologias mais elegantes desenvolveram, são relativamente leves e não cleave mais fortes ligações C-C que ocorrem na lignina15. No entanto, ligações C-C tornam-se especialmente abundantes quando as condições de fracionamento de lignocelulose duras são aplicadas devido a condensação de fragmentos reativos libertado a clivagem de ligações C-O mais fracos laços16,17. A perda de conteúdo de β-O-4 do método de processamento da biomassa é claramente demonstrada pela análise de uma gama de técnicas Ligninas, foram mostrados para reter somente até 6 ligações β-O-4 por 100 unidades aromáticas18, enquanto que estes números variam na lignocelulose de 45 a 90 ligações por 100 unidades aromáticas dependendo a fonte16. Voltando-se para condições de extração mais suaves, Ligninas podem ser obtidas com as distribuições de enlace que melhor reflectem a lignina natural. No entanto, isto exige um trade-off entre a eficiência de extração e a qualidade do material lignina obtidos17. Isto também tem precedência em organosolv extração da lignina, que é um método popular para fracionar a lignina. Muitas variações de existir neste processo, com os métodos que empregam diferentes temperaturas, teor de acidez, tempos de extração e solventes. Aqui, a gravidade de extração tem um impacto direto sobre a estrutura de lignina obtidos e, assim, sua adequação para mais valorização19,20,21. Por exemplo, a lignina organosolv produzida pelo processo de etanol à base de Alcell, operado por 5 anos em escala de demonstração, tinha relativamente baixa quantidade de ligações β-O-4 deixado como era operado em temperatura relativamente alta para garantir deslignificação eficiente em fim de obter os hidratos de carbono de alta qualidade para produção de bioetanol. Não obstante, biobased solventes com pouco impacto ambiental, como o etanol são preferidos e, portanto, os métodos de extração que resultam em Ligninas de maior valor são de interesse. Alcoólicas solventes são de particular interesse como além de ser o meio de extração também incorporam na estrutura da lignina, por exemplo, β' - O - 4 (Figura 1a),22, que em parte "protege" a estrutura de indesejáveis clivagem. Um método adequado seria potencialmente primeiro obter lignina com um elevado teor de β-O-4 e em uma etapa sequencial para remover o restante da lignina celulose de alto valor de acesso.
Este manuscrito, descrevemos um procedimento altamente reprodutível e para a frente, para a extração da lignina de β-O-4 alta por extração de etanol suave. Dependendo da fonte de biomassa, isto pode levar a eficiência relativamente alta extração e rendimento. Procedimentos para a caracterização da lignina obtida são fornecidos e também como "deprotect" o eterificados β' - O - 420. Além disso, um procedimento de avaliação é apresentado para o potencial destes Ligninas em procedimentos de despolimerização seletiva que dependem de clivagem seletiva das ligações β-O-4. Esta avaliação é realizada usando a despolimerização catalisada trifluormetanosulfonato de ferro (III) na presença de etileno glicol para obter 2-arylmethyl-1,3-dioxolanes fenólicos23 que demonstra a ligação entre o conteúdo de β-O-4 do material de lignina e o monômero rende21. Os resultados mostram o equilíbrio entre a eficiência de extração de alta lignina e o potencial da lignina obtido para ser pescavore para monômeros aromáticos específicos.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:952px;" width="953">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Materials</td>
			<td style="width:164px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:423px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Iron (III) triflate</td>
			<td style="width:164px;">Sigma Aldrich</td>
			<td>708801-1G</td>
			<td>purity: 90%</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Octadecane</td>
			<td style="width:164px;">Sigma Aldrich</td>
			<td>0652-100G</td>
			<td>purity: 99%</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Celite</td>
			<td style="width:164px;">Alfa Aesar</td>
			<td>H33152.0B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Silica Gel</td>
			<td style="width:164px;">SiliCycle</td>
			<td>R12030B-1KG</td>
			<td>P60 40-63 &#956;m</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Dichloromethane</td>
			<td style="width:164px;">Macron Fine Chemicals</td>
			<td>6779-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Walnut shells</td>
			<td style="width:164px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Pine wood</td>
			<td style="width:164px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Cedar wood</td>
			<td style="width:164px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Beech wood</td>
			<td style="width:164px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Ethanol</td>
			<td style="width:164px;">JT Baker Chemicals</td>
			<td style="width:119px;">00832000001</td>
			<td>Ethanol absolute</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Isopropanol</td>
			<td style="width:164px;">Acros Organics</td>
			<td>149320025</td>
			<td>99.5+% extra pure</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Acetone</td>
			<td style="width:164px;">Macron Fine Chemicals</td>
			<td>2440-06</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Tetrahydrofuran</td>
			<td style="width:164px;">Boom B.V.</td>
			<td>164240025</td>
			<td>stabilized with BHT</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Toluene</td>
			<td style="width:164px;">Macron Fine Chemicals</td>
			<td>8608-02</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Water</td>
			<td style="width:164px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Demi water from the internal supply</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">1,4-Dioxane</td>
			<td style="width:164px;">Acros Organics</td>
			<td>408820010</td>
			<td>99+% extra pure</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Hydrochloric acid</td>
			<td style="width:164px;">Acros Organics</td>
			<td>124620026</td>
			<td>37% solution in water</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Sulfuric acid</td>
			<td style="width:164px;">Boom B.V.</td>
			<td>760519081000</td>
			<td>95-97%</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Acetone-d6</td>
			<td style="width:164px;">Acros Organics</td>
			<td>325320500</td>
			<td>99.8 atom% D</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Deuterium oxide</td>
			<td style="width:164px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">151882-100G</td>
			<td>99.9 atom% D</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Filters</td>
			<td style="width:164px;">Munktell</td>
			<td style="width:119px;">400303185</td>
			<td>185 mm diameter, 10 &#956;m pore size</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Magnetic stirring bars</td>
			<td style="width:164px;">VWR</td>
			<td style="width:119px;">442-4525</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Syringe filter</td>
			<td style="width:164px;">Sartorius</td>
			<td style="width:119px;">17559-Q</td>
			<td>0.45 &#956;m filter</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Autosampler vial (2 mL)</td>
			<td style="width:164px;">Brown</td>
			<td style="width:119px;">151123</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Reduced volume inlet (0.3 mL)</td>
			<td style="width:164px;">Brown</td>
			<td style="width:119px;">150820</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Autosampler caps (11 mm)</td>
			<td style="width:164px;">Brown</td>
			<td style="width:119px;">151216</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Autosampler vial crimper</td>
			<td style="width:164px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Oil bath</td>
			<td style="width:164px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Syringes (1 mL)</td>
			<td style="width:164px;">Henke Sass Wolf</td>
			<td style="width:119px;">4010-200V0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Heating block-4 positions</td>
			<td style="width:164px;">IKA</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Micro tubes 2 ml</td>
			<td style="width:164px;">Sarstedt</td>
			<td style="width:119px;">72691</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:247px;">Crimp seals-20 mm</td>
			<td style="width:164px;">Brown Chromatography Supplies</td>
			<td style="width:119px;">151287</td>
			<td>with Silicone/PTFE septa</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Equipment</td>
			<td style="width:164px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Rotary Ball Mill</td>
			<td style="width:164px;">Fritsch</td>
			<td style="width:119px;">06.2000.00</td>
			<td>Laboratory Planetary Mono Mill PULVERISETTE 6</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Hammer mill</td>
			<td style="width:164px;">Brabender</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Micro Hammer mill</td>
			<td style="width:164px;">Brabender</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Vacuum oven</td>
			<td style="width:164px;">Heraeus</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Heraeus Vacutherm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Reflux setup and other glassware</td>
			<td style="width:164px;">CBN Suppliers B.V.</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Reflux condensor, Roundbottom flask, Beaker glass and funnels</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Rotary evaporator</td>
			<td style="width:164px;">IKA</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">250 mL high pressure autoclave</td>
			<td style="width:164px;">Berghof</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">1 L high pressure autoclave</td>
			<td style="width:164px;">Medimex</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Ultrasonic bath</td>
			<td style="width:164px;">Emerson</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>type Branson 3210</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">NMR instrument</td>
			<td style="width:164px;">Bruker</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Ascend 600</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">THF-GPC</td>
			<td style="width:164px;">Hewlett Packard</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>1100 series</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Magnetic stirring plate</td>
			<td style="width:164px;">SalmenKipp</td>
			<td>SK861492220263</td>
			<td>type x-1250</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Coffee grinder</td>
			<td style="width:164px;">Profi Cook</td>
			<td style="width:119px;">PC-KSW1021</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Drilling machine</td>
			<td style="width:164px;">Solid</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>type TB 13 S</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">GC-FID</td>
			<td style="width:164px;">Shimadzu</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">BUCHI Reveleris PREP purification system&#160;</td>
			<td style="width:164px;">Buchi</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">BUCHI C18 column&#160;</td>
			<td style="width:164px;">Buchi</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>150 mm &#215; 21.2 mm &#215; 10 &#956;m</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">20 ml microwave vials</td>
			<td style="width:164px;">???</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Univapo 150 ECH rotational vacuum concentrator</td>
			<td style="width:164px;">UniEquip</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Eppendorf minispin tabletop centrifuge&#160;</td>
			<td style="width:164px;">Eppendorf</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">SB2 rotator</td>
			<td style="width:164px;">Stuart</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Vortex</td>
			<td style="width:164px;">Wilten</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Processing Software</td>
			<td style="width:164px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">WinGPC Unichrom</td>
			<td style="width:164px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">MestReNova</td>
			<td style="width:164px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

extraction of lignin with high &#946;-o-4 content by mild ethanol extraction and its effect on the depolymerization yield

Estratégias de valorização de lignina são um factor-chave para atingir o mais economicamente competitivas biorefinarias com base na biomassa lignocelulósica. A maioria dos procedimentos elegantes emergentes para obter produtos aromáticos específicos depende do substrato de lignina com um teor elevado da ligação β-O-4 prontamente cleavable como presente na estrutura de lignina nativo. Isso fornece uma menina-correspondência com Ligninas técnicas típicas que são altamente degradadas e, portanto, são baixos em ligações β-O-4. Portanto, o rendimento de extração e a qualidade da lignina obtida são de extrema importância para acessar novos caminhos de valorização de lignina. Neste manuscrito, um protocolo simples é apresentado para obter Ligninas com alto teor de β-O-4 pela extração de etanol relativamente suave que pode ser aplicada a fontes diferentes de lignocelulose. Além disso, os procedimentos de análise para determinar a qualidade das Ligninas são apresentados juntamente com um protocolo de despolimerização que produz específico fenólicos 2-arylmethyl-1,3-dioxolanes, que pode ser usado para avaliar as Ligninas obtidas. Os resultados apresentados demonstram a ligação entre qualidade de lignina e potencial para as Ligninas ser pescavore em produtos químicos aromáticos monoméricos específicos. Em geral, a extração e despolimerização demonstra um trade-off entre o rendimento de extração de lignina e a retenção da estrutura nativa aril-éter e, portanto, o potencial da lignina para ser usado como substrato para a produção de produtos químicos para aplicações de maior valor.

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Extraction of Lignin with High ÃƒÆ’Ã…Â½Ãƒâ€šÃ‚Â²-O-4 Content by Mild Ethanol Extraction and Its Effect on the Depolymerization Yield

Aqui, apresentamos um protocolo para realizar a extração de etanol de lignina de diversas fontes de biomassa. O efeito das condições de extração sobre o rendimento de lignina e o conteúdo de β-O-4 são apresentados. Despolimerização seletiva é realizada nas Ligninas obtidas para obter produtos de alta monômero aromático.

Extração da lignina com alto teor de β-O-4 por extração de etanol suave e seu efeito sobre o rendimento de despolimerização

Lignin valorization strategies are a key factor for achieving more economically competitive biorefineries based on lignocellulosic biomass. Most of the ...

Este método responde a algumas perguntas-chave no campo de utilização de recursos de renovação sobre a lignina, um componente-chave da biomassa lignocelulósica. A principal vantagem dessa técnica é que ela permite obter lignina de boa qualidade estrutural de diferentes fontes de biomassa. Esta metodologia notável visa especificamente a ligação beta 04.Ao mesmo tempo, impede que os processos de recondensação aconteçam. Isso é muito importante, pois evita a formação de char. Utilizando este método, podem ser estabelecidas relações entre o procedimento de extração de lignina e a eficiência de des polimerização.Geralmente, qualquer um de nós novo nesses métodos, lutamos com os procedimentos de treino, bem como a análise dos quatro ligninas, e a mistura de produtos de des polimerização. Para produzir conchas de nozes cortadas, equipe um cortador de martelo com um siv de cinco milímetros na tomada, e alimente as conchas de nozes no cortador de martelo, coletando as conchas fraturadas em um copo de vidro de um litro. Para produzir os pequenos fragmentos de casca de nozes necessários para a fresagem, alimente as conchas fraturadas em um cortador de micro martelo equipado com um siv de 2 milímetros na tomada, coletando as conchas moídas em um novo copo de vidro de um litro.Para remover extrativos das conchas de nozes moídas, adicione 150 gramas da amostra da casca em um frasco de fundo redondo de 500 milímetros contendo uma barra de agitação, e adicione 200 mililitros de tolueno ao frasco. Coloque um condensador reflexo no frasco e aqueça a mistura a uma temperatura de refluxo de 111 graus celsius em um banho de óleo com agitação vigorosa. Após duas horas, retire o frasco do banho para permitir que a mistura esfrie até a temperatura ambiente, e coe a mistura através de um filtro de 185 milímetros de diâmetro, dez micrômetros para remover o tolueno.Após o aquecimento durante a noite em um forno a vácuo a 80 graus celsius e 50 milibais de pressão, adicione 40 gramas de partículas de casca de nozes tratadas de tolueno a uma tigela de trituração de dióxido de zircônio de 250 mililitros contendo sete bolas de trituração de dióxido de zircônio de 20 milímetros de diâmetro. 60 milímetros de isopropanol é adicionado à tigela de moagem. Coloque a tigela de moagem no moinho de tigela rotativa.Triture as partículas de concha em quatro ciclos de dois minutos moendo a 27 vezes g seguido de quatro minutos de descanso por ciclo. Após o quarto ciclo de moagem, transfira as cascas finamente moídas de nozes em um frasco de fundo redondo de 500 mililitros e remova o isopropanol por evaporação rotativa a 40 graus celsius e 125 milibares de pressão. Em seguida, seque as cascas de nozes em um forno a vácuo durante a noite a 50 graus celsius e 50 milibais de pressão.Para obter ligina de etanosolv com o maior teor beta 04, adicione 25 gramas de matéria-prima em um novo frasco de fundo redondo de 500 mililitros e adicione 200 mililitros de 80 a 20 etanol à solução de água, quatro mililitros de solução de cloridrato de 37%, e uma barra magnética de agitação ao frasco. Coloque um condensador de refluxo no frasco e aqueça a mistura em um banho de óleo a 80 graus celsius por cinco horas com agitação vigorosa. Depois que a mistura for resfriada até a temperatura ambiente, filtre a solução através de um coador de 185 milímetros de diâmetro de dez micrômetros em um novo frasco de fundo redondo de 500 mililitros, lavando o resíduo quatro vezes com 25 mililitros de etanol por lavagem.Concentre o licor coletado por evaporação rotativa a 40 graus celsius e 150 milibares de pressão, seguido pela dissolução do sólido obtido em 30 mililitros de acetona. Para precipitar a lignina, adicione a mistura a 600 mililitros de água e colete a lignina precipitada em um diâmetro de 185 milímetros, dez micrômetros do tamanho de um coador, lavando a lignina quatro vezes com 25 mililitros de água por lavagem. Doer a lignina durante a noite à temperatura ambiente no filtro, seguido de secagem durante a noite em um forno a vácuo a 50 graus celsius e 50 milibais de pressão em um frasco de vidro.Em seguida, determine o rendimento da lignina extraída em um equilíbrio. Para análise da estrutura da lignina por ressonância magnética nuclear bidimensional ou análise de RMN, dissolva 60 miligramas de lignina seca em 0,7 mililitros de acetona deuterado, e adicione essa mistura a um tubo NMR. Adicione este tubo NMR a um espectrofotômetro NMR e defina os parâmetros desejados para obter um espectro de coerência quântica único 2D adequado.Para a des polimerização da lignina, adicione 50 miligramas de lignina seca em um frasco de reação micro-ondas de 20 mililitros equipado com um agitador magnético e adicione 0,85 mililitros de 1, 4 dioxano, 50 microliters de etileno glicol em 1, 4 dioxano e 50 microliters de octadecano em 1, 4 dioxano ao frasco. Depois de fechar o navio, aqueça a solução a 140 graus celsius com agitação. Quando o vaso de reação atingir a temperatura alvo, adicione 50 microlitadores de ferro três trifluorometanotanossulfetos em 1, 4 dioxano ao vaso, e mexa a reação por mais 15 minutos.Depois de resfriar a reação à temperatura ambiente, filtre o líquido sobre celite em um tubo de centrífuga de dois mililitros. Em seguida, concentre o líquido coletado durante a noite a 35 graus celsius em um concentrador de vácuo rotacional. Para extrair os produtos de baixo peso molecular, suspenda e incha o resíduo em 0,15 mililitros de diclorometano por vórtice, 15 minutos de sônica e 30 minutos em uma roda automática.Para realizar uma extração monômera eficiente, é fundamental primeiro inchar adequadamente o óleo obtido no clorometano. Em seguida, é importante adicionar a quantidade certa de tolueno, a fim de precipitar seletivamente os oligômeros inferiores. Precipitar os oligômeros com 0,75 mililitros de tolueno seguido de vórtice e dez minutos de sonicação.Centrifufique as amostras por dez segundos a 5000 RPM e separe o líquido orgânico leve do resíduo sólido e lubrificante e filtre o líquido sobre um plugue de celite em um frasco de vidro. Em seguida, concentre as fases orgânicas combinadas por evaporação rotativa a 40 graus celsius e 20 milibais de pressão. E dissolver o resíduo oleoso em um mililitro de diclorometano para análise por cromatografia gasosa.As ligninas obtidas após cada extração exibem uma ampla gama de cores e tamanhos de partículas, com os polímeros obtidos a partir de tratamentos leves demonstrando uma cor tipicamente vermelho-rosa e pequenos flocos de material. Quando condições mais duras são aplicadas, as ligninas obtidas exibem uma cor marrom a marrom-amarela, com um aumento geral no rendimento do material, um efeito muito mais profundo para as madeiras de nozes, faias e cedro, em comparação com a madeira de pinheiro. A análise nMR das diferentes ligninas determina a razão SGH e a quantidade de ligações dos polímeros extraídos, especificamente a quantidade de ligações beta 04.Por exemplo, ligninas extraídas em condições mais brandas normalmente dão maiores quantidades de ligações. As reações de acetálise com ferro três trifluorometanotanosulfato na presença de etilenoglicol produz três acetais fenólicos diferentes que se relacionam com as unidades S, G e H presentes dentro das ligninas, com maiores rendimentos acetals fenólicos combinados observados para ligninas extraídos em condições leves. Uma tendência clara é visível quando o conteúdo beta 04 total é considerado onde o maior teor beta 04 geralmente resulta em um maior rendimento acetal.Quando o rendimento da extração de lignina e o rendimento subsequente de des polimerização são combinados, um rendimento de acetal global é obtido a partir da fonte de biomassa mostrando diferenças claras entre as diferentes fontes de biomassa. Ao realizar extrações de lignina, é importante equilibrar o rendimento da extração com a qualidade estrutural da lignina obtida. Então, se você seguir o método de des polimerização relatado, você pode realmente obter aromáticos de valor agregado em alta seletividade.Essas técnicas ajudarão outros pesquisadores a obter acesso a produtos de valor agregado a partir da fração de lignina da biomassa celulósica de lignina em bons rendimentos.

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Extraction of Lignin with High &#946;-O-4 Content by Mild Ethanol Extraction and Its Effect on the Depolymerization Yield

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