Chromophoric Structures of Alkali Lignin

알카리리그닌의 착색구조(着色構造)에 관(關)한 연구(硏究)

To investigate the formation of the chromophoric structures taking place during the alkaline pulping vanillyl alcohol [${\alpha}-^{13}C$] guaiacylglycerol-${\beta}$-aryl ether [${\alpha}-^{13}C$ or ${\gamma}-^{13}C$] and phenylcoumarn [${\alpha}-^{13}C$] units as model lignins were treated with 1N sodium hydroxide at 165$^{\circ}C$ for 1.5-3 hours. From the chemical structures of the isolated products and $^{13}C$-NMR Spectra of the reaction mixtures, the main conclusion is as follows; 1) Condensation products of II-1-5 were identified from the reaction mixture of vanillyl alcohol treated with alkali and theses compounds afforded the quinonmethide structure(Fig. 3-7) by air oxidation. 2) Treatment of guaiacylglycerol-${\beta}$-aryl ether unit gave ${\varphi}$-aryl-${\beta}$-aroxy quinone structures (IV-15, IV-16), diguaiacyl-1, 4-penta-diene ${\beta}$, ${\beta}$'-diaroxyl distyrene methane unit, ${\beta}$-aroxy distyrene methane. These distyrene methanes of the compounds are transformed by air oxidation into the corresponding o-quinonemethide units (V-8, V-9). 3) On the treatment of phenylcoumaran, the stilbene derivative was formed in quantitative yield and dimerized(VI-11) in preference to oxidation to the corresponding extended quinone structures. The chromophoric structures taken place during the alkaline treatment of the model lignins are thought to be some important types in alkaline pulping on the basis of the reaction mechanism in this experiment.

알칼리 펄프화중(化中)에 생성(生成)되는 리그닌의 착색구조(着色構造)를 구명(究明)하기 위(爲)하여 바닐린알코올[${\alpha}-^{13}C$] 과이아실 글리세롤-${\beta}$-아릴에테르[${\alpha}-^{13}C$] 혹은 [${\gamma}-^{13}C$] 페닐쿠마란[${\alpha}-^{13}C$] 구조(構造)를 각각(各各) 165$^{\circ}C$에서 1.5~3시간(時間) 알칼리용액을 처리한 후(後) 반응생성물(反應生成物)을 단리(單離) 또는 반응혼합물(反應混合物)을 $^{13}C$-NMR로 조사(調査)한 결과(結果), 바닐린아코올의 알칼리 처리(處理)는 Ca-$C_1$ 및 Ca-$C_5$의 결합(結合)을 갖는 축합체(縮合體)(II-1~5)로 되며, 이들은 공기산화(空氣酸化)에 의(依)해 퀴노이드 공역형구조(共役型構造)(Fig 3-7)로 산화(酸化)되며, 과이아실글리세롤 -${\beta}$- 아릴에테르의 알칼리 처리(處理)는 ${\alpha}$-아릴-${\beta}$-아록시퀴논구조(構造)(IV-15, IV-16) 디과이아실-1, 4-펜탄디엔 ${\beta}$, ${\beta}$' -디아록시스티렌메탄(V-4) ${\beta}$-아록시스티렌메탄(V-6)이 생성(生成)되며 스티렌메탄 구조(構造)는 공기산화(空氣酸化)에 의(依)해 O-퀴논메티드구조(V-8, V-9)로 된다. 페닐쿠마란은 알칼리처리(處理)에 의(依)해 다량(多量)의 스틸벤유도체(誘導體)를 생성(生成)하지만 이스틸벤구조가 퀴논구조로 산화되기 보다는 2량체(量體)(IV-11)로 안정화(安定化)되는 경향(傾向)이 있다. 이상(以上)과 같은 착색구조(着色構造)는 반응기구의 견지에서 알칼리 펄프화중(化中)에 생산되는 중요한 착색구조(着色構造)라고 생각된다.