• 제목/요약/키워드: nitrobenzene oxidation vanillin

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Ceriporiopsis subvermispora 처리에 의한 아스펜 목재 리그닌의 구조 변화 (Structural Analysis of Milled Wood Lignins Isolated From Aspen Wood (Populus tremuloides L.) Biotreated by Ceriporiopsis subvermispora)

  • 최준원;문성희;안세희;최돈하;백기현
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제33권6호통권134호
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    • pp.79-86
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    • 2005
  • 아스펜 목재(Populus tremuloides, L.)를 Ceriporiopsis subvermispora로 1, 2, 4, 6주 동안 부후 처리한 후, 목재의 화학적 성상변화를 관찰하였으며, 부후목재로부터 리그닌(MWL)을 단리하여 Gel permeation chromatography (GPC) 분석과 nitrobenzene oxidation (NBO)을 실시하였다. 부후가 진행되면서 목재내 리그닌의 함량은 계속 감소하여 6주 후에는 미처리재와 비교하여 20%까지 감소하였다. 리그닌은 균주처리에 의하여 저분자화되어 알칼리에 쉽게 용출되는 것으로 예측된다. 부후목재의 전섬유소(Holocellulose) 함량은 미처리재와 비교하여 5~6% 정도 감소하였다. 부후 과정 동안 $\alpha$-셀룰로스의 함량은 커다란 변화가 관찰되지 않았으나, xylose의 함량은 대조구의 23.4%에서 6주후에는 18%까지 감소하였다. 아스펜 목재의 리그닌 분자량은 균주처리에 의해서 점차 감소되었다가 부후 6주 이후에는 안정화 단계에 접어드는 경향을 보였다. 단리한 리그닌의 NBO 분석 결과, NBO 분해산물의 수율은 대조구와 비교하여 6주처리 후에는 20% 가량 감소되었다. 특히, 부후 목재 리그닌에서 S-타입 유도체(syringaldehyde+syringic aicd)의 감소량이 두드러졌다. G-타입 유도체(vanillin+vanillic acid)의 수율은 부후가 진행되면서 약 20% 가량 증가되었는데, 이는 부후과정에서 리그닌 분해 효소에 의한 S-리그닌의 탈메톡실화 반응이 진행되었음을 암시한다. 결론적으로, C. subvermispora는 부후 과정동안 G-리그닌보다 S-리그닌을 더욱 선택적으로 분해하는 경향을 나타내었다.

오존 처리에 의한 소나무 목분의 화학적 성상 변화 (Chemical Characteristics of Ozone Treated Pine Wood Meal)

  • 김강재;엄태진
    • 펄프종이기술
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    • 제43권1호
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    • pp.23-28
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    • 2011
  • The pine wood meal was ozonated in acidic water. A 91.3% of lignin and 13% of polysaccharides in pine wood meal were degraded with 180 min ozonation. The phenolic hydroxyl groups of lignin in ozonated wood meals were increased with ozonation time. The vanillin content in nitrobenzene oxidation products of lignin is decreased with 10 min. ozonation and it was slightly increased with ozonation time. The sugar composition of ozonated wood meals showed that the hemicellulose was more susceptible to ozonation than cellulose. The crystallinity of ozonated wood meal was increased.

고추 줄기의 화학 조성분 및 알칼리 펄프화 (Chemical Composition and Alkaline Pulping of a Stem of Red Pepper (Capsium annuum L.))

  • 김철현;김영욱;박성배;엄태진
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제32권2호
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    • pp.26-32
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    • 2004
  • 고추줄기의 화학 조성분과 lignin 화학구조를 분석하였고, 알칼리 증해 적성과 pulp의 섬유장을 측정한 후 목재와 비교하였다. 고추줄기의 화학 조성은 목재에 비해 추출성분, 회분함량이 높았으며, Klason lignin은 침·활엽수의 중간 정도의 함량을 나타내었다. 고추줄기 Klason lignin의 원소분석은 자작나무의 Klason lignin과 비교하여 탄소와 수소는 유사한 양으로 나타난 반면 산소의 함량은 낮게 나타나고 질소의 함량은 비교적 높게 나타났다. 니트로벤젠 산화분해는 S/V가 1보다 낮으므로 고추줄기 리그닌은 vanillin의 양이 syringaldehyde보다 상당히 많은 침엽수 리그닌과 유사한 구조를 보이는 것으로 추정되었다. 고추줄기의 알칼리 증해 적성은 활성알칼리 20%, 액비 1:7의 조건하에서 0.2%-Anthraquinone을 첨가하여 증해하는 것이 리그닌 함량과 수율면에서 최적 증해 조건이었다. 고추줄기 pulp의 섬유장은 약 0.47 mm로 보통 목재섬유에 비해서 매우 짧아 고추대 만으로 제지용 pulp를 제조하는 것보다는 목재 pulp와 혼합하여 사용하거나 비교적 단섬유가 많이 필요한 특수한 용도로 사용 가능하다.

현사시나무 목분의 초임계수 처리 공정으로부터 유래한 미분해 고형성분의 화학적 특성 (Chemical Features of Solid Residues Obtained from Supercritical Water Treatment of Populus alba×glandulosa)

  • 김광호;엄인용;이수민;이오규;;최준원
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제37권4호
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    • pp.372-380
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    • 2009
  • 현사시나무 분말(60 mesh 통과)을 압력 $220{\pm}10atm$, 온도 $325{\sim}425^{\circ}C$ 범위 내에서 60초 간 초임계수로 처리한 후에 미분해 고형잔사를 얻을 수 있었다. 고형잔사 내 섬유상 물질을 구성하는 주요 당은 글루코오스와 자일로스였으며, 가장 높은 온도인 $425^{\circ}C$에서 초임계수 처리를 하였을 때 글루코오스/자일로스 구성 비율이 가장 높게 측정되었다. 초임계수 반응온도가 높아질수록 고형 잔사를 구성하는 섬유상 물질의 비율은 감소하였으나, 리그닌의 비율은 상대적으로 증가하였다. 고형잔사에 존재하는 리그닌의 H (p-hydroxyphenyl) : G (guaiacyl) : S (syringyl) 비율은 분석형 열분해법으로 측정하였으며, 반응온도에 따른 변화 없이 비교적 일정하게 나타났다. 고형잔사를 구성하는 리그닌의 H : G : S 조성을 현사시나무에서 단리한 milled wood lignin (MWL)과 비교해보면 G 형 단량체의 비율에는 큰 변화가 없었지만, H 형 단량체 비율은 비교적 낮게 측정되었고, 반면 S 형 단량체 비율은 증가하였다. 초임계수 당화과정에 염산촉매를 첨가하면 H 비율의 감소와 S 비율의 증가는 더욱 두드러지게 나타났다. 니트로벤젠 산화법(nitrobenzene oxidation)에 의하면 현사시나무 MWL에서 획득한 vanillin과 syringaldehyde의 수율은 약 265 mg/g MWL으로 측정되었지만, 초임계수 고형성분의 NBO 분석 결과에 의하면 반응온도를 높여 주거나 염산촉매를 첨가하면 NBO 분해산물은 두드러지게 감소하였다. 이러한 결과는 초임계수 반응 조건에서 리그닌의 주요 결합 양식인 $\beta$-O-4 결합이 비교적 쉽게 끊어지는 것으로 해석되며, 따라서 초임계수 반응 후 고형성분에 존재하는 리그닌은 $\beta$-O-4 결합 대신 탄소-탄소 결합에 의한 축합형 페놀고분자로 예측되었다.

단계적(段階的) 분쇄법(粉碎法)에 의해 조제(調製)된 활엽수(闊葉樹) MWL에 관한 연구(硏究) (On the Milled Wood Lignins Isolated from Hardwood by Progressive Milling)

  • 조남석
    • 한국산림과학회지
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    • 제45권1호
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    • pp.62-67
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    • 1979
  • 목재(木材)의 초박편시료(超薄片試料)에 자외선주사현미(紫外線走査顯微) 분광분석법(分光分析法)이 목재세포벽내(木材細胞壁內)의 리그닌 분포량(分布量) 변화측정(變化測定)에 우수(優秀)한 방법(方法)임이 판명(判明)되고 자작나무, 목질부(木質部)에서 복합세포간층(複合細胞間層)을 단리(單離)하여 분광분석법(分光分析法)과 정량분석(定量分析)을 수행(遂行), 도관(道管)의 이차막(二次膜)과 세포간층내(細胞間層內)의 리그닌은 주(主)로 Guajacylpropane으로 구성(構成)되었고, 목섬유(木纖維)와 방재세포(放財細胞)의 이차막내(二次膜內)의 리그닌은 대부분(大部分)이 Syringylpropane으로 구성(構成)되었고, 또 목섬유(木纖維) 및 방사세포(放射細胞)의 세포(細胞) 간층(間層)은 Guaiacyl- 및 Syringyl-propane으로 구성(構成)되었다는 연구보고(硏究報告)에 따라 본(本) 연구(硏究)는 너도밤나무 탈지(脫脂) 목분(木粉을 시료(試料)로 하여 마쇄단계별(磨碎段階別)로 Bjorkman리그닌(Milled Wood Lignin, MWL)을 추출(抽出)하여 MWL의 화학적(化學的) 구조(構造)와 특성(特性)을 분석(分析)하여 목재세포벽내(木材細胞壁內)의 리그닌의 구조적(構造的) 차이(差異)와 그 분포량(分布量), 그리고 MWL의 기원(基源)을 보다 명확(明確)히 구명(究明)하고j 수행(修行)하였다. 마쇄시간(磨碎時間)이 길어질수록 MWL의 pehnolic-OH기(基), 카보닐기(基) 그리고 메톡실기(基)의 함량(含量)이 높아지며 또한 단계별(段階別) MWL을 nitrobezene으로 산화(酸化)하여 얻은 vanillin량(量)은 감소(減少)하여 가고 반대로 syringaldehyde량(量)은 증가(增加)한다. 따라서 마쇄초기(磨碎初期)의 MWL은 세포간층(細胞間層) 부위(部位)로부터 온 것이고, 마쇄말기(磨碎末期)의 그것은 마쇄후기(磨碎后期)에 파괴(破壞)되는 목섬유(木纖維)의 세포벽(細胞壁) 이차막(二次膜)에서 유래(由來)된 것이라고 믿어진다. 그러므로 활엽수재목(闊葉樹材木)의 세포벽내(細胞壁內) 리그닌도 위치(位置)에 따라 화학적(化學的) 구조(構造)가 다르다는 것을 명화(明確)히 알 수 있다. 본(本) 연구(硏究)에서 마쇄단계별(磨碎段階別) 각(各) MWL을 젤 여과법(濾過法)에 의(依)한 분자량(分子量)을 분석(分析)한 바 마쇄초기(磨碎初期)MWL의 분자량(分子量)이 마쇄후기(磨碎后期) MWL의 그것보다 작았으나 세포벽내(細胞壁內) 리그닌의 분자량(分子量) 분포(分布)에 관(關)한 상세(詳細)한 것에 관(關)하여는 연구(硏究)가 필요(必要)함을 적시(摘示)한다.

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