2 - Società Chimica Italiana

Un grammo di legno di faggio o di
pino macinato (40 mesch 0,5 mm) viene
posto in un soxhlet con dell’ovatta;
in un altro soxhlet viene messo
solo ovatta (bianco) e si procede all’estrazione.
La prima estrazione viene
fatta con 200 mL d’etanolo al 95%
per otto ore, la seconda estrazione
viene fatta con 200 mL di cloruro di
metilene per otto ore, infine la terza
estrazione viene fatta con 200 mL di
una miscela etanolo/toluene nel rapporto
1:2 per altre otto ore. Si pesa
tutto prima e dopo l’estrazione. Gli
estratti vengono portati a secco con
la pompa da vuoto e pesati.
Il solido rimasto dopo la terza estrazione
(lignina) viene pesato, si versa
in un becker e viene trattato con 15 mL
d’acido solforico al 72% per due ore in
agitazione.
Si diluisce l’acido solforico al 3% con
545 mL d’acqua distillata, si travasa il
tutto in una beuta e si fa bollire per 4
ore mantenendo costante il volume con
acqua distillata. Alla fine si filtra su filtro
g.f.a. e la lignina Klason estratta si
secca in stufa a 110 °C e si pesa.
Prove di solubilità
Le prove di solubilità sono state fatte
su 10 mg di sostanza con una miscela
d’etanolo e acqua nel rapporto 2:8 e
con acetonitrile ed etanolo nel rapporto
1:1.
La lignina estratta sia dal pino che
dal faggio si è sciolta in acetonitrile
ed etanolo 1:1; su questa soluzione è
stato fatto uno spettro UV.
Reazione di degradazione con
ipoclorito di sodio e acqua ossigenata
Alla soluzione in etanolo-acetonitrile
contenente 20 mg di lignina viene
addizionato 1 ml d’acqua ossigenata
al 30% (9,4 mmoli) ed un mL
d’ipoclorito di sodio 1,093 M (1,03
mequivalenti) goccia a goccia sotto
agitazione per 6 ore. Lo stesso procedimento
viene eseguito su altri 20 mg
di lignina con 4 mL d’acqua ossigenata
e 4 mL d’ipoclorito di sodio; i
due trattamenti vengono fatti sia sulla
lignina estratta dal pino e sia su
quella estratta dal faggio.
La soluzione dopo agitazione viene
filtrata, viene allontanato il solvente
per essere sicuri che è stato eliminato
completamente l’acqua ossigenata e
l’ipoclorito di sodio in eccesso, il residuo
viene sciolto nel solvente
(etanolo-acetonitrile) e su questa soluzione
vengono fatti gli spettri UV.
Gli spettri della lignina tal quale e
Marzo - Aprile 2001
quella della stessa trattata con acqua
ossigenata e ipoclorito di sodio sono
completamente differenti a dimostrazione
della avvenuta degradazione.
Procedura sperimentale n° 2
Degradazione della lignina in carta
riciclata con acqua ossigenata e
ipoclorito di sodio
I° trattamento:
sono stati pesati 1,0145 g di carta
riciclata ed è stata trattata con 0,5 mL
di acqua ossigenata al 30% e 0,5 mL di
ipoclorito di sodio 1,093 M per 3 ore.
Quindi si filtra, ed il residuo viene seccato
in stufa a 110 °C per una notte,
infine pesato.
La perdita di peso era 0,0853 g
% = 0,0853* 100 = 8,41 %
1,0145
II° trattamento:
sono stati pesati 1,0458 g di carta ed
è stata trattata con 1 ml di acqua ossigenata
ed 1 mL di ipoclorito di sodio
allo stesso modo.
La perdita di peso era 0,1225 g
% = 0,1225 *100 = 12%
1.0458
III° trattamento:
sono stati pesati 1,0307 grammi di carta
ed è stata trattata con 2 mL di acqua
ossigenata e 2 mL di ipoclorito di
sodio.
La perdita di peso era 0,1564 g
% = 0,1564*100 = 15,17%
Il colore della carta dopo trattamento
era marrone molto chiaro.
Procedura sperimentale n°3
Degradazione fotochimica della
lignina proveniente da steam
explosion
Sono stati pesati 100 mg di lignina
proveniente da steam explosion e
sciolti in alcool etilico-acetonitrile 1:1,
sulla soluzione ottenuta è stato fatto
lo spettro UV.
La soluzione è stata messa a reagire
con il colorante ROSA BENGALA in
un pallone a tre colli sotto agitazione
e in corrente di ossigeno sotto le radiazioni
emesse da una lampada a
incadescenza da 100W per 24 ore.
Dopo sono stati fatti uno spettro UV
e delle lastrine di gel di silice, per verificare
se la reazione era avvenuta,
mettendo a confronto la lignina, il colorante
e la miscela di reazione usando
come fase mobile una soluzione di
alcool etilico e cloroformio in varie
proporzioni. Questa separazione avveniva
con una soluzione al 30% di
alcool etilico in cloroformio.
La separazione vera e propria è stata
fatta su colonna di gel di silice ottenendo
sei frazioni. La quinta frazione
è stata eluita con alcool metilico, la
sesta frazione è stata separata per
estrusione, la sostanza mescolata con
la fase fissa è stata separata facilmente
mediante estrazione con alcool
metilico e filtrazione. Su queste sei
frazioni sono stati fatti spettri UV e
Gas-massa.
Inoltre le frazioni n°4 e n°5 che sembravano
essere interessanti, sono
state ulteriormente frazionate e purificate
sempre su colonna di gel di
silice, usando come fase mobile una
miscela di cloroformio e alcool metilico
nel rapporto 6:4
Da questa separazione sono state ottenute
per la n° 4 altre tre frazioni sulle
quali sono stati fatti spettri UV, Gas-
Massa e NMR.
La frazione n°5 è stata solo purificata
su colonna di gel di silice con una
miscela di cloroformio alcool etilico
in un rapporto 7:3, anche su questa
frazione sono stati fatti spettri UV,
NMR e Gas-Massa.
Procedura sperimentale n°4
Degradazione fotochimica della
lignina esplosa a diversi tempi d’irradiazione
Sono state condotte delle degradazioni
fotochimiche a diverse tempi di irradiazioni
e precisamente: 1 ora , 3 ore, 5
ore 8 ore e 12 ore con la stessa procedura
descritta per la reazione della
durata di 24 ore. Questo per vedere
la presenza di composti diversi a diversi
tempi di reazioni. I composti ottenuti
sono stati caratterizzati mediante
spettri UV, e GC-MS.
Riferimenti bibliografici
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[3] P. Rosenthal, Wochenbl.
Papierfabr., 1991, 119, 951; Chem.
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CnS - La Chimica nella Scuola
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