Es ist eine biologisch abbaubare Substanz, deren Herstellung mit Hilfe von Mikroorganismen wahrscheinlich billiger ist als die Synthese von Analoga aus Erdöl. Der Rohstoff wird aus Holz als Altpapierproduktion gewonnen.
Neben Cellulose ist Lignin im Gewebe von Bäumen, Sträuchern und Gräsern vorhanden. Es ist ein dreidimensionales Polymer, das hauptsächlich aus einer großen Anzahl von Phenylpropan (C9H10) -Molekülen besteht. In modernen Anlagen bietet es mechanische Festigkeit, indem es Zellulosefasern zusammenhält und den Körper und seine Zellen versiegelt.
Der Ligningehalt reicht von 38% bei einigen Nadelbäumen bis zu 20% bei Getreide. Es wird bei der Herstellung von Papier gewonnen und bis zu 98% davon werden sofort verbrannt. Der Rest wird zu Brennstoffbriketts verarbeitet oder sogar im Boden vergraben. Die Leute haben keine nützlichere Verwendung dafür gefunden, aber es gibt auch keinen Schaden durch Lignin. Die Substanz ist nicht giftig, aber es lohnt sich immer noch nicht, neben ihren Gräbern zu leben - sie brennt sehr gut.
Die Schwierigkeit, etwas Nützliches aus Lignin herauszuholen, ist die Größe seines Moleküls. Es ist sehr groß und muss, um aromatische Kohlenwasserstoffe daraus zu gewinnen, ähnlich denen, die so viele in Öl enthalten, in „Ziegel“aufgeteilt werden. Die moderne Chemie kann das natürlich, aber es ist schwierig und teuer. Es ist viel billiger, fertige Rohstoffe aus Öl zu entnehmen.
Eine Gruppe von Wissenschaftlern der American University of Wisconsin-Madison versuchte, dieses Problem zu lösen. Sie verwendeten die Bakterien Novosphingobium aromaticivorans, die für ihre atypischen gastronomischen Vorlieben bekannt sind, als Assistenten. Ursprünglich waren sie vom Boden isoliert und mit Öl überflutet. Ihre Studie hat gezeigt, dass sie eine Vielzahl von aromatischen Kohlenwasserstoffen für ihre Zwecke verarbeiten können. Ihre Fähigkeiten reichten für Lignin.
Um Bakterien an das Geschäft anzupassen, entfernten Wissenschaftler drei Gene aus ihrem Genom, so dass eines der für den Menschen am besten geeigneten Zersetzungsprodukte das endgültige wurde. Nachdem das Bakterium es erhalten hat, sendet es das Ergebnis nach draußen und geht zu einer neuen Dosis Lignin über.
Das Endergebnis dieser Studie war eine Verbindung mit dem schwer auszusprechenden Namen 2-Pyron-4,6-dicarbonsäure, zum Glück für uns besser bekannt als PDC. Es kann verwendet werden, um etwas anderes zu synthetisieren, oder es kann direkt angewendet werden. Derzeit beträgt die Gesamtausbeute an PDC 59% der ursprünglichen Ligninmasse. Die Autoren glauben, dass die Technologie verbessert werden kann.
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Weitere Informationen finden Sie in einem in Green Chemistry veröffentlichten Artikel.
Sergey Sysoev
