6.2d: Lignina

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6.2d Lignina

Entonces, hemos identificado las estructuras químicas del almidón, la celulosa y la hemicelulosa (ver Figura 6.3 para ver cómo se relacionan la celulosa y la hemicelulosa). Ahora vamos a echar un vistazo a lo que es la lignina, químicamente.

Las plantas terrestres vasculares producen lignina con el fin de resolver problemas debidos a los estilos de vida terrestres. La lignina ayuda a evitar que el agua impregne la pared celular, lo que ayuda a la conducción del agua en la planta. La lignina agrega soporte: puede ayudar a “soldar” celdas entre sí y proporciona rigidez para resistencia contra las fuerzas que causan la flexión, como el viento. La lignina también actúa para prevenir patógenos y por qué es recalcitrante a la degradación; protege contra patógenos fúngicos y bacterianos (hay una discusión en la Lección 5 sobre la recalcitrancia). La lignina está compuesta por monómeros aromáticos ramificados reticulados: alcohol p-cumarílico, alcohol coniferílico y alcohol sinapílico; sus estructuras se muestran en la Figura 6.10a-c. Las figuras 6.10d y 6.10e muestran cómo estos bloques de construcción encajan en la estructura de la lignina. El alcohol p-cumarílico es un componente menor de las ligninas tipo pasto y forraje. El alcohol coniferílico es el monómero de lignina predominante que se encuentra en las maderas blandas (de ahí el nombre). Tanto los alcoholes coniferílicos como los sinapílicos son los bloques de construcción de la lignina de madera dura. El Cuadro 6.2 muestra las diferentes cantidades de bloques de construcción de lignina en los tres tipos de fuentes de biomasa lignocelulósica.

Cuadro 6.2: La cantidad de diferentes bloques de construcción en gramíneas, coníferas y madera dura.
Fuentes de lignina	Gramíneas	Madera conífera	Madera dura
alcohol p-cumarílico	10-25%	0.5-3.5%	Rastro
alcohol de coníferilo	25-50%	90-95%	25-50%
alcohol sinapílico	25-50%	0-1%	50-75%

Figura 6.10a: Estructura química para el alcohol p-cumarílico.

*Crédito: Alcohol P-cumarílico: de la Junta de Regentes del Sistema de la Universidad de Wisconsin*

Figura 6.10b: Estructura química para alcohol coniferílico.

*Crédito: Alcohol coniferílico: del Consejo de Regentes del Sistema de la Universidad de Wisconsin*

Estructura química para alcohol sinapílico — Figura 6.10c: Estructura química del alcohol sinapílico.

*Crédito: Alcohol sinapílico: del Consejo de Regentes del Sistema de la Universidad de Wisconsin*

Figura 6.10d: Estructuras químicas para variedades de lignina.

*Crédito: https://en.Wikipedia.org/wiki/Lignin*

Hay varios materiales diferentes que se pueden hacer a partir de lignina, pero la mayoría no están a escala comercial. El Cuadro 6.3 muestra la clase de compuestos que pueden elaborarse a partir de lignina y los tipos de productos que provienen de esa clase de compuestos. Si se puede desarrollar un método económico para la despolimerización de lignina y la producción química, beneficiaría la biorrefinación de biomasa lignocelulósica.

Cuadro 6.3: Químicos de bajo peso molecular y los productos elaborados a partir de este tipo de químicos.
Clase de Compuesto	Ejemplos de productos
Aromáticos simples	Bifenilos, benceno, xilenos
Aromaticos hidroxilados	Fenol, Catecol, Propilfenol, etc.
Aldehídos aromáticos	vainillina, siringaldehído
Ácidos Aromáticos y Diácidos	Ácido vainílico
Ácidos Alifáticos	Poliésteres
Alcanos	Ciclohexano

También hay compuestos de alto peso molecular. Estos incluyen fibras de carbono, polímeros termoplásticos, rellenos para polímeros, polielectrolitos y resinas, que se pueden convertir en adhesivos para madera y conservantes para madera.