ХАРАКТЕРИСТИКА ДРЕВЕСНОЙ ЗЕЛЕНИ АКАЦИИ (ACACIA MANGIUM WILLD) И ГРУППОВОЙ СОСТАВ ЭКСТРАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ, РАСТВОРИМЫХ ПЕТРОЛЕЙНЫМ ЭФИРОМ

 

CHEMICAL CHARACTERIZATION OF  ACACIA MANGIUM WILLD AND COMPOSITION OF EXTRACTIVES IN PETROLEUM ETHER

 

Нгуен Т.Г., Рощин В.И. (СПбГЛТУ, г. Санкт-Петербург, РФ)

Nguyen Thi Hue, Roshchin V.I. (Saint Petersburg State Forest Technical University)

 

В данной работе представлена характеристика древесной зелени акации (Аcacia mangium Willd) и групповой состав экстрактивных веществ, растворимых петролейным эфиром.

This work presents chemical characterization of  Аcacia mangium Willd and composition of extractives in petroleum ether.

 

Ключевые слова: листья акации, характеристика химического состава, экстрактивные вещества, группы соединений.

Key words: leaves acacia, chemical compositional characterization, compound group.

 

Акация (Акация mangium Willd) является растением семейства Leguminoseae, подсемейства Mimosoideae (Богородицы). Территория распространения:  Австралия и Юго – Восточная Азия.

Высота акации достигает  30 метров, диаметр может доходить до 90 см [1]. Во Вьетнаме плантации акации выращивают для использования в целлюлозно-бумажной промышленности и деревообработки, а также улучшения состояния окружающей среды и почвы [2].

В соответствии с планами Вьетнамской целлюлозно – бумажной ассоциации для производства высококачественной бумаги необходимо более 600 тыс. га продуктивных лесопосадок различных пород деревьев, более 50% которых составляет акация. Каждый год во Вьетнаме получают около 2 млн. тонн измельченных частей древесины для удовлетворения внутреннего спроса и обеспечения экспорта [3].

Однако при производстве целлюлозы сегодня используют лишь древесину, а ветки и листья составляют отходы производства. В настоящее время в связи с усилением интереса к безотходному производству и рациональному изпользованию ресурсов в ЦБП становится актуальной задача увеличения степени использования биомассы дерева. В одним из путей увеличения степени использования биомассы дерева является утилизация отходов лесозаготовки с получением экстрактивных веществ. Опыт России показывает эффективность использования кроны дерева с получением биологически активных веществ для медицины и сельского хозяйства Возможность использования экстрактов из листьев акации связана с изучением химического состава экстрактивных веществ, который, как показали литературные данные, практически не изучен.

Цель исследования: изучить химический состав исходных листьев акации, определить групповой и индивидуальный состав кислот экстрактивных веществ, растворимых в петролейном эфире.

Ход исследования:  листья акации (Acacia mangium) были заготовлены в вьетнамской  провинции Ханой в январе 2013 года. Листья измельчали и в них определяли влажность, высушиванием при температуре 102±2oC, содержание лигнина, целлюлозы и пентозанов [4]. Содержание экстрактивных веществ определяли методом экстракции в аппарате Сокслета [4]. Групповой состав устанавливали по кислотно-щелочной схеме [5]. Состав кислот анализировали методом хроматомасс-спектрометрии. Экстрагирование проводили в аппарате Сокслета в течение 7 часов в качестве экстрагента использовали изопропиловый спирт (пропанол – 2). Спирт отгоняли, остаток экстрагировали петролейным эфиром (ПЭ), предельны кипения которого  40-70 oC. Полученный ПЭ разделяли на кислоты и нейтральные вещества. Кислоты анализировали методом хроматомасс-спектрометрии, а нейтральные вещества разделяли на группы соединений методом колоночной хромотографии. Химический состав листьев представлена в табл 1.

 

Таблица 1- Характеристика химического состава листьев акации

Nо п/п

Компонент

Содержание,

% от сух.сырья

1

Экстрактивные вещества, растворимые

   - в диэтиловом эфире

4,9±0,17

   - в горячей воде

14,5±0,33

   - в петролейном эфире

3,6±0,23

   - в изопропиловом эфире

6,2±0,50

2

Целлюлоза

51,7±4,9

3

 

Пентозаны

    -  без экстракции

8,6±0,0

    - после экстракции изопропиловым спиртом

8,3±0,5

4

Лигнин

    - после экстракции сырья диэтиловым эфиром

49,8±0,02

    - после экстракции сырья изопропиловым спиртом

43, 8 ±0,64

Результаты анализа показывают, что массовая доля экстрактивных веществ, полученных при растворении в горячей воде максимальная и составляет 14,50%, содержание экстрактивных веществ полученных при растворении в петролейном эфире минимально и составляет около 4% от массы сухих листьев, и близка к содержанию экстрактивных веществ из хвои ели европейской [5].

В литературе отсутствуют данные по характеристике химического состава листьев акации, но содержатся данные по характеристике стволовой части дерева: экстрактивных веществ, растворимых в этаноле, содержится 7,54%, в горячей воде - 5,33%, в гексане  - 1,3% (16-летнее дерево) [6].

Для наработки экстрактивных веществ проэкстрагировали 1,26 кг листьев, в качестве экстрагента использовали пропанол – 2. После отгонки растворителя остаток последовательно экстрагировали ПЭ, диэтиловым эфиром и этилацетатом. Получили соответственно 57,63, 15,08, 2,45%, экстрактивных веществ от массы веществ, растворимых в изопропиловом спирте.

Вещества, растворимые в ПЭ (по 5 г в каждом опыте), обрабатывали водным раствором гидроксида натрия и получали свободные кислоты и нейтральные вещества. Нейтральные вещества омыляли спиртовой щелочью и получали связанные кислоты и неомыляемые вещества [5]. Результаты приведены в табл 2.

 

Таблица 2 – Групповой состав веществ растворимых в ПЭ

Nо п/п

Компонент

Содержение, % от массы  экстрактивных веществ

1

Свободные кислоты

33,20

2

Нейтральные вещества,

в том числе:

60,37

Связанные кислоты

14,97 (24,80%)

Неомыляемые вещества

40,71  (67,44%)

*                         В скобках указано содержание групп веществ от массы нейтральных соединений

 

Результаты, приведенные в табл.2, показывают, что вещества, растворимые в углеводородном экстрагенте содержат более  30% свободных кислот и около  60% нейтральных компонентов, которые, в свою  очередь, содержат сложные эфиры, кислотная составляющая которых составляет около 25% от нейтральных веществ.

Свободные кислоты метилировали диазометаном,  их состав устанавливали методом хроматомасс-спектрометрии. О качественном состав кислот будет сообщено дополнительно.

 

Список использованных  источников

1.    Krisnawati, H., Kallio, M. and Kanninen, M. Acacia mangium Willd.: ecology, silviculture and productivity. CIFOR, Bogor, Indonesia,  2011. - 26 с.

2.    Sein, C.C. and Mitlöhner, R. Acacia mangium Willd: ecology and silviculture in Vietnam. CIFOR, Bogor, Indonesia, 2011. –  26 с.

3.    Нгуен Тон Quyen, Чинь Vy, Хюинь Таснь, Ву Бао. Справочник лесного хозяйства деревообрабатывающей промышленности во Вьетнаме, 2006. – 121 с.

4.    Оболенская А.В., Ельницкая З.П., Леонович А.А. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы. – М.: Экология, 1991. – 320 c.

5.    Рощин В.И., Баранова Р.А., Белозерских О.А., Соловьёв В.А. Состав экстрактивных веществ хвои и побегов ели европейской // Химия древесины. 1983.– 61 c.

6.    S.C.Lim, K.S. Gan, Y.E. Tan. Properties of Аcacia mangium planted in Penninsunar Malaysia, 2011. – 109 c.