Изучение химического состава и структурной организации природных и технических лигнинов: комплексный подход

В соответствии с современными тенденциями «зеленой» химии, лигнин, являющийся вторым по распространенности биополимером в природе и составляющий до 35% биомассы растений, следует рассматривать как уникальный и практически неисчерпаемый источник ароматических соединений и сырье для производства самых разных полимерных материалов с заданными свойствами, сорбентов, поверхностно-активных веществ, комплексообразующих агентов, антиоксидантных препаратов. При этом, лигнины до сих пор остаются малоизученными высокомолекулярными соединениями, структура которых и особенности ее формирования являются предметом дискуссий. Проект направлен на разработку методологии изучения структурных особенностей и химического состава лигнина на основе сочетания методов двумерной спектроскопии ЯМР и масс-спектрометрии высокого разрешения, установление на этой основе структурных особенностей широкого круга лигнинов различного происхождения. Проект предусматривает проведение комплексных исследований на стыке аналитической химии, химии высокомолекулярных соединений и химии природных соединений с использованием набора высокоэффективных современных аналитических методов и современных методов хемометрики для анализа получаемых массивов масс-спектрометрической и ЯМР-спектральной информации. Масштабность исследований определяется объемом предлагаемых работ, включающих полный цикл исследований от получения препаратов лигнина различного происхождения, разработки методов пробоподготовки лигнинов для масс-спектрометрического исследования, оптимизации условий получения масс-спектров интактных лигнинов, разработки новых подходов к изучению структуры чрезвычайно сложного по составу высокомолекулярного соединения до характеристики структурных особенностей широкого круга препаратов нативных и технических лигнинов, секвенирования ключевых структурых фрагментов, характерных для лигнинов различного происхождения. Предполагаемые результаты имеют большое значение как в теоретическом плане (понимание структурных особенностей природного биополимера, процессов биосинтеза лигнина в клетках растений), так и в практической области (разработка методов контроля процессов глубокой химической переработки возобновляемого растительного сырья, в том числе биотехнологий, создание новых материалов и продуктов на основе природных и технических лигнинов).