Das Lignin der Buche — Entwurf eines Konstitutionsschemas

Das hochmolekulare Lignin besteht aus Phenylpropan‐Struktureinheiten, die durch verschiedenartige Bindungen miteinander verknüpft sind. Mit zwei neu entwickelten Abbauverfahren ist es in den letzten acht Jahren gelungen, die Arten der Bindungen erstmals direkt zu bestimmen. Das erste Verfahren gestattet eine sehr schonende, partielle Hydrolyse der Benzylätherbindungen. Die so erhaltenen elf dimeren, trimeren und tetrameren Abbauprodukte des Fichten‐ und Buchenlignins mit drei Arten von Bindungen zwischen den C 9 ‐Struktureinheiten konnten isoliert und strukturell aufgeklärt werden. Beim zweiten Verfahren kann nach Einführung einer geeigneten Nachbargruppe die wichtigste Art von Bindungen im Lignin—die Arylglycerin‐β‐arylätherbindung — unter milden Bedingungen gezielt gespalten werden. Durch das zweite Verfahren ließen sich 91% des Buchenlignins zu monomeren bis tetrameren Phenolen abbauen. Die vollständige Strukturaufklärung der zwanzig isolierten dimeren Phenole, die Kenntnis ihrer relativen Ausbeuten sowie der Ausbeuten der übrigen durch Gelfiltration erhaltenen Fraktionen gestattete es, für das Buchenlignin ein Konstitutionsschema mit zehn Arten von Bindungen zwischen den C 9 ‐Struktureinheiten zu entwerfen. Das Konstitutionsschema, das sich zwanglos biogenetisch erklären läßt, hat die gleiche Elementarzusammensetzung wie natürliches Buchenlignin. Eine weitere Stütze für die Richtigkeit des Konstitutionsschemas ergibt sich aus einem Vergleich des 13 C‐NMR‐Spektrums von natürlichem Buchenlignin und eines auf der Grundlage von etwa fünfzig Ligninmodellsubstanzen für das Konstitutionsschema berechneten 13 C‐NMR‐Spektrums.