2. 2 　氧化氨解反应前后黑液固形物的红外光谱

分析

目前国内外学者对于氧化氨解木质素上引入

的氨的存在形态尚无定论. 由于稻草亚铵黑液中
固形物成分的复杂性 ,这些有机组分会在制浆蒸
煮以及氧化氨解的温度和压力下发生复杂的反

应 ,产生更为复杂而大量的有机物体系 ,这样对于
产物结构的定性似乎更加困难. 为了排除萃取剂
的干扰 ,更好地将氧化氨解产物结构定性 ,本文作
者又分别单独对原液和优化反应产物的固形物进
行红外光谱分析检测. 图 3 是稻草亚铵黑液的固
形物在氧化氨解反应前后的红外光谱图对照.

图 3 　稻草亚铵黑液固形物氧化氨解反应前后的红外光谱图

Fig. 3

Co mpariso n of t he F TIR of t he st ruct ures of co mpo nent s in t he black liquo r befo re

and af ter o xiammo nolysis

　　由于木素磺酸盐是由较单一的结构单元 ——

—

苯基丙烷单元构成 ,这些单元间的连接以醚键为
主 ,具有π键及共轭双键和芳香族的苯核以及脂
肪族的 3 个碳侧链 ,因而具有一定的特征光谱性
质. 但是在亚硫酸盐法蒸煮脱木素过程中 ,其中与
高分子量碳水化合物连接的聚合物和低分子量、
类似木素的物质很容易从原料中溶出

[ 12 ]

. 因此在

黑液的固形物样品红外吸收谱中 ,某些吸收带 ,既
有木素 ,又有半纤维素或纤维素的吸收 ,相邻吸收
又互相影响. 比如 , C —O 基团、

芳环上 C —H 基

团 ( 愈创木基型 ) 和磺酸基团在 1 000 ～

1 200 cm

- 1

区域内都有相应的谱峰 ,而且其中的

一些峰还会发生重叠 ,所以木素磺酸中的磺酸基
的红外光谱峰的确定较为困难. 有文献

[ 5 ]

选择从

到 C

中仅含 C、H 、

O 、

S 等元素的含苯环的有

机化合物近 20 种 ,它们的苯环上都连接有 —SO

基团 , 这些化合物的红外光谱在 1 000 ～

1 100 cm

- 1

存在反映 —SO

基团的特征吸收 , 所

描述的情况与图 3 中的 1 037. 76 cm

- 1

处相似 ,所

以可以得出 1 037. 76 cm

- 1

附近木素磺酸和烷基

醚键的振动混合峰

[ 13 ]

, 此外 615. 19 cm

- 1

和

614. 82 cm

- 1

处也可能是木素磺酸盐中 C —S 键

原子的伸缩振动

[ 5 ]

由于谱带的位置是手工确定的 ,考虑可能出

现的误差后 ,通过仔细观察 ,可以发现某些特征官
能团的变化. 反应原液固形物在 1 404. 67 cm

- 1

处

为芳环的特征吸收峰 ,反应产物的吸收峰减弱 ,并
移至 1 418. 53 cm

- 1

处 ,说明反应中芳环结构收到

了一定程度的破坏 ;原液固形物在 3 394. 95 cm

- 1

处有一小形吸收峰为酚羟基中 O —H 的吸收
峰

[ 14 ]

,反应产物在该处的吸收峰减弱 ,说明产物

中酚羟基含量减少 ;1 094. 78 cm

- 1

处为较大可能

为甲氧基中 C —O 的特征吸收峰 ,反应产物中该
处的吸收峰强度减弱 ,说明甲氧基含量较反应前
减少 ; 3 200 ～ 3 400 cm

- 1

区域的吸收峰多为

—N H

或

[ 8 ]

. 图 3 两条谱线在此区域

均有明显的吸收峰 ,反应原液在 3 212. 93 cm

- 1

、

反应产物在 3 242. 85 cm

- 1

波数位置上 ,说明反应

前后溶液中均有 —N H

存在 ,对于该处吸收峰的

位移有学者在研究木素磺酸钙的氧化氨解产物结

构中遇到相似的情况 ,给出的解释是可能由于

N H

和 N H

宽的阻碍信号引起的

[ 15 ]

. 反应前的

谱线中 1 653. 14 cm

- 1

处为酰胺中的羰基伸缩振

动的吸收峰 , 在反应后该峰减弱 ; 原液的

1 615 . 01 cm

- 1

应是 —N H

或

的吸收

峰

[ 8 ]

,在反应产物中移至 1 614. 70 cm

- 1

,且峰面

变宽 ,此处为酰胺中的 N H 弯曲振动吸收峰 ,说
明有一部分酰胺转变成为酰亚胺 ,这同国内的学
者

[ 16 ]

研究木素磺酸钙氧化氨解得到的结论有相

大　连　轻　工　业　学　院　学　报

第

卷