4. Экстрактивные вещества

4.1. Общие сведения

К экстрактивным веществамотносят вещества, извлекаемые из древе-сины нейтральными растворителями (водой или органическими раствори-телями). Экстрактивные вещества содержатся, главным образом, в полостях клеток, в межклеточных пространствах, могут пропитывать клеточные стенки.

Содержание экстрактивных веществ в древесине умереннойклима-тической зоны составляет 3–4 %. Исключением являются дуб и лиственница, в которых содержится много водорастворимых веществ.

Несмотря на небольшое содержание, роль экстрактивных веществ в древесине велика. Они придают ей цвет, запах, вкус, иногда токсичность. Иногда экстрактивные вещества защищают древесину от нападения насекомых, поражения грибами, плесенью.

Природа экстрактивных веществ разнообразна. Они включают почти все классы органических соединений.

Наибольшее значение имеют древесные смолы (смоляные кислоты), танниды (дубители) и эфирные масла (терпены и их производные). К экстрактивным веществам относят также красители, камеди, жиры, жирные кислоты, белки, соли органических кислот.

Ни одна из пород древесины не содержит весь комплекс экстрактивных веществ.

Распределение экстрактивных веществ колеблется внутри самого дерева. Сахара и резервные питательные вещества, как крахмал и жиры, находятся в заболонной древесине, а фенольные вещества концентрируются в ядровой части. Такие части дерева, как кора и корни, имеют повышенное содержание экстрактивных веществ.

Наблюдается различие в составе экстрактивных веществ и на микроскопическом уровне. Жиры и жирные кислоты находятся в паренхимных клетках, особенно в клетках лучевой паренхимы, а смоляные кислоты накапливаются в смоляных ходах.

4.2. Классификация экстрактивных веществ

По методу выделения экстрактивные вещества подразделяют на эфирные масла, древесные смолы и водорастворимые вещества.

Эфирные масла– это вещества с высокой летучестью, способные отгоняться с водяным паром. В их состав входят монотерпены, терпеноиды, летучие кислоты, сложные и простые эфиры, фенолы.

Древесные смолы (смола)– это вещества, экстрагируемые из древесины органическими растворителями и не способные растворяться в воде. Это гидрофобные вещества. В смолах выделяют кислоты (смоляные и жирные) и нейтральные вещества. Нейтральные вещества подразделяют на омыляемые (жиры, воски) и неомыляемые.

Водорастворимые веществаэкстрагируются холодной и горячей водой. Они содержат фенольные соединения (танниды, красящие вещества), углеводы, гликозиды, растворимые соли. Эти вещества включают в себя и высоко-молекулярные соединения.

На рис. 20 представлена схема классификации экстрактивных веществ.

4.3. Гидрофобные экстрактивные вещества

Смола.К древесной смоле относят вещества, нерастворимые в воде, но растворимые в органических растворителях. Смола не является индивидуаль-ным веществом. К ней относят смоляные и жирные кислоты, их эфиры, нейтральные вещества.

Содержание смолы больше в древесине хвойных пород, где она содержится в паренхимных клетках и в смоляных ходах. В древесине лиственных пород смола содержится только в паренхимных клетках, в частности в лучевых клетках, образующих в сульфитной целлюлозе фракцию мелочи, обогащенную жирами.

Смола хвойных и лиственных пород различна по составу. В смоле лиственных пород смоляные кислоты отсутствуют, а содержание жиров, восков и жирных кислот составляет 60–90%. В смоле хвойных пород содержание смоляных кислот 30–40 %, а жиров и жирных кислот – 40–65 %.

Смолу, находящуюся в смоляных ходах хвойных пород древесины, называют живицей. Она вытекает при подсочке деревьев (нанесении надрезов). Живица представляет собой раствор смоляных кислот в скипидаре. Для химической переработки большое значение имеет живица сосны. Из нее отгонкой с паром получаютживичный скипидар(смесь терпенови родственных им соединений в эфирном масле). В остатке получают канифоль, состоящую из смоляных кислот и высококипящих нейтральныхвеществ.

Терпены и терпеноиды.Их относят к экстрактивным веществам, отгоняемым с водяным паром. Все терпеновые углеводороды рассматривают как продукты полимеризации изопрена С₅Н₈.

Различают монотерпены С₁₀Н₂₀, дитерпены С₂₀Н₃₂ и т.д. К монотерпенам относят лимонен, камфен, α-пинен, β-пинен (рис. 21). Монотерпены при суль-

фитной варке могут частично претерпевать изомеризацию и дегидрогенизацию и превращаться в п-цимол. На основе камфена и пиненов получают искус-ственную камфору.

лимонен α-пинен β-пинен камфен

Рис. 21. Представители монотерпенов

Смоляные кислоты.Их общая формула С₁₉Н₂₉СООН.

При нагревании они легко изомеризуются, поэтому смоляные кислоты канифоли отличаются от смоляных кислот живицы. Различают смоляные кислоты типа абиетиновойитипа пимаровой. Основными представителями кислот абиетинового типа являются абиетиновая, левопимаровая, неоабиетиновая, палюстровая кислоты. Они различаются положением двойных связей.Левопимаровая кислотаявляется главной кислотой сосновой живицы, при нагревании она изомеризуется и переходит вабиетиновую, которая преобладает в смоляных кислотах канифоли.Неоабиетиноваяипалюстровая кислотысодержатся как в живице, так и в канифоли. При продолжительном нагревании они частично изомеризуются в абиетиновую кислоту.

К кислотам пимарового типа относятся пимароваяиизопимароваякислоты. Они более устойчивы к окислению, чем кислоты абиетинового типа.

Жирные кислоты. В свежесрубленной древесине основная масса жирных кислот находится в виде сложных эфиров – жиров и частично восков. При хранении древесины происходит частичное омыление этих эфиров с образованием свободных жирных кислот.

Жирные кислоты подразделяются на насыщенные(часто встречаются стеариновая и пальмитиновая) иненасыщенные кислоты(преобладают олеиновая и линолевая).