Determinação da relação siringila/guaiacila em ligninas de Eucalyptus spp. por pirólise associada à cromatografia gasosa e à espectrometria de massas

Abstract

A lignina é um dos principais componentes da madeira, juntamente com a celulose e a hemicelulose. Sua estrutura é bastante complexa, constituída pelas unidades p-hidroxifenila (H), guaiacila (G) e siringila (S). Estudos mostram que a composição estrutural de lignina pode afetar o processo de polpação. Neste trabalho, foram realizadas análises da madeira de seis espécies de eucalipto por Pi-CG-EM. As amostras foram pirolisadas a 550 °C e 42 compostos foram identificados, sendo 11 derivados de carboidratos e 31 derivados de lignina. A relação siringila/guaiacila (S/G) foi calculada com base nos valores de área dos sinais registrados no pirograma, e comparada com o resultado obtido pelo método de oxidação alcalina com nitrobenzeno. Os valores estimados por pirólise não foram satisfatórios para todas as espécies, principalmente para Eucalyptus globulus. No entanto, ao utilizar os compostos guaiacol, 4-metilguaiacol, 4-vinilguaiacol, vanilina, 4-etilsiringol, 4-vinilsiringol, homosiringaldeído, acetosiringona e siringilacetona, como marcadores de lignina, verificou-se uma melhoria nos resultados, exceto para a amostra de E. globulus. No caso dessa espécie, necessitou-se a adição de mais um marcador, o trans-4-propenilsiringol. Comparando a variabilidade da relação S/G nas espécies de eucalipto, a que apresentou menor valor foi E. urograndis (2,0), praticamente a metade do valor encontrado para E. globulus (4,3). A metodologia proposta empregando os marcadores de lignina mostrou-se útil na determinação da relação S/G em madeiras de eucalipto por Pi-CG-EM, em função da rapidez de análise, do consumo de pequenas quantidades de amostra e da possibilidade de trabalhar com o material in situ.

Lignin is one of the main components of the wood together with cellulose and hemicellulose. Its structure is quite complex being built up by p-hydroxyphenyl (H), guaiacyl (G) and syringyl (S) units. Some studies show that the lignin structural composition may affect the pulping process. Thus, some analyses of the wood of six species of eucalyptus were done by Py-GC-MS. The samples were pyrolysed to 550 °C and 42 composts were identified from which 11 were derived from carbohydrates and 31 from lignin. The syringyl/guaiacyl (S/G) ratio was calculated based upon the area values of the recorded signals and compared to the result obtained by the alkaline nitrobenzene oxidation method. The estimative values through pyrolysis were not satisfactory for all the species, principally for Eucalyptus globulus. However, there were some improvements in the results when the guaiacol, 4-methylguaiacol, 4- vinylguaiacol, vanillin, 4-ethylsyringol, 4-vinylsyringol, homosyringaldehyde, acetosyringone and syringylacetone composts were used as lignin markers, except for E. globulus. For this particular species, it was necessary to add one more marker, the trans-4-propenylsyringol. By comparing the variability of S/G ratio in the eucalyptus species, the one which had the lowest value was E. urograndis (2,0), almost half the value found for E. globulus (4,3). The proposed methodology employing the lignin markers was useful for the establishment of S/G ratio in eucalyptus wood by Py-GC-MS for the quickness of the analysis, the consumption of small amounts of the sample and the possibility of working with the material in situ.