કાષ્ઠ-આધારિત રસાયણો : કાષ્ઠમાંથી મેળવવામાં આવતાં રસાયણો. પ્રાચીન સમયમાં કાષ્ઠમાંથી ઘણાં રસાયણો મેળવવામાં આવતાં. કાષ્ઠમાંથી રસાયણો મેળવવાની પ્રાવૈધિક ઉપયોગિતા અને આર્થિક યોગ્યતા વ્યવહારુ માલૂમ પડી છે ત્યાં તે પ્રક્રિયા ચાલુ રાખવામાં આવેલી છે. કાષ્ઠવૃક્ષો(woody plants)માં પ્રકાશ- સંશ્લેષણથી બનેલાં ઘણાં કાર્બનિક સંયોજનો છે. ઘણાં વર્ષો પૂર્વે આ વૃક્ષો જમીનમાં જીવાવશેષ તરીકે દટાયાં હશે, તેમાંથી કોલસાની ખાણો થઈ. ભવિષ્યમાં જીવાવશેષનો હાઇડ્રોકાર્બનનો જથ્થો ખતમ થઈ જશે ત્યારે કાષ્ઠમાંથી રસાયણો બનાવવાનું વિશેષ જરૂરી બનશે.
કાષ્ઠમાં ત્રણ કુદરતી બહુલકો સેલ્યુલોઝ, હેમિસેલ્યુલોઝ અને લિગ્નિન 50 : 25 : 25ના પ્રમાણમાં મળી આવે છે. આ ઉપરાંત તેમાં અન્ય નિષ્કર્ષિતો (extractives) પણ હોય છે. સેલ્યુલોઝ અસંખ્ય ગ્લુકોઝ એકમોના જોડાણથી બનેલું બહુલક છે જે હેમિસેલ્યુલોઝ અને લિગ્નિનની અસ્ફટિકમય આધાત્રી(matrix)માં રહેલું હોય છે. હેમિસેલ્યુલોઝ ગ્લુકોઝ સિવાય 5 અને 6 કાર્બનયુક્ત શર્કરા એકમના બનેલા ટૂંકા તેમજ શાખાયુક્ત બહુલકના બનેલા હોય છે જ્યારે લિગ્નિન ફિનાઈલપ્રોપેન એકમોનો બનેલો ત્રિપરિમાણીય બહુલક છે. પ્રાચીન કાળમાં લાકડાનું વિઘટનાત્મક નિસ્યંદન (destructive distillation) કરી તેમાંથી લાકડાનો કોલસો, બળતણ વાયુ અને મિથેનોલ, એસેટોન અને એસેટિક ઍસિડ જેવા બાષ્પશીલ પદાર્થોનું મિશ્રણ મેળવવામાં આવતું. આ ઉપરાંત આ નિસ્યંદનથી ડામર (tar oil) મેળવવામાં આવતો જેમાંથી અગત્યનાં ઔષધો, જંતુનાશકો, નકામા છોડના નાશકો અને અન્ય રસાયણો મેળવવામાં આવતાં. પાઇનવૃક્ષ જેવાં પોચાં વૃક્ષના રેઝિનયુક્ત નિષ્કર્ષમાંથી ટર્પેન્ટાઇન અને રેઝિન મેળવવામાં આવતું, જ્યારે સખત લાકડું અને તેની છાલમાંથી ટૅનિન મેળવવામાં આવતું; તે ચામડું કમાવવામાં વપરાય છે. હાલની પદ્ધતિમાં કાષ્ઠની છાલમાંથી સેલ્યુલોઝ, સેલ્યુલોઝ એસ્ટર, સેલ્યુલોઝ ઈથર, કોલસો, ડાઇમિથાઇલ સલ્ફૉક્સાઇડ, ઇથેનોલ, ચરબીજન્ય ઍસિડ, ફુરફુરાલ, હેમિસેલ્યુલોઝના નિષ્કર્ષો, ક્રાફ્ટ લિગ્નિન, લિગ્નિન સલ્ફૉનેટ, પાઇનનું તેલ, રેઝિન, રોઝિન, શર્કરા, ટોલ તેલ, ટર્પેન્ટાઇન અને ઍનેલીન મેળવવામાં આવે છે. આમાંનાં કેટલાંક રસાયણો સીધેસીધાં મેળવવામાં આવે છે, જ્યારે કેટલાંક કાગળનો માવો બનાવતી વખતે આડપેદાશ તરીકે મળી આવે છે. લાકડાના રેસાને જોડી રાખવામાં વપરાતા લિગ્નિનને ઓગાળી સેલ્યુલોઝમાંથી મુક્ત કરવામાં આવે છે. શુદ્ધ સેલ્યુલોઝમાંથી વિસ્કોઝ રેયૉન, સેલોફેન, સેલ્યુલોઝ એસેટેટ, બ્યુટીરેટ વગેરે મેળવાય છે. તે રેસા તરીકે તેમજ ફિલ્મ બનાવવામાં અને અન્ય ઉપયોગમાં વપરાય છે અને કાર્બોક્સિ મિથાઇલ સેલ્યુલોઝ, ઈથાઇલ સેલ્યુલોઝ, હાઇડ્રૉક્સિ ઇથાઈલ સેલ્યુલોઝ વગેરે સેલ્યુલોઝનાં વ્યુત્પન્નો ગુંદર તરીકે વપરાય છે. કાગળનો માવો બનાવ્યા પછી કોષદીવાલના બહુલકો દ્રાવણમાં જાય છે, તેમાં લિગ્નિનનાં વ્યુત્પન્નો હોય છે. સલ્ફૉનેટેડ લિગ્નિનમાંથી ચર્મશોધક, આસંજકો, બંધકો, પરિક્ષેપકો વગેરે મેળવી શકાય છે. લિગ્નિન સલ્ફૉનેટનું ઉપચયન કરતાં વેનીલિન મળે છે, જે સુવાસ માટેના રસાયણ તરીકે વપરાય છે. આલ્કલી લિગ્નિન અથવા ક્રાફ્ટ પેપર બનાવતાં ઉપપેદાશ તરીકે મળતા કાળા પ્રવાહી(black lacquer)નો ઉપયોગ રેઝિનના વિસ્તારક તરીકે, રબરને મજબૂત કરવા અને પાયસ(emulsion)ના સ્થિરીકરણ(stabilization)માં થાય છે. ક્રાફ્ટના કાળા પ્રવાહીમાંથી અગત્યનું દ્રાવક ડાઇમિથાઇલ સલ્ફૉક્સાઇડ મેળવવામાં આવે છે. આ ઉપરાંત સલ્ફાઇટ પ્રવાહીનું યીસ્ટ વડે આથવણ કરી તેમાંથી ઈથાઇલ આલ્કોહૉલ તેમજ ઢોરના આહાર અને નીરણ માટેના પૂરક તરીકે વપરાતા પદાર્થો મેળવી શકાય છે. ક્રાફ્ટ કાગળનો માવો બનાવવાની પ્રક્રિયામાં મળતાં ઓલિયોરેઝિન ભાગમાંથી ટર્પેન્ટાઇન, પાઇન તેલ, તૈલી ઍસિડ, રેઝિન અને ટોલ તેલ મળે છે. લાર્ચ વૃક્ષમાંથી મેળવવામાં આવતો એરાબિનો ગૅલૅક્ટન સાદા ગુંદરની જગ્યાએ વપરાય છે. આ ઉપરાંત કોનિફર વૃક્ષની છાલમાંથી ફિનોલિક ઍસિડ મેળવવામાં આવે છે, જે સંશ્લેષિત રેઝિન આસંજકો(Adhisives)ના વિસ્તારકો તરીકે અથવા બંધકો તરીકે વપરાય છે. ડગલાસ ફરની છાલમાંથી મીણ મેળવવામાં આવે છે. કાષ્ઠમાંના કાર્બોહાઇડ્રેટ(સેલ્યુલોઝ)ના જળવિઘટન(hydrolysis)થી ગ્લુકોઝ મળે છે. મૃદુકાષ્ઠ (soft wood) હેમિસેલ્યુલોઝ મુખ્યત્વે ઝાયલોઝ આપે છે. તેનું સહેલાઈથી આથવણ કરીને ઈથેનૉલ મેળવી શકાય છે. ઍસિડ જળવિઘટનથી હેક્ઝોઝ શર્કરા હાઇડ્રૉક્સિમિથાઇલ ફુરફુરાલ આપે છે જેમાંથી લેબ્યુલિનિક ઍસિડ મળે છે. પેન્ટોઝ શર્કરા ફુરફુરાલ આપે છે. પેટ્રોલિયમમાંથી મળતાં કેટલાંક રસાયણો કાષ્ઠના મુખ્ય ભાગરૂપ પુનર્જન્ય જીવદળ(renewable biomass)માંથી મેળવવાના પ્રયત્નો અવિરત ચાલુ છે. કેટલાંક પ્રાવૈધિક રીતે સાધ્ય (technically feasible) કાષ્ઠરસાયણો નીચે દર્શાવેલ આકૃતિમાં બતાવેલાં છે. તેને પ્રાપ્ત કરવા માટેની આર્થિક ક્ષમતા (economic feasibility) ફૉસિલ હાઇડ્રોકાર્બન અને તેની પ્રાપ્યતા (availability) પર મોટો આધાર રાખે છે.
કોલસાની જેમ જ કાષ્ઠનું વિઘટનાત્મક નિસ્યંદન કરતાં તેમાં રહેલા બહુલકનું સાદાં સંયોજનોમાં વિભંજન થાય છે. આ નિસ્યંદનમાં 1000o સે. તાપમાને હવાની હાજરીમાં શરૂઆતમાં CO અને H2 મળે છે અને થોડા પ્રમાણમાં હાઇડ્રોકાર્બન મળે છે. CO અને H2માંથી એમોનિયા, મિથેનોલ, અથવા હાઇડ્રોકાર્બન સંયોજનો બનાવી શકાય. ઉપર દર્શાવેલું નિસ્યંદન હવાની ગેરહાજરીમાં કરવામાં આવે ત્યારે તેમાંથી કોલસો, વાયુ, ડામર અને તેલ મળે છે. સેલ્યુલોઝના જળવિઘટનથી મળતા ગ્લુકોઝનું આથવણ કરતાં ઈથેનૉલ મળે છે, જેમાંથી આગળ એસેટાલ્ડિહાઇડ, એસેટિક ઍસિડ, એસેટિક એન્હાઇડ્રાઇડ, ગ્લાયોક્ઝલ, ઇથિલીન, ઇથિલીન ઑક્સાઇડ, ઇથિલીન ગ્લાયકોલ, એમ.ઇ.જી. વગેરે અગત્યનાં રસાયણો મેળવી શકાય છે. ગ્લુકોઝનું બીજી રીતે આથવણ કરતાં લૅક્ટિક ઍસિડ, એસેટોન, બ્યૂટેનોલ, આઇસો-પ્રોપેનલ, ગ્લિસરીન વગેરે રસાયણો પણ મેળવી શકાય છે. ગ્લુકોઝનું હાઇડ્રોજનીકરણ કરતાં સોર્બિટોલ અને ગ્લાયકોલ મળે છે. હેમિસેલ્યુલોઝના જળવિઘટનથી મૅનોઝ મળે છે, જે ગ્લુકોઝની જેમ આગળ અન્ય રસાયણો આપી શકે છે; જ્યારે ઝાયલોઝમાંથી ફુરફુરાલ, ઝાયલીટોલ વગેરે મળી શકે છે. ઍરોમૅટિક લિગ્નિનમાંથી ફીનોલ, બેન્ઝીન, વેનિલીન વગેરે સંયોજનો બનાવી શકાય.
પ્રવીણસાગર સત્યપંથી