Катализатор разложения лигнина, катализатор разложения ароматических углеводородов и порфирины

КАТАЛИЗАТОР РАЗЛОЖЕНИЯ ЛИГНИНА, КАТАЛИЗАТОР РАЗЛОЖЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ И ПОРФИРИНЫ В изобретении разработаны катализаторы разложения лигнина, которые содержат порфирин. Из лигнина можно получать или выделять спирты и органические кислоты путем добавления к лигнину раствора, содержащего щелочное соединение, действия катализатора разложения лигнина на полученный раствор, содержащий лигнин и щелочное соединение, и необязательного действия на этот раствор светового излучения. Выделяют продукты разложения, образовавшиеся во время получения упомянутых спиртов и органических кислот, и из лигнина получают ионы водорода. Кроме того, описывается порфирин, который катализирует превращение лигнина в спирты и органические кислоты; а также порфирин, полученный культивированием бактерий Escherichiacoli, в которых не может осуществляться экспрессия гена ypjD (b2611) вследствие его изменения. Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к катализатору разложения лигнина, способу получения спиртов и органических кислот, способу получения продуктов разложения лигнина, катализатору разложения ароматических углеводородов, способу получения ионов водорода, а также к порфиринам, и более конкретно, к катализатору разложения лигнина, включающему порфирин, способу получения спиртов, например метанола и органических кислот, исходя из лигнина, способу получения продуктов разложения лигнина, катализаторам разложения ароматических углеводородов, включающим порфирин, способу получения ионов водорода из лигнина, в котором применяется катализатор разложения лигнина, включающий порфирин, и к порфиринам. Уровень техники Глобальное потепление с начала 21 века развивается нарастающими темпами, и уменьшение выбросов диоксида углерода в атмосферу становится ключевой задачей в регулировании мировой промышленностью и, следовательно, мировой экономики. До тех пор пока в качестве источников энергии применяются горючие полезные ископаемые, находящиеся под поверхностью земли и/или морского дна или шельфа, будет затруднительно не только уменьшить количество диоксида углерода в атмосфере, но и регулировать увеличение его количества. В этой ситуации в последнее время особый интерес привлекают к себе спирты, например биоэтанол, получаемый из растений, которые являются многообещающими дополнительными источниками энергии. Однако при этом в большинстве обычных методик получения такого биоэтанола в качестве исходных веществ применяются сахар или сахара и соответственно возникает проблема конфликта ресурсов между пищевой промышленностью и энергетикой. В последнее время, наконец, были разработаны передовые технологии получения спиртов с применением таких источников углерода, как целлюлоза, которые не затрагивают пищевых ресурсов человечества. Древесина, а также трава или сорняки, которые нельзя использовать в качестве продовольствия для людей, в основном состоят из целлюлозы и лигнина. При применении в качестве источников углерода древесных целлюлозных материалов, которые практически считаются отходами и не подходят для использования в качестве строительного материала, например отходов древесины, щепы, а также травы или сорняков, количество оксида углерода, выбрасываемого в окружающую атмосферу, уменьшается, и это может внести значительный вклад в развитие мировой промышленности и экономики. В противоположность упомянутому прогрессу в применении целлюлозы эффективное использование лигнина, который, как и целлюлоза, считается широко распространенным источником углерода, до настоящего времени ограничивалось лишь очень узкими областями. В качестве примера такого эффективного использования применения, уже воплощенного на практике, лигнин просто сжигали для получения тепла, применяли его в качестве антисептика или армирующего материала, вводя в бетон. Кроме того, по мере прогресса научных подходов в современной технологии и промышленности,промышленные отходы рассматриваются как вещества, которые не могут изначально присутствовать в природе в высоких концентрациях, но могут накапливаться в ней, и их накопление может иметь серьезные отрицательные последствия для человечества. Большинство из этих соединений содержит ароматические углеводороды, в которых атом кислорода связан с атомом углерода, входящим в бензольное кольцо. Примеры подобных соединений включают диоксины. Проблема образования диоксинов может быть в значительной степени решена путем воздействия на диоксины высокой температуры при сгорании мусора, где они и образуются, но в атмосфере уже может быть рассеяно значительное количество вредных соединений. По этой причине, если упомянутые вредные соединения можно превратить в безвредные путем разложения, с применением катализатора разложения вредных соединений, который естественным образом присутствует в природе, при действии солнечного излучения, непрерывно падающего на поверхность Земли, это могло бы способствовать очистке и удалению загрязнений из окружающей среды, и внести вклад в поддержание здоровья человечества. Однако до сих пор не было предложено ни одного такого практически пригодного катализатора разложения. Кроме того, в последнее время большой интерес в качестве источника энергии привлекли к себе топливные батареи, в которых электродвижущая сила возникает благодаря движению ионов водорода. Однако в случае использовании газообразного водорода в качестве источника ионов водорода, большая часть газообразного водорода, служащего источником ионов, в настоящее время вырабатывается из горючих полезных ископаемых. Кроме того, газообразный водород можно получать электролизом воды, но даже в этом случае необходимо использовать электрическую энергию. Помимо этого, в случае солнечных батарей, в которых электроэнергия вырабатывается за счет использования энергии солнечного света, необходимо производить полупроводниковые устройства, и для производства этих полупроводниковых устройств потребуются огромные количества природных ресурсов и значительные капиталовложения, если существующая в настоящее время потребность в энергии будет удовлетворяться за счет применения таких солнечных батарей. Даже в случае солнечных батарей,сенсибилизированных красителями, необходимо применять наночастицы оксида титана, а синтетический краситель, который способен обеспечить достаточную электродвижущую силу, обладает значительной стоимостью. В известном уровне техники существует способ разложения лигнинсодержащих веществ, который включает стадию введения лигнинсодержащего вещества в тесный контакт с функциональным водным раствором для осуществления упомянутого разложения (см., например, патентный документ 1 по приведенной ниже ссылке). Раскрыто, что в этом способе известного уровня техники функциональный водный раствор включает гидроксид натрия, однако нет каких-либо явных или конкретных указаний на продукты разложения, и не указано, что в результате разложения по раскрытой методике могут быть получены спирты. Кроме того, было известно, что порфирины, содержащие большое количество атомов Cl и F,проявляют активность в реакции окисления лигнина и превращения алканов в спирты (см., например,патентный документ 2 по приведенной ниже ссылке). Однако этот способ известного уровня техники не включает упоминаний о применении каких-либо щелочных соединений и фотокатализатора. Документы известного уровня техники Патентный документ 1: нерассмотренная патентная публикация Японии 2000-144592 (формула изобретения, отрывок, включенный в параграф [0030]). Патентный документ 2: TOKUHYO Hei 2-503086 (отрывок текста в верхней части левого столбца на с. 4). Сущность изобретения Проблемы, которые предполагалось решить настоящим изобретением Цель настоящего изобретения заключалась в разработке катализатора разложения лигнина, включающего порфирин, который никогда не применялся в способах известного уровня техники; способа получения спиртов, например метанола, и органических кислот с применением лигнина в качестве исходного вещества; способа получения продуктов разложения лигнина; а также в исследовании порфиринов. Средства решения указанных проблем Катализатор разложения лигнина по настоящему изобретению характеризуется тем, что он включает порфирин, который может проявлять свое каталитическое действие при облучении его световым излучением. При этом порфирин представляет собой тетрапиррольное соединение, имеющее структуру порфиринового цикла, которое получают культивированием бактерий Escherichia coli в культуральной среде с последующим выделением указанного соединения из культуральной среды. Катализатор разложения лигнина по настоящему изобретению отличается тем, что порфирин является тетрапиррольным соединением, включающим метильную группу и этоксикарбонильную группу или ацетатную группу (группу пропионовой кислоты) в качестве заместителей порфиринового цикла. Упомянутый катализатор разложения лигнина отличается тем, что порфирин является тетрапиррольным соединением, включающим четыре метильные группы и четыре этоксикарбонильные группы или ацетатные группы (группы пропионовой кислоты) в качестве заместителей порфиринового цикла. Упомянутый катализатор разложения лигнина отличается тем, что порфирин представляет собой порфирин, в молекуле которого имеется карбоксильная группа. Упомянутый катализатор разложения лигнина отличается тем, что порфирин представляет собой порфирин, в молекуле которого имеется в общей сложности две, четыре или восемь карбоксильных групп. Упомянутый катализатор разложения лигнина отличается тем, что порфирин представляет собой как минимум один порфирин, выбранный из группы, состоящей из уропорфирина, протопорфирина и копропорфирина. Упомянутый катализатор разложения лигнина отличается тем, что он включает культуральную среду, содержащую тетрапиррольное соединение, имеющее структуру порфиринового цикла, которое получено культивированием Escherichia coli в культуральной среде. Упомянутый катализатор разложения лигнина отличается тем, что бактерия Escherichia coli, представляет собой такую бактерию, в которой не может происходить экспрессия гена ypjD (Ь 2611) вследствие его изменения или мутации. Упомянутый катализатор разложения лигнина отличается тем, что бактерия Escherichia coli представляет собой вариант включения, в который включен транспозон для гена ypjD (b2611). Способ получения спиртов и органических кислот по настоящему изобретению характеризуется тем, что он включает стадии добавления к лигнину раствора, содержащего щелочное соединение, действия катализатора разложения лигнина, описанного выше, на раствор, содержащий лигнин и щелочное соединение, и затем выделения или разделения спиртов и органических кислот из полученного раствора,содержащего лигнин/щелочное соединение. Упомянутый способ получения спиртов и органических кислот отличается тем, что раствор, содержащий лигнин и щелочное соединение, после действия на него упомянутого выше катализатора разложения лигнина подвергают действию светового излучения (предпочтительно подвергают действию, например, УФ-излучения или солнечного света) и затем спирты и органические кислоты выделяют или разделяют из раствора, содержащего лигнин и щелочное соединение. Упомянутый способ получения спиртов и органических кислот отличается тем, что спирты и органические кислоты выделяют или разделяют из раствора, содержащего лигнин и щелочное соединение,после действия упомянутого катализатора разложения лигнина на раствор, содержащий лигнин и щелочное соединение, и дополнительного действия на этот раствор светового излучения (предпочтительно,-2 020971 например, действия УФ-излучения или солнечного света). Упомянутый способ получения спиртов и органических кислот отличается тем, что образовавшиеся из лигнина спирты и органические кислоты, полученные из лигнина, выделяют или разделяют после действия на лигнин упомянутого катализатора разложения лигнина и дополнительного действия на лигнин светового излучения (предпочтительно действия на него, например, УФ-излучения или солнечного света). Упомянутый способ получения спиртов и органических кислот отличается тем, что щелочное соединение представляет собой как минимум одно соединение, выбранное из группы, состоящей из KOH иNaOH. Упомянутый способ получения спиртов и органических кислот отличается тем, что спирт представляет собой метанол и органические кислоты включают муравьиную кислоту, уксусную кислоту, яблочную кислоту, янтарную кислоту и пировиноградную кислоту. Упомянутый способ получения спиртов и органических кислот отличается тем, что разделение спиртов осуществляют перегонкой. Способ получения продуктов разложения лигнина по настоящему изобретению отличается тем, что он включает стадию выделения продуктов разложения лигнина (углеродсодержащих соединений небольшой молекулярной массы), образовавшихся во время выделения спиртов и органических кислот по упомянутому выше способу получения спиртов и органических кислот. Катализатор разложения лигнина по настоящему изобретению отличается тем, что он содержит порфирин, полученный культивированием бактерий Escherichia coli, в которых не может происходить экспрессия гена ypjD (b2611) вследствие их вариации. Полезные эффекты изобретения Согласно настоящему изобретению порфирины, а именно тетрапиррольные соединения, имеющие порфириновую структуру, которые образуются биологическим путем при использовании Escherichia coli,а также синтетические порфирины, могут действовать в качестве эффективных катализаторов разложения лигнина. Согласно настоящему изобретению при действии на лигнин щелочного соединения и упомянутого катализатора разложения лигнина, которые можно использовать, необязательно, в комбинации со световым излучением, можно получать и выделять спирты и органические кислоты, а также низкомолекулярные продукты разложения и, кроме того, из лигнина можно получать или выделять ионы водорода. Краткое описание иллюстративного материала На фиг. 1 показана структурная формула продукта, полученного в препаративном примере 1. На фиг. 2 показан спектр поглощения, полученный при спектроскопическом исследовании продукта препаративного примера. На фиг. 3 показан спектр 1 Н ЯМР образца 1, полученного в препаративном примере 1. На фиг. 4 показан спектр 13 С ЯМР образца 1, полученного в препаративном примере 1. На фиг. 5 показан спектр HSQC образца 1, полученного в препаративном примере 1. На фиг. 6 показан спектр COSY образца 1, полученного в препаративном примере 1. На фиг. 7 показан спектр НМВС образца 1, полученного в препаративном примере 1. На фиг. 8 показан спектр NOESY образца 1, полученного в препаративном примере 1. На фиг. 9 показан спектр NOESY образца 1, полученного в препаративном примере 1. На фиг. 10 показан спектр 1 Н ЯМР образца 2, полученного в препаративном примере 1. На фиг. 11 показан спектр 13 С ЯМР образца 2, полученного в препаративном примере 1. На фиг. 12 показан увеличенный спектр NOESY образца 2, полученного в препаративном примере 1. На фиг. 13 показан спектр, иллюстрирующий относительное содержание компонентов в образце 2,полученном в препаративном примере 1. На фиг. 14 показаны результаты анализа, проведенного по методике ECI-MS. На фиг. 15 показаны результаты анализа продукта, полученного в препаративном примере 1, по методике пиролиза с последующей GS-MS. Варианты осуществления изобретения Далее по тексту будут подробно описаны варианты осуществления настоящего изобретения. Согласно одному из вариантов осуществления катализатора разложения лигнина и катализатора разложения ароматических углеводородов, в которых атом кислорода связан с атомом углерода, входящим в бензольное кольцо, согласно настоящему изобретению, каждый из этих катализаторов включает порфирин, который может проявлять свою каталитическую активность при действии светового излучения и щелочного водного раствора. Порфирин предпочтительно представляет собой тетрапиррольное соединение, которое имеет структуру порфиринового цикла и которое получают культивированием бактерий Escherichia coli в культуральной среде с последующим выделением секретированного в среду порфирина, или синтетический порфирин. Например, эти катализаторы могут представлять собой культуральную среду, содержащую тетрапиррольное соединение, имеющее структуру порфиринового цикла, и полученную культивированием бактерий Escherichia coli в данной культуральной среде, или порфирин,-3 020971 выделенный в чистом виде из культивированных клеток, или экстракт размножившихся и культивированных клеток. Упомянутые бактерии Escherichia coli предпочтительно представляют собой такие бактерии, в которых была изменена экспрессия генов, так чтобы они не могли экспрессировать ген ypjD (b2611) вследствие их вариации или мутации, или разновидность штамма со вставкой или его вариация, где в гены бактерий включен транспозон для гена ypjD (b2611). Упомянутый порфирин более предпочтительно является тетрапиррольным соединением, содержащим метильные группы (например, четыре метильные группы) и этоксикарбонильные группы или ацетатные группы (группы пропионовой кислоты) (например, четыре этоксикарбонильные группы или ацетатные группы) в качестве заместителей порфиринового цикла. Катализаторы разложения лигнина и ароматических углеводородов по настоящему изобретению,являющиеся продуктом жизнедеятельности Escherichia coli, можно получать, например, по методике,которая подробно описана ниже. Культуральная среда, используемая для получения упомянутого катализатора, не ограничена какойлибо конкретной средой, если только она подходит для культивирования Escherichia coli. Бактерии Escherichia coli можно культивировать в олиготрофной или эвтрофной культуральной среде, после чего выделять из культуральной среды желаемое тетрапиррольное соединение, получая таким образом тетрапиррольное соединение, имеющее структуру порфиринового цикла, которое может представлять собой катализатор разложения лигнина. Таким образом, можно получать тетрапиррольное соединение, заставляя Escherichia coli вырабатывать его в процессе культивирования и размножения бактериальных клеток,с последующим выделением тетрапиррольного соединения, секретированного в культуральную среду. Для предотвращения какого-либо влияния компонентов, например, природных веществ, присутствующих в культуральной среде, которые могут являться препятствием для выделения тетрапиррольного соединения, предпочтительно применять олиготрофную культуральную среду, но настоящее изобретение не ограничено ее применением. Среды, которые применяются в качестве таких олиготрофных культуральных сред, предпочтительно включают, например, среды, содержащие глюкозу или лактозу, но настоящее изобретение не ограничено их применением. Бактерии Escherichia coli, применяемые при получении катализатора разложения лигнина, предпочтительно являются такими бактериями, которые не способны экспрессировать ген ypjD (b2611), вследствие их вариации. Конкретные примеры таких бактерий включают клетки Escherichia coli, полученные из штаммов K12 и штаммов BL21. Например, в настоящем изобретении предпочтительно применяются клетки Escherichia coli штамма K12, которые не способны экспрессировать ген ypjD (b2611) вследствие их вариации. Примерами штаммов Escherichia coli, которые не способны экспрессировать ген ypjD(b2611) вследствие их мутации, являются штаммы Escherichia coli, в гены которых включен транспозон гена ypjD (b2611). Эти мутировавшие штаммы находятся в таком состоянии, что их способность экспрессировать ген ypjD (b2611) частично или полностью отсутствует. При этом штамм K12 можно приобрести, например, у National Bio-Resources, тогда как штамм В 21 можно приобрести, например, у TAKARA BIO. Кроме того, варианты штаммов, в гены которых входит транспозон для гена ypjD (b2611),включают, например, штамм JD23504, который можно приобрести у National Bio-Resources. В этом варианте осуществления штаммы Escherichia coli, во-первых, культивируют в олиготрофной культуральной среде. При этом предпочтительно, чтобы штаммы Escherichia coli подвергались предварительному культивированию в подходящей культуральной среде, отличающейся от олиготрофной культуральной среды, например в культуральной среде LB, и чтобы эти предварительно культивированные штаммы (или предварительно культивированные продукты) затем высевались в олиготрофную культуральную среду для осуществления основной стадии культивирования. Кроме того, помимо олиготрофной культуральной среды возможно применение эфтрофной культуральной среды и синтетической культуральной жидкости. Например, среда может представлять собой синтетическую культуральную жидкость в форме водного раствора, полученного добавлением к деионизированной воде, например, KH2PO4,K2HPO4, (NH4)2SO4, дигидрата лимонной кислоты, глюкозы и MgSO4. В любом случае, подходящая для применения культуральная среда не ограничена какой-либо конкретной средой, до той степени, пока ее можно применять для роста и размножения штаммов Escherichia coli. Условия выращивания Escherichia coli не ограничены какими-либо конкретными условиями и штаммы Escherichia coli можно культивировать в условиях, которые в настоящее время применяются для пролиферации данных бактерий. То же самое будет справедливо для следующего случая, т.е. если штаммы Escherichia coli вначале предварительно культивируют и затем выполняют их основное культивирование, заменяя культуральную среду другой средой. Например, бактериальные клетки предварительно культивируют в культуральной среде LB при температуре в диапазоне от 15 до 40C в течение 6-24 ч, и затем полученную клеточную суспензию подвергают основному культивированию в олиготрофной культуральной среде при температуре от 20 до 40C в течение 12-96 ч. Таким образом, бактериальные клетки размножаются или растут в этой культуральной среде и в результате можно получить культуру(культивированный продукт), которая обладает цветовым оттенком, свойственным для желаемого тетрапиррольного соединения. Затем желаемое тетрапиррольное соединение можно выделить из упомянутого культивированного продукта, применяя способ, который подробно описан ниже. Более конкретно, культивированный продукт подвергают центрифугированию, получая супернатант, который затем фильтруют, и после этого выделяют из фильтрата тетрапиррольное соединение с помощью его адсорбции, например, на колонке, заполненной ионообменной смолой, или на колонке с обращенной фазой. Например, культуральную среду, полученную после культивирования бактериальных клеток, центрифугируют, получая отстой или осадок бактериальных клеток и супернатант, содержащий культуру (культивированный продукт). Затем супернатант фильтруют через фильтр с заранее установленным размер пор (например, 0,22 мкм), и после этого полученный фильтрат вводят в упомянутую колонку с ионообменной смолой, чтобы адсорбировать желаемый продукт на смоле. После этого культивированный продукт элюируют из ионообменной смолы, используя, например, раствор 20% ацетонитрила-0,1% трифторуксусной кислоты и затем полученный элюат лиофилизуют. При этом на упомянутой стадии элюирования можно также применять элюирующий раствор, полученный добавлением водного раствора кислоты или щелочи к органическому растворителю. В этом варианте осуществления получают один или по меньшей мере два вида тетрапиррольных соединений, причем, например, из 500 мл клеточной суспензии можно получить от нескольких миллиграммов до нескольких десятков миллиграммов тетрапиррольных соединений. Продукт, полученный по описанной методике, можно проанализировать, например, с помощью спектроскопии ЯМР (ядерного магнитного резонанса), для подтверждения наличия или отсутствия в продукте тетрапиррольного соединения. Кроме того, при спектрометрическом анализе продукта можно определить, что соединения имеют максимум поглощения в области длин волн, характерной для красителей. В большинстве случаев желаемые соединения являются красителями,демонстрирующими два пика, подобных пикам, наблюдаемым для хлорофилла, гема или фталоцианина. Такие красители применимы в качестве фотокатализаторов или материалов, осуществляющих перенос электронов, причем их электроны возбуждаются при действии на них светового излучения. Кроме того,они принимают участие в окислительно-восстановительных (редокс) взаимодействиях, в водном растворе или через клеточную мембрану, и, соответственно, можно было бы предположить, что они могут выполнять аналогичные функции в батарее. Выше подробно обсуждалось, что тетрапиррольные соединения, например порфирины, можно получать с использованием бактерий Escherichia coli, и, следовательно, способ их получения не требует применения оборудования для синтеза и катализатора, выбранного в зависимости от вида желаемого соединения, которые были бы необходимы при получении этих соединений с помощью химического синтеза, причем способ по настоящему изобретению не требует применения какого-либо растворителя и,соответственно, существует лишь небольшая опасность отрицательного влияния этого способа на окружающую среду. Кроме того, нет необходимости добавления в культуральную среду какого-либо предшественника тетрапиррольного соединения, например, 5-аминолевулиновой кислоты, при культивированииEscherichia coli (см. нерассмотренную патентную публикацию Японии Hei 5-244937), и, кроме того, достаточно выделять тетрапиррольные соединения, секретированные в культуральную среду, и нет необходимости выделять эти соединения из бактериальных клеток (см. нерассмотренную патентную публикацию Японии Hei 5-91866). Другими словами, способ по настоящему изобретению не требует применения какого-либо конкретного соединения и устройства для культивирования Escherichia coli и выделения полученных тетрапиррольных соединений и, соответственно, этот способ дает возможность легко получать тетрапиррольные соединения. Полученные этим способом тетрапиррольные соединения могут применяться в ряде областей, например, здравоохранении, пищевой промышленности и электронике. В описанном выше способе тетрапиррольные соединения выделяют из культуральной среды или продуктов культивирования, получая, таким образом, катализатор разложения лигнина. Более конкретно,в качестве таких соединений предпочтительно применять соединения, выделенные из продуктов культивирования, но культивированный продукт и бактериальные клетки, полученные в результате культивирования, содержат тетрапиррольные соединения и, следовательно, сам культивированный продукт или сами бактериальные клетки могут подобным же образом применяться в качестве катализаторов разложения лигнина. В качестве катализаторов разложения лигнина, применимых в настоящем изобретении, помимо описанных выше продуктов, можно перечислить синтетические порфирины, например, как минимум одно соединение, выбранное из группы, состоящей из протопорфирина, уропорфирина и копропорфирина. В приведенных ниже примерах в качестве таких порфириновых катализаторов, применяются протопорфирин IX (поставляемый компанией ALDRICH), в молекулу которого входят две карбоксильные группы; уропорфирин I (поставляемый компанией SIGMA), в молекулу которого входят 8 карбоксильных групп; копропорфирин I (поставляемый компанией ALDRICH), в молекулу которого входит 4 карбоксильные группы. В центре порфиринового цикла перечисленных соединений также не содержится какого-либо координированного переходного металла, как и в описанных выше порфиринах, полученных при культивировании или размножении Escherichia coli. Ниже по тексту будут подробно описаны варианты осуществления способа получения спиртов и органических кислот по настоящему изобретению. Согласно настоящему изобретению спирты и органи-5 020971 ческие кислоты можно получать при действии на лигнин щелочного соединения, и упомянутых катализаторов разложения лигнина, где указанные средства разложения лигнина могут применяться, необязательно, в комбинации со световым излучением. Более конкретно, спирты, например метанол, можно получать, например, следующими способами:(1) способом, включающим стадии добавления к лигнину описанного выше водного раствора, содержащего щелочное соединение, действия описанного выше катализатора разложения лигнина на раствор,содержащий лигнин и щелочное соединение, при заранее заданной температуре в течение заранее заданного периода времени и затем стадию эффективного выделения спиртов из раствора, содержащего лигнин и щелочное соединение, путем, например, перегонки; (2) способом, включающим стадии добавления к лигнину описанного выше водного раствора, содержащего щелочное соединение, действия описанного выше катализатора разложения лигнина на раствор, содержащий лигнин и щелочное соединение, при заранее заданной температуре в течение заранее определенного периода времени, облучения раствора,содержащего лигнин и щелочное соединение, УФ-лучами или световым излучением с широким диапазоном длин волн, например, солнечными лучами в течение заранее установленного периода времени, и стадию эффективного выделения спиртов из раствора, содержащего лигнин и щелочное соединение, который подвергся действию светового излучения, путем, например, перегонки. При выполнении упомянутой стадии действия на лигнин светового излучения, эту стадию, предпочтительно проводят в такой атмосфере, где реакционный раствор, содержащий лигнин, может прийти в тесный контакт, например, с воздухом, газообразным кислородом или газом, содержащим кислород и/или азот, с тем, чтобы порфирин эффективно проявил свое каталитическое действие. Например, если концентрации лигнина и порфирина находятся на уровне 2,5 и 50 мкг/мл (массовое соотношение: 50/1) соответственно, возможный расход газообразного кислорода на 1 мг лигнина составляет от 0,2 до 0,5 мл. Кроме того, согласно описанному выше способу получения спиртов, при разложении лигнина можно получить или выделить органические кислоты, например муравьиную кислоту, уксусную кислоту,яблочную кислоту, янтарную кислоту и пировиноградную кислоту. Поскольку лигнин, применяемый в настоящем изобретении, не ограничен какой-либо конкретной разновидностью, продукты, которые могут применяться в настоящем изобретении, включают, например,продукты с высокой степенью чистоты, свободные от каких-либо примесей, как, например, восстанавливающих сахаров и целлюлозы (например, продукт, поставляемый компанией SIGMA с номером по каталогу 471003 и молекулярной массой 60000; продукт, поставляемый компанией ALDRICH с номером по каталогу 471046 и молекулярной массой 12000); продукты с несколько более низкой степенью чистоты,содержащие восстанавливающий сахар (например, продукт, поставляемый компанией SIGMA с номером по каталогу 471038 и молекулярной массой 52000), и продукты, нерастворимые в воде (например, продукт, поставляемый компанией ALDRICH с номером по каталогу 370967). Настоящее изобретение позволяет получать или выделять спирты, например метанол, и органические кислоты, например муравьиную кислоту, уксусную кислоту, яблочную кислоту, янтарную кислоту и пировиноградную кислоту, в практически одинаковых количествах из всех описанных выше разновидностей лигнина. Более конкретно, настоящее изобретение могло бы дать возможность получения спиртов и органических кислот, при применении лигнина в качестве исходного материала, несмотря на наличие примесей, различную среднюю молекулярную массу использованного лигнина и его различную растворимость в воде. Раствор щелочного соединения, применяемого в настоящем изобретении, не ограничен каким-либо конкретным раствором, и в изобретении предпочтительно применяются, например, растворы KOH и/илиNaOH, каждый из которых имеет концентрацию в диапазоне от примерно 0,0025 М до примерно 0,05 М. Однако концентрация раствора щелочного соединения не ограничена значениями, попадающими в указанный выше диапазон, хотя наблюдаются некоторые различия в эффективности разделения спиртов и органических кислот. Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения могут быть получены низкомолекулярные углеродсодержащие соединения, которые являются продуктами разложения лигнина,образовавшимися на стадии выделения спиртов и органических кислот по описанному выше способу получения этих спиртов и органических кислот. Настоящее изобретение не ограничено описанными выше вариантами осуществления и включает разнообразные изменения этих вариантов, которые соответствуют сути настоящего изобретения. Далее по тексту настоящее изобретение будет описано более подробно с привлечением следующего препаративного примера и демонстрационных примеров. Примеры Препаративный пример 1. Как было указано выше, спирты и органические кислоты можно получать при добавлении к лигнину порфирина (пиррольного соединения) в качестве катализатора разложения лигнина и, кроме того,можно получать продукты разложения путем фотолитического разложения лигнина, и аналогичным путем можно выделять ионы водорода, высвобождающиеся из лигнина. Кроме того, тетрапиррольные соединения, имеющие структуру порфирина, и синтетические порфирины являются эффективными катализаторами разложения ароматических углеводородов, например диоксина. В этом случае порфирин, при-6 020971 менимый в способе по настоящему изобретению, может представлять собой, например, продукт, полученный биологическим путем с использованием бактерий Escherichia coli. В данном препаративном примере будет описано получение пиррольного соединения с применением бактерий Escherichia coli. Бактериальные клетки, гены которых являются вариантом включения, где осуществлено включение транспозона для гена Escherichia coli ypjD (b2611) (JD23504, можно приобрести у National Bio-Resources) культивировали в 2 мл культуральной среды LB (бакто-триптон: 1%; бакто-дрожжевой экстракт: 0,5%;NaCl: 0,5%) при 37C в течение 12 ч. 1 мл полученной клеточной суспензии добавляли к 500 мл водного раствора, полученного добавлением 9 г KH2PO4, 21 г K2HPO4, 2 г (NH4)2SO4, 1 г дигидрата лимонной кислоты, 3,6 г глюкозы и 200 мг MgSO4 к 1 л деионизированной воды, и осуществляли основной этап культивирования клеток при 37C в течение 24 ч. Было обнаружено, что образующаяся по описанной методике культуральная жидкость является бесцветной в начале основной стадии культивирования, но через 24 ч ее цвет становится розовым. Полученную культуральную жидкость центрифугировали, в результате чего присутствующие в ней клетки осаждались, и полученный супернатант фильтровали через фильтр с размером пор 0,22 мкм. Затем полученный фильтрат пропускали через колонку, наполненную анионообменной смолой, после чего элюировали вещества, адсорбированные смолой, с использованием раствора 20% ацетонитрила-0,1% трифторуксусной кислоты в качестве элюента и лиофилизовали элюат. Описанным способом выделяли продукт,окрашенный в розовый цвет. Полученный продукт исследовали в ряде инструментальных анализов, которые подробно описаны ниже, и эти анализы подтвердили, что продукт представляет собой тетрапиррольное соединение, имеющее структуру, показанную на фиг. 1. Присутствующие на фиг. 1 символы A-G соответствуют меткам,указывающим на соответствующие пики в спектре ЯМР 13 С, показанном на фиг. 4, причем на последующих фигурах эти символы имеют аналогичный смысл. Кроме того, продукт анализировали с использованием спектроскопии ЯМР и получили подтверждение того, что тетрапиррольное соединение действительно присутствует в продукте. Кроме того, наличие калия (K) было установлено с помощью массспектрометрии ICP (масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой), и был сделан вывод, что соединение выделяется в форме, имеющей ионную связь с калием, или в форме комплекса с этим металлом. Кроме этого был осуществлен спектрофотометрический анализ продукта, и в результате удалось подтвердить, что в спектре наблюдается два пика, характерные для порфиринов, в том числе полоса Соре, что показано на фиг. 2. На фиг. 2 можно видеть два пика при длинах волн 395 и 549 нм соответственно. Это явно указывает на то, что продукт является органическим красителем, содержащим способные к миграции свободные электроны. Полученное таким способом тетрапиррольное соединение растворяли в различных растворителях(образец 1 и образец 2), для полученных образцов регистрировали двумерные спектры ЯМР (COSY, NOESY, HSQC, НМВС) и затем анализировали полученные спектры и структуру соединения. Образец 1 получали растворением продукта в CD3OD и затем регистрировали ЯМР спектры образца в следующих условиях: Использованная аппаратура: модель INOVA500 (производства компании Varian); Резонансная частота: 499,8 МГц (1 Н); Стандарт: 3,31 м.д. (CD2HOD, 1H ЯМР); 49,421 м.д. (CD3OD, 13C ЯМР); Число прохождений: 1 Н ЯМР (16 прохождений); 13 С ЯМР (53428 прохождений); COSY (16 прохождений); NOESY (8 прохождений); HSQC (32 прохождения); НМВС (128 прохождений); Прочие условия: время смешивания в спектроскопии NOESY устанавливали на уровне 400 мс. Помимо этого для получения образца 2 полученный продукт растворяли в смеси 90:10:0,1CD3CN/D2O/CD3COOD и затем регистрировали ЯМР спектры полученного раствора в следующих условиях: Использованная аппаратура: модель INOVA600 (производства компании Varian); Резонансная частота: 599,8 МГц (1 Н); Стандарт: 1,92 м.д. (CD2HCN, 1H ЯМР); 49,421 м.д. (CD3CN, 13C ЯМР); Число прохождений: 1 Н ЯМР (64 прохождения); 13 С ЯМР (50000 прохождений); COSY (16 прохождений); NOESY (16 прохождений); HSQC (32 прохождения); НМВС (128 прохождений); Прочие условия: время смешивания в спектроскопии NOESY устанавливали на уровне 400 мс. Структурный анализ образца 1. ЯМР 1 Н спектр образца 1 приведен на фиг. 3 (растворитель: CD3OD). В указанном спектре наблюдаются сигналы в области 10,0-10,5 м.д. (d), в области 4,3 м.д. (f), в области 3,6 м.д. (g) и в области 3,2 м.д. (е), которые, как предполагается, можно отнести к желаемому компоненту. Было установлено, что соотношение интенсивностей сигналов составляет примерно 1:2:3:2. Сигналы d-g идентичны сигналам,проявляющимся на других спектрах. ЯМР 13 С спектр образца 1 приведен на фиг. 4. Предполагается, что соединение является ароматическим, так как в спектре присутствуют сигналы В и С.-7 020971 При этом сигнал d, наблюдаемый в спектре ЯМР 1 Н, является характеристическим сигналом, который не наблюдается в настоящее время из-за величины его химического сдвига, и, по-видимому, относится к протонам порфиринового скелета, с учетом того факта, что присутствующее в образце соединение является ароматическим. Как будет показано ниже при анализе результатов двумерной спектроскопии ЯМР (фиг. 5-9), при отнесении этого соединения к порфиринам, полученные результаты можно проанализировать без каких-либо противоречий. Кроме того, соединение, которое имеет структуру, сходную с предполагаемой и изображенной на фиг. 1, описано в J. Org. Chem., 1999, Vol. 164,21, p.7973-7982, и величина химического сдвига в спектре ЯМР образца по настоящему изобретению согласуется с данными указанной статьи. Соответственно, можно прийти к обоснованному выводу, что исследуемое соединение имеет порфириновую структуру. Ниже будет подробно описан анализ результатов двумерной спектроскопии ЯМР. Результаты исследования по методике HSQC (гетероядерной одноквантовой корреляции) показаны на фиг. 5. Спектроскопия HSQC представляет собой аналитическую методику для определения J1CH. Результаты, полученные по этой методике, также приведены на фиг. 5. Что касается сигналов протонов,заглавные буквы приписаны атомам углерода, непосредственно связанным с протонами. Результаты исследования по методике COSY (двумерной корреляционной спектроскопии) показаны на фиг. 6. Спектроскопия COSY является аналитической методикой определения спин-спинового взаимодействия 1 Н-1 Н. Согласно полученным данным, было установлено, что протоны f и е участвуют в спин-спиновом взаимодействии и с высокой вероятностью можно приписать эти сигналы фрагменту-СН 2-СН 2-Х, с учетом соотношения интенсивностей сигналов и величин химических сдвигов F и Е. При этом X представляет собой не идентифицированный фрагмент, структура которого на данном этапе не определена. Результаты исследования по методике НМВС (гетероядерной корреляции с дальними атомами) показаны на фиг. 7. Спектроскопия НМВС является аналитической методикой для обнаружения JnCH(n=примерно 2-4), и эта методика позволяет получить спектр, зависящий от спин-спинового взаимодействия удаленных друг от друга ядер разных элементов. Анализ полученного спектра явно указывает на наличие таких взаимодействий, как (е,А), (е,В), (e,F), (g,B), (g,C), (f,B), (f,C), (f,E). Ни одно из этих взаимодействий не вступает в противоречие с предполагаемой структурой, показанной на фиг. 1. Результаты исследования по методике NOESY (спектроскопии ядерного эффекта Оверхаузера) показаны на фиг. 8 и 9. Спектроскопия NOESY является аналитической методикой для обнаружения наличия обменного взаимодействия магнитных моментов ядер и, соответственно, эта методика могла бы предоставить информацию о расстоянии между ядерными спинами на основе изменения заселенности магнитных уровней вследствие кросс-релаксации. Анализ спектра явно указывает на наличие таких NOE взаимодействий, как (g,e), (f,g), (f,e), (d,f), (d,e) и (d,g). Эти NOE взаимодействия явно подтверждают достоверность предполагаемой структуры, показанной на фиг. 1. Структурный анализ образца 2. ЯМР 1 Н спектр образца 2 показан на фиг. 10, и его ЯМР 13 С спектр представлен на фиг. 11 (растворитель: CD3CN/D2O/CD3COOD=90:10: 0,1). На фиг. 10 сигналы, заключенные в два прямоугольника, относятся к примесям. По результатам сравнения со спектрами, полученными для предыдущего образца 1,было высказано предположение, что основные компоненты образцов идентичны друг другу. Это подтверждается также результатами анализа соответствующих спектров COSY, NOESY, HSQC и HMBC. На фиг. 12 показан увеличенный NOESY спектр образца 2. В спектре наблюдается расщепление протона d на четыре сигнала, и этим сигналам присвоены обозначения d1-d4, начиная со стороны слабого магнитного поля (в возрастающем порядке). Обнаруженные NOE взаимодействия можно обобщить следующим образом: для d1 и d4 наблюдалось NOE взаимодействие, как с метильной группой, так и с фрагментом -СН 2 СН 2-Х; для d2 наблюдалось NOE взаимодействие только с фрагментом -СН 2-СН 2-Х; для d3 наблюдалось NOE взаимодействие только с метильной группой. Расположение боковых цепей, показанное на фиг. 1, было определено на основании того факта, что помимо описанных выше NOE взаимодействий, на наблюдалось какого-либо заметного NOE взаимодействия между метильными группами или между группами -СН 2-СН 2-Х. Что касается отнесения сигналов 13 С и 1 Н, то им присваивали обозначения таким образом, чтобы сигналы, наблюдаемые в приблизительно одинаковых областях, получали общие обозначения без привязки к конкретным атомам. Это связано с тем, что скелет молекулы порфирина включает повторяющиеся фрагменты, вследствие чего их конкретное отнесение является достаточно затруднительным. Что касается числа повторяющихся фрагментов, в спектре наблюдалось четыре сигнала, которые можно отнести к метильной группе (g) и, соответственно, число метильных групп было принято равным 4. Согласно результатам описанных исследований образцов 1 и 2 можно утверждать, что соединение имеет структуру, показанную на фиг. 1. При этом, однако, существенно, что общее число соответствующих боковых цепей, и, более конкретно, метильных групп и групп -СН 2-СН 2-Х, равно четырем, каждая из боковых цепей может быть присоединена по любому из 8 возможных положений, показанных на фиг. 1, и это не противоречит приведенным выше данным. Соответственно, положение боковых цепей не ограничено конфигурацией, показанной на фиг. 1. На следующем этапе исследовали фрагмент, обозначенный буквой X в группе -СН 2-СН 2-Х. Продукт, полученный по описанной выше методике, подвергали следующим анализам.(1) Качественный анализ с использованием пиролиза и ГХ/МС. Для удаления TFA или аналогичных веществ образцы нагревали при 280C в течение 10 мин в нагревательной печи, после чего подвергали термическому разложению при 600C, и продукты термолиза разделяли и анализировали с использованием газового хроматографа/масс-спектрометра (далее по тексту именуемого ГХ/МС), как подробно описано ниже. Наименования приборов. Прибор для ГХ/МС можно приобрести у Agilent Technologies под торговыми наименованиями НР 5973 тип: масс-спектрометр, оборудованный масс-селективным детектром; и НР 6890 тип: газовый хроматограф. Нагревательную печь можно приобрести у FRONTIER LAB под торговым наименованием PY2020iD: нагревательная печь, тип: устройство для разложения. Образцы для анализа: раствор (0,5 мл), полученный добавлением 1 мл AcCN к 2 мг каждого из образцов, выливали в пробирку для образцов и затем удаляли AcCN, продувая пробирку газообразным азотом.(2) Анализ с использованием масс-спектрометра с ионизацией электрораспылением. Для определения молекулярной массы компонентов, присутствующих в растворе, каждый из образцов исследовали на масс-спектрометре с ионизацией электрораспылением (далее по тексту именуемом"ESI-MS"), как подробно описано ниже. Наименование прибора: Qstar производства Applied Biosystems; Растворитель для введения в спектрометр: AcCN/0,05% водный раствор муравьиной кислоты(50/50); Способ введения: анализируемый раствор вводили непосредственно, используя 30-мкл петлевой дозатор. Режим измерения: регистрация положительных ионов. Анализируемый раствор: небольшое количество раствора, полученного добавлением 1 мл AcCN к 2 мг каждого образца, помещали в пузырек и затем разбавляли до содержания вещества примерно 100 ч./млн с помощью растворителя для введения в спектрометр. По результатам описанного выше анализа ГХ/МС в образце было обнаружен диоксид углерода. Кроме того, по результатам описанного выше анализа ESI-MS (см. фиг. 14) были зарегистрированы фрагментированные ионы с молекулярной массой 59 (4 пика), и, соответственно, эти данные подтвердили наличие во фрагменте этоксикарбонильной группы или группы уксусной кислоты (группы пропионовой кислоты). Кроме того, упомянутый продукт анализировали с использованием методики пиролиза-ГХ/МС, и по результатам этого исследования основными обнаруженными компонентами оказались производные пиррола, показанные на фиг. 15. Этот результат можно было подтвердить сравнением масс-спектральных данных каждого компонента с базой данных, и в результате можно было подтвердить, что в молекуле продукта имеются циклические структуры пиррола. Кроме того, что касается точного определения молекулярной массы, она была установлена по массе иона, образовавшегося путем присоединения иона водорода к продукту, как показано на фиг. 13, и таким образом было найдено, что молекулярная масса самого продукта составляет 654,2682 (=655,2760-1,0078). Полученные данные подтвердили, что продукт является порфирином, боковые цепи которого включают 4 этоксикарбонильные группы или группы уксусной кислоты (группы пропионовой кислоты) и 4 метильные группы, имеющим молекулярную массу 654 и брутто-формулу: C36H38O8N4, и что в центре порфиринового цикла отсутствует какой-либо переходный металл. Пример 1. Лигнин, использованный в этом примере, представлял собой продукт высокой степени чистоты(поставляемый компанией Sigma,по каталогу 471003, с молекулярной массой 60000), свободный от каких-либо примесей, например восстанавливающих сахаров и целлюлозы. В цилиндрическую пробирку, имеющую оптическое пропускание приблизительно равное оптическому пропусканию пробирки Эппендорфа из полипропилена, помещали 1 мл раствора, содержащего 2,5 мг/мл лигнина, 0,05 М KOH и 50 мкг/мл порфирина с 4 карбоксильными группами в молекуле, полученного в описанном ранее препаративном примере 1, и содержимое пробирки в течение 12 ч облучали УФ-излучением, испускаемым УФлампой типа ENF, поставляемой компанией SPECTRONIC. После этого пробирку нагревали при 80C в течение 60 мин, причем газ, выделяющийся из реакционной смеси, анализировали на ГХ/МС QP-2010,снабженном колонкой DB-WAX производства Shimadzu Corporation, и зафиксировали наличие 170 мкг/мл метанола. На этой стадии, кроме того, было обнаружено наличие 140 мкг/мл муравьиной кислоты, 25 мкг/мл яблочной кислоты, 19 мкг/мл уксусной кислоты, 5,4 мкг/мл янтарной кислоты и 6,2 мкг/мл пировиноградной кислоты. В данном случае имелась возможность получения 6,8 мас.% метанола и 5,6 мас.% муравьиной кислоты по отношению к массе сухого лигнина. Кроме того, описанный выше эксперимент повторяли, используя в качестве исходного лигнина продукт высокой степени чистоты (поставляемый компанией Aldrich,по каталогу 471046, с молекулярной массой 12000), свободный от каких-либо загрязнений, например восстанавливающих сахаров и целлюлозы; продукт с несколько более низкой степенью чистоты (поставляемый компанией Sigma,по каталогу 471038, с молекулярной массой 52000), содержащий восстанавливающие сахара; а также нерастворимый в воде продукт (поставляемый компанией Aldrich,по каталогу 370967). В итоге, что касается количества метанола и перечисленных выше органических кислот, были получены практически те же самые результаты, что и в описанном выше эксперименте. Более конкретно, способ по настоящему изобретению дает возможность получения и выделения спиртов и органических кислот, исходя из лигнина,независимо от наличия примесей в лигнине, взятом в качестве сырья, его средней молекулярной массы, а также его растворимости в воде. Кроме того, повторяли описанную выше методику, за исключением того, что вместо использованного в предыдущем эксперименте УФ-излучения применяли солнечный свет, и в итоге получили почти такие же результаты по количеству образовавшегося метанола и органических кислот, как и в описанном выше примере. Как было указано выше, образец в форме реакционной жидкости, полученной при облучении УФсветом, анализировали с использованием гель-фильтрационной колонки по методике ВЭЖХ (высокоэффективной жидкостной хроматографии). Аналогичным образом анализировали раствор до воздействия УФ-излучения, используя его в качестве контроля. В результате анализа образца лигнина до УФоблучения присутствующий в реакционном растворе лигнин обнаруживали по пику поглощения при 310 нм, наблюдавшемуся во фракции, элюируемой из колонки в течение 7-9 мин. С другой стороны, после добавления к лигнину порфирина и облучения полученной смеси УФ-излучением для превращения лигнина в метанол и органические кислоты, как было описано выше, пик поглощения, относящийся к лигнину, и обнаруживаемый при 310 нм во фракции, выходящей из колонки в течение 7-9 мин, уменьшился до 20%. Другими словами, было обнаружено, что добавление порфирина и действие УФ-излучения могло повысить степень разложения лигнина до 80%. Полученные продукты разложения лигнина выделялись из колонки в виде фракций, содержащих низкомолекулярные компоненты по методике гельфильтрации. В итоге было получено примерно 8,5 мас.% метанола и примерно 7 мас.% муравьиной кислоты по отношению к массе разложившегося лигнина. Пример 2. Лигнин, использованный в этом примере, представлял собой продукт высокой степени чистоты(поставляемый компанией Sigma,по каталогу 471003, с молекулярной массой 60000), свободный от каких-либо примесей, например восстанавливающих сахаров и целлюлозы. В цилиндрическую пробирку, имеющую оптическое пропускание приблизительно равное оптическому пропусканию пробирки Эппендорфа из полипропилена, помещали 1 мл раствора, содержащего 2,5 мг/мл лигнина, 0,05 М KOH и, в качестве синтетических порфиринов, 50 мкг/мл каждого из следующих соединений: протопорфирина IX(поставляемого компанией ALDRICH), в молекуле которого содержатся 2 карбоксильные группы, уропорфирина I (поставляемого компанией Sigma), в молекуле которого содержится 8 карбоксильных групп,или копропорфирина I (поставляемого компанией ALDRICH), в молекуле которого содержатся 4 карбоксильные группы, и содержимое пробирки облучали в течение 12 ч УФ-излучением, испускаемым УФлампой типа ENF, поставляемой компанией SPECTRONIC. После этого реакционные смеси, полученные описанным способом, нагревали при 80C в течение 60 мин, причем газы, выделяющиеся из реакционных смесей, анализировали на приборе ГХ/МС QP-2010, снабженном колонкой DB-WAX производстваShimadzu Corporation. При повторении описанной методики несколько раз получали метанол и органические кислоты в практически таких же количествах, что и в примере 1, по отношению к сухой массе использованного лигнина, в каждом из экспериментов, в которых использовались протопорфирин IX, уропорфирин I и копропорфирин I. Более конкретно, было обнаружено, что из исходного лигнина образовался метанол в количестве примерно 6-9 мас.% и муравьиная кислота в количестве примерно 2-4 мас.% по отношению к сухой массе использованного лигнина. Все образцы, отобранные из каждой из описанных выше реакционных смесей, анализировали с использованием гель-фильтрационной колонки по методике ВЭЖХ (высокоэффективной жидкостной хроматографии). Аналогичным образом по той же методике анализировали растворы до облучения УФизлучением, используя их в качестве контрольных образцов. В результате проведенных анализов для образцов до УФ-облучения присутствующий в реакционном растворе лигнин обнаруживали по пику поглощения при 310 нм, наблюдавшемуся во фракции, выходящей из колонки в течение 7-9 мин. С другой стороны, в случае реакционных смесей, полученных добавлением каждого из указанных порфиринов к лигнину и действием на лигнин УФ-излучения для превращения последнего в спирт и органические кислоты (например, муравьиную кислоту), площадь сигнала, относящегося к лигнину, уменьшалась до 60% в случае реакционной смеси, содержащей протопорфирин IX, до примерно 15% в случае реакционной смеси, содержащей уропорфирин I и до примерно 20% для реакционной смеси, содержащей копропорфирин I. Другими словами, было обнаружено, что добавление порфирина к лигнину и облучение полу- 10020971 ченной смеси УФ-светом могло повысить степень разложения лигнина до примерно 40% в случае протопорфирина IX, до примерно 85% в случае уропорфирина I, и до примерно 80% в случае копропорфиринаI. Полученные продукты разложения лигнина выделялись из колонки в виде фракций, содержащих низкомолекулярные компоненты по методике гель-фильтрации. Кроме того, описанный выше эксперимент повторяли, используя в качестве исходного лигнина продукт высокой степени чистоты (поставляемый компанией Aldrich,по каталогу 471046, с молекулярной массой 12000), свободный от каких-либо загрязнений, например восстанавливающих сахаров и целлюлозы; продукт с несколько более низкой степенью чистоты (поставляемый компанией Sigma,по каталогу 471038, с молекулярной массой 52000), содержащий восстанавливающие сахара; а также нерастворимый в воде продукт (поставляемый компанией Aldrich,по каталогу 370967). В итоге, что касается разложения лигнина, было обнаружено, что при использовании синтетических порфиринов получаются практически те же самые результаты. Более конкретно, способ по настоящему изобретению позволяет осуществить разложение лигнина практически в одинаковой степени, несмотря на наличие примесей в лигнине, который используется в качестве исходного вещества, его средней молекулярной массы, а также его растворимости в воде. Кроме того, повторяли описанную выше методику за исключением того, что вместо использованного в этой методике УФ-излучения, на реакционную смесь действовали солнечным светом и в результате были получены практически те же самые результаты. Пример 3. Лигнин, использованный в этом примере, представлял собой продукт высокой степени чистоты(поставляемый компанией Sigma,по каталогу 471003, с молекулярной массой 60000), свободный от каких-либо примесей, например восстанавливающих сахаров и целлюлозы. В цилиндрическую пробирку, имеющую оптическое пропускание приблизительно равное оптическому пропусканию пробирки Эппендорфа из полипропилена, помещали 1 мл раствора, содержащего 1,8 мг/мл лигнина, 0,05 М KOH и 50 мкг/мл протопорфирина IV, поставляемого компанией Sigma ( по каталогу 258385-1G), и содержимое пробирки облучали в течение 12 ч УФ-излучением, испускаемым УФ-лампой типа ENF, поставляемой компанией SPECTRONIC. После этого пробирку нагревали при 80C в течение 60 мин, причем газ, выделяющийся из реакционной смеси, анализировали на приборе ГХ/МС QP-2010, снабженном колонкойDB-WAX производства Shimadzu Corporation, и зафиксировали наличие 54 мкг/мл метанола. Другими словами, имелась возможность получения 3,0 мас.% метанола по отношению к массе сухого лигнина. Кроме того, описанный выше эксперимент повторяли, используя в качестве исходного лигнина продукт высокой степени чистоты (поставляемый компанией Aldrich,по каталогу 471046, с молекулярной массой 12000), свободный от каких-либо загрязнений, например восстанавливающих сахаров и целлюлозы; продукт с несколько более низкой степенью чистоты (поставляемый компанией Sigma,по каталогу 471038, с молекулярной массой 52000), содержащий восстанавливающие сахара; а также нерастворимый в воде продукт (поставляемый компанией Aldrich,по каталогу 370967). В итоге, что касается количества метанола, были получены практически такие же результаты, как в описанном выше эксперименте. Более конкретно, способ по настоящему изобретению позволяет получать и выделять спирты и органические кислоты, исходя из лигнина, независимо от наличия примесей в лигнине, который используется в качестве исходного вещества, его средней молекулярной массы, а также его растворимости в воде. Кроме того, повторяли описанную выше методику за исключением того, что вместо использованного в этой методике УФ-излучения на реакционную смесь действовали солнечным светом и в итоге были получены практически те же самые результаты в отношении количества образовавшегося метанола. Пример 4. Лигнин, использованный в этом примере, представлял собой продукт высокой степени чистоты(поставляемый компанией Sigma,по каталогу 471003, с молекулярной массой 60000), свободный от каких-либо примесей, например восстанавливающих сахаров и целлюлозы. В цилиндрическую пробирку, имеющую оптическое пропускание приблизительно равное оптическому пропусканию пробирки Эппендорфа из полипропилена, помещали 1 мл раствора, содержащего 7,5 мг/мл лигнина и 0,05 М KOH, и содержимое пробирки нагревали при 80C в течение 60 мин, причем газ, выделяющийся из реакционной смеси, анализировали на приборе ГХ/МС QP-2010, снабженном колонкой DB-WAX производства Shimadzu Corporation, и в результате зафиксировали наличие 93 мкг/мл метанола. Другими словами, имелась возможность получения 1,24 мас.% метанола по отношению к массе сухого лигнина. Кроме того, описанный выше эксперимент повторяли, используя в качестве исходного лигнина продукт высокой степени чистоты (поставляемый компанией Aldrich,по каталогу 471046, с молекулярной массой 12000), свободный от каких-либо загрязнений, например восстанавливающих сахаров и целлюлозы; а также нерастворимый в воде продукт (поставляемый компанией Aldrich,по каталогу 370967). В итоге, что касается количества метанола, были получены практически такие же результаты,как в описанном выше эксперименте. Более конкретно, описанный способ по настоящему изобретению позволяет получать метанол, исходя из лигнина, практически в одинаковом количестве, независимо от наличия примесей в лигнине, который используется в качестве исходного вещества, его средней молеку- 11020971 лярной массы, а также его растворимости в воде. Пример 5. Лигнин, использованный в этом примере, представлял собой продукт высокой степени чистоты(поставляемый компанией Sigma,по каталогу 471003, с молекулярной массой 60000), свободный от каких-либо примесей, например восстанавливающих сахаров и целлюлозы. В цилиндрическую пробирку, имеющую оптическое пропускание приблизительно равное оптическому пропусканию пробирки Эппендорфа из полипропилена, помещали 1 мл раствора, содержащего 7,5 мг/мл лигнина и 0,05 М KOH, и содержимое пробирки облучали в течение 24 ч УФ-излучением, испускаемым УФ-лампой типа ENF, поставляемой компанией SPECTRONIC. После этого пробирку нагревали при 80C в течение 60 мин, причем газ, выделяющийся из реакционной смеси, анализировали на приборе ГХ/МС QP-2010, снабженном колонкой DB-WAX производства Shimadzu Corporation, и в результате зафиксировали наличие 150 мкг/мл метанола. Другими словами, имелась возможность получения 2,0 мас.% метанола по отношению к массе сухого лигнина. Кроме того, описанный выше эксперимент повторяли, используя в качестве исходного лигнина продукт высокой степени чистоты (поставляемый компанией Aldrich,по каталогу 471046, с молекулярной массой 12000), свободный от каких-либо загрязнений, например восстанавливающих сахаров и целлюлозы; а также нерастворимый в воде продукт (поставляемый компанией Aldrich,по каталогу 370967). В итоге, что касается количества метанола, были получены практически такие же результаты,как в описанном выше эксперименте. Более конкретно, способ по настоящему изобретению позволяет получать практически одинаковые количества метанола, исходя из лигнина, независимо от наличия примесей в лигнине, который используется в качестве исходного вещества, его средней молекулярной массы, а также его растворимости в воде. Кроме того, повторяли описанную выше методику за исключением того, что вместо использованного в этой методике УФ-излучения на реакционную смесь действовали солнечным светом и в итоге были получены практически те же самые результаты в отношении количества полученного метанола. Пример 6. Лигнин, использованный в этом примере, представлял собой продукт высокой степени чистоты(поставляемый компанией Sigma,по каталогу 471003, с молекулярной массой 60000), свободный от каких-либо примесей, например восстанавливающих сахаров и целлюлозы. В цилиндрическую пробирку, имеющую оптическое пропускание приблизительно равное оптическому пропусканию пробирки Эппендорфа из полипропилена, помещали 1 мл раствора, содержащего 2,5 мг/мл лигнина, 0,05 М KOH и 25 мкг/мл порфирина, полученного в приведенном выше препаративном примере 1, и содержимое пробирки облучали в течение 12 ч УФ-излучением, испускаемым УФ-лампой типа ENF, поставляемой компаниейSPECTRONIC. После этого пробирку нагревали при 80C в течение 60 мин, причем газ, выделяющийся из реакционной смеси, анализировали на приборе ГХ/МС QP-2010, снабженном колонкой DB-WAX производства Shimadzu Corporation, и зафиксировали наличие 160 мкг/мл метанола. Другими словами, было возможно получить 6,4 мас.% метанола по отношению к массе сухого лигнина. Эти результаты однозначно показывают, что добавление порфирина в качестве фотокатализатора к раствору, содержащему лигнин и щелочное соединение, давало возможность значительно увеличить количество метанола, получаемого из лигнина. Кроме того, описанный выше эксперимент повторяли, используя в качестве исходного лигнина продукт высокой степени чистоты (поставляемый компанией Aldrich,по каталогу 471046, с молекулярной массой 12000), свободный от каких-либо загрязнений, например восстанавливающих сахаров и целлюлозы; а также нерастворимый в воде продукт (поставляемый компанией Aldrich,по каталогу 370967). В итоге, что касается количества метанола, были получены практически такие же результаты. Более конкретно, способ по настоящему изобретению позволяет получать практически одинаковое количество метанола, исходя из лигнина, независимо от наличия примесей в лигнине, который используется в качестве исходного вещества, его средней молекулярной массы, а также его растворимости в воде. Кроме того, повторяли описанную выше методику за исключением того, что вместо использованного в этой методике УФ-излучения на реакционную смесь действовали солнечным светом и в итоге были получены практически те же самые результаты в отношении количества образовавшегося метанола. Пример 7. Лигнин, использованный в этом примере, представлял собой продукт высокой степени чистоты(поставляемый компанией Sigma,по каталогу 471003, с молекулярной массой 60000), свободный от каких-либо примесей, например восстанавливающих сахаров и целлюлозы. В цилиндрическую пробирку, имеющую оптическое пропускание приблизительно равное оптическому пропусканию пробирки Эппендорфа из полипропилена, помещали 1 мл раствора, содержащего 2,5 мг/мл лигнина, и содержимое пробирки облучали в течение 24 ч УФ-излучением, испускаемым УФ-лампой типа ENF, поставляемой компанией SPECTRONIC. После этого содержимое пробирки нагревали при 80C в течение 60 мин, причем газ, выделяющийся из реакционной смеси, анализировали на приборе ГХ/МС QP-2010, снабженном колонкой DB-WAX производства Shimadzu Corporation, и зафиксировали наличие 21 мкг/мл метанола. Другими словами, было возможно получить 0,84 мас.% метанола по отношению к массе сухого лигнина. Кроме того, описанный выше эксперимент повторяли, используя в качестве исходного лигнина продукт высокой степени чистоты (поставляемый компанией Aldrich,по каталогу 471046, с молекулярной массой 12000), свободный от каких-либо загрязнений, например восстанавливающих сахаров и целлюлозы; а также нерастворимый в воде продукт (поставляемый компанией Aldrich,по каталогу 370967). В итоге, что касается количества метанола, были получены практически такие же результаты,как и в описанном выше эксперименте. Более конкретно, способ по настоящему изобретению позволяет получать практически одинаковое количество метанола, исходя из лигнина, независимо от наличия примесей в лигнине, который используется в качестве исходного вещества, его средней молекулярной массы, а также его растворимости в воде. Кроме того, повторяли описанную выше методику за исключением того, что вместо использованного в этой методике УФ-излучения на реакционную смесь действовали солнечным светом и в итоге были получены практически те же самые результаты в отношении количества образовавшегося метанола. Пример 14. Лигнин, использованный в этом примере, представлял собой продукт высокой степени чистоты(поставляемый компанией Sigma,по каталогу 471003, с молекулярной массой 60000), свободный от каких-либо примесей, например восстанавливающих сахаров и целлюлозы. В цилиндрическую пробирку, имеющую оптическое пропускание приблизительно равное оптическому пропусканию пробирки Эппендорфа из полипропилена, помещали 1 мл раствора, содержащего 2,5 мг/мл лигнина, 0,05 мМ KOH и 50 мкг/мл порфирина, полученного по методике препаративного примера 1, и содержимое пробирки облучали в течение 12 ч УФ-излучением, испускаемым УФ-лампой типа ENF, поставляемой компаниейSPECTRONIC. Полученные образцы анализировали с использованием гель-фильтрационной колонки по методике ВЭЖХ. Аналогичным образом по той же методике анализировали раствор до облучения УФсветом, используя его в качестве контрольного образца. По итогам сравнения с результатами для контрольного образца до УФ-облучения 72% лигнина в этом образце подверглось разложению в результате действия УФ-излучения, в соответствии с площадями пиков поглощения, относящихся к лигнину, и наблюдаемых при 310 нм во фракциях со временем элюирования из колонки 7 мин. Полученные продукты разложения элюировались в виде фракций, содержащих компоненты с низкими молекулярными массами по методике гель-фильтрации. Продукты разложения лигнина в способе по настоящему изобретению демонстрируют низкий коэффициент поглощения, и, следовательно, их нельзя обнаружить на длине волны 310 нм. Однако нелетучие продукты разложения, присутствующие в элюированных образцах или фракциях, подвергали лиофилизации, и обнаружили, что продукты разложения выделяются в виде осадков. Описанный выше эксперимент повторяли, используя в качестве исходного лигнина продукт высокой степени чистоты (поставляемый компанией Aldrich,по каталогу 471046, с молекулярной массой 12000), свободный от каких-либо загрязнений, например восстанавливающих сахаров и целлюлозы; а также нерастворимый в воде продукт (поставляемый компанией Aldrich,по каталогу 370967), и в итоге были получены практически такие же результаты, как и в описанном выше эксперименте. Более конкретно, добавление порфирина в качестве фотокатализатора к раствору, содержащему лигнин и щелочное соединение, приводило практически к таким же результатам относительно фотолитического разложения лигнина, как и в предыдущем эксперименте, независимо от наличия примесей в лигнине, который используется в качестве исходного вещества, его средней молекулярной массы, а также его растворимости в воде. Кроме того, повторяли описанную выше методику за исключением того, что вместо использованного в этой методике УФ-излучения на реакционную смесь действовали солнечным светом и в итоге были получены практически те же самые результаты. Пример 15. Лигнин, использованный в этом примере, представлял собой продукт высокой степени чистоты(поставляемый компанией Sigma,по каталогу 471003, с молекулярной массой 60000), свободный от каких-либо примесей, например восстанавливающих сахаров и целлюлозы. В 2-мл цилиндрическую пробирку, имеющую оптическое пропускание приблизительно равное оптическому пропусканию пробирки Эппендорфа из полипропилена, в которой оставляли пространство для воздуха, помещали 0,5 мл раствора, содержащего 205 мг/мл лигнина, 0,05 мМ KOH и 50 мкг/мл копропорфирина I (поставляемого компанией ALDRICH), в молекулу которого входят 4 карбоксильные группы, в качестве синтетического порфирина, и содержимое пробирки облучали в течение 48 ч УФ-излучением, испускаемым УФ-лампой типа ENF, поставляемой компанией SPECTRONIC. Реакционный раствор, полученный таким образом, обрабатывали по методике, использованной в примере 2. В результате было подтверждено, что не менее 80% лигнина подверглось разложению. Кроме того, в свободное пространство над раствором вводили газообразный кислород, и затем содержимое пробирки облучали УФ-светом, как описано выше. В результате было установлено, что, как и в предыдущем эксперименте, разложению подверглось не менее 80% лигнина. Кроме того, в свободное пространство над раствором вводили газообразный азот, и затем содержимое пробирки облучали УФ-светом, как описано выше. В результате было установлено, что разложению подверглось примерно 10% лигнина. Помимо этого, описанный выше раствор, содержащий порфирин и лигнин, вводили в пробирку Эппендорфа в таком количестве, чтобы в пробирке не оставалось пустого пространства для воздуха, затем раствор лигнина облучали УФ-светом, как описано выше, и при этом не было обнаружено какого-либо разложения лигнина. Кроме того, описанный выше эксперимент повторяли, используя в качестве исходного лигнина продукт высокой степени чистоты (поставляемый компанией Aldrich,по каталогу 471046, с молекулярной массой 12000), свободный от каких-либо загрязнений, например восстанавливающих сахаров и целлюлозы; продукт с несколько более низкой степенью чистоты (поставляемый компанией Sigma,по каталогу 471038, с молекулярной массой 52000), содержащий восстанавливающие сахара; а также нерастворимый в воде продукт (поставляемый компанией Aldrich,по каталогу 370967), и в результате были получены почти те же самые результаты в отношении разложения лигнина, как и в описанном выше эксперименте. Более конкретно, способ по настоящему изобретению дает возможность получать практически такую же степень разложения лигнина, которая наблюдалась в описанном выше эксперименте, независимо от наличия примесей в исходном лигнине, его средней молекулярной массы и растворимости в воде. Кроме того, повторяли описанную выше методику за исключением того, что вместо использованного в этой методике УФ-излучения на реакционную смесь действовали солнечным светом и в итоге были получены практически те же самые результаты в отношении разложения лигнина. Промышленная применимость Катализатор разложения лигнина по настоящему изобретению не является производным ферментов, например бактерий, вызывающих белую гниль, и он является катализатором небелковой природы. Применение этого катализатора могло бы дать возможность несложным способом разлагать лигнин, в основном, с помощью световой энергии, с тем чтобы получать и выделять спирты, например метанол, и органические кислоты, например муравьиную кислоту, из лигнина, который представляет собой неэффективно используемый природный ресурс, входящий в состав древесины в количестве от 20 до 30%. Соответственно, катализатор разложения лигнина по настоящему изобретению мог бы дать возможность расширить сферу применения лигнина, разложение которого в природных условиях происходит с трудом. Более конкретно, спирты, полученные из лигнина, могут применяться в топливной промышленности, как заменители горючих полезных ископаемых, например бензина, органические кислоты, полученные из лигнина аналогичным способом, могут применяться в ряде областей промышленности. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Катализатор разложения лигнина, включающий порфирин, который способен проявлять свою каталитическую активность при действии на него светового излучения, где порфирин представляет собой тетрапиррольное соединение, имеющее структуру порфиринового цикла, которое получают культивированием бактерий Escherichia coli в культуральной среде с последующим выделением указанного соединения из культуральной среды. 2. Катализатор разложения лигнина по п.1, где катализатор включает культуральную среду, содержащую тетрапиррольное соединение, имеющее структуру порфиринового цикла, которое получено культивированием Escherichia coli в культуральной среде. 3. Катализатор разложения лигнина по п.1 или 2, где бактерия Escherichia coli представляет собой такую бактерию, в которой не может происходить экспрессия гена ypjD (b2611) вследствие ее вариации. 4. Катализатор разложения лигнина по п.1 или 2, где Escherichia coli представляет собой разновидность со вставкой, в которую включен транспозон для гена ypjD (b2611). 5. Катализатор разложения лигнина по любому из пп.1-4, где порфирин является тетрапиррольным соединением, включающим метильную группу и этоксикарбонильную группу или ацетатную группу(группу пропионовой кислоты) в качестве заместителей порфиринового цикла. 6. Катализатор разложения лигнина по любому из пп.1-4, где порфирин является тетрапиррольным соединением, включающим четыре метильные группы и четыре этоксикарбонильные группы или ацетатные группы (группы пропионовой кислоты) в качестве заместителей порфиринового цикла. 7. Катализатор разложения лигнина по любому из пп.1-6, где порфирин является порфирином, в молекуле которого имеется карбоксильная группа. 8. Катализатор разложения лигнина по п.7, где порфирин представляет собой порфирин, в молекуле которого имеется в общей сложности две, четыре или восемь карбоксильных групп. 9. Катализатор разложения лигнина по п.7 или 8, где порфирин представляет собой по меньшей мере одно соединение, выбранное из группы, состоящей из уропорфирина, протопорфирина и копропорфирина. 10. Катализатор разложения лигнина по любому из пп.1-9, где порфирин не содержит какого-либо координированного переходного металла в центре порфиринового цикла. 11. Катализатор разложения лигнина, включающий порфирин, полученный культивированием бак- 14020971 терий Escherichia coli, в которых не может происходить экспрессия гена ypjD (b2611) вследствие ее мутационного изменения. 12. Способ получения спиртов и органических кислот, включающий стадии добавления раствора,содержащего щелочное соединение, к лигнину, действия катализатора разложения лигнина по любому из пп.1-11 на раствор, содержащий лигнин и щелочное соединение, и затем выделения из полученного раствора и разделения образовавшихся спиртов и органических кислот. 13. Способ получения спиртов и органических кислот по п.12, где после действия на раствор, содержащий лигнин и щелочное соединение, катализатора разложения лигнина по любому из пп.1-11 на полученную смесь действуют световым излучением, после чего спирты и органические кислоты, образовавшиеся в полученном растворе, выделяют и разделяют. 14. Способ получения спиртов и органических кислот по п.13, где стадию действия светового излучения осуществляют путем облучения ультрафиолетовым светом или солнечными лучами. 15. Способ получения спиртов и органических кислот по п.12, где спирты и органические кислоты,образовавшиеся в растворе, содержащем лигнин и щелочное соединение, выделяют и разделяют после действия на раствор катализатора разложения лигнина по любому из пп.1-11 и дополнительного действия на полученную смесь световых лучей. 16. Способ получения спиртов и органических кислот по п.15, где стадию действия светового излучения осуществляют путем облучения ультрафиолетовым светом или солнечными лучами. 17. Способ получения спиртов и органических кислот по любому из пп.12, 15 и 16, где щелочное соединение представляет собой по меньшей мере одно соединение, выбранное из группы, состоящей изKOH и NaOH. 18. Способ получения спиртов и органических кислот, включающий стадии действия на лигнин катализатора разложения лигнина по любому из пп.1-11 и затем выделения и разделения спиртов и органических кислот, образовавшихся из лигнина, обработанного указанным катализатором. 19. Способ получения спиртов и органических кислот, который включает стадии действия на лигнин светового излучения с последующим образованием спиртов и органических кислот из подвергнутого действию светового излучения лигнина, где на лигнин действуют катализатором разложения лигнина по любому из пп.1-11, затем лигнин подвергают действию световых лучей, выделяют и разделяют спирты и органические кислоты, образовавшиеся из лигнина. 20. Способ получения спиртов и органических кислот по п.19, где стадию действия светового излучения осуществляют путем облучения ультрафиолетовым светом или солнечными лучами. 21. Способ получения спиртов и органических кислот по любому из пп.12 и 15-20, где спирт представляет собой метанол и органические кислоты включают муравьиную, уксусную, яблочную, янтарную и пировиноградную кислоты. 22. Способ получения спиртов и органических кислот по любому из пп.12 и 15-21, где выделение и разделение спиртов осуществляют перегонкой. 23. Способ получения продуктов разложения лигнина, включающий стадии выделения продуктов разложения лигнина, образовавшихся при выделении спиртов и органических кислот согласно способу получения спиртов и органических кислот по любому из пп.12 и 15-22.