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イオン液体を移動相とするHPLC:難溶性高分子の溶液物性解析・制御

Research Project

Project/Area Number 12J03004
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Polymer/Textile materials
Research InstitutionKanazawa University (2014)
Tokyo University of Agriculture and Technology (2012-2013)

Principal Investigator

黒田 浩介  金沢大学, 自然システム学系, 特任助教

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsイオン液体 / セルロース / HPLC / 植物バイオマス / リグニン / 分子量分布 / バイオマス / エネルギー / 加水分解 / 平均分子量
Outline of Annual Research Achievements

極性イオン液体はセルロースを常温で溶解できる唯一の溶媒であることから、植物バイオマスのエネルギー変換用の溶媒として非常に注目されている。エネルギー変換のはじめのステップとして、「バイオマスからのセルロース類の抽出」が挙げられる。その際に抽出条件と抽出されてきたセルロース類の分子量との相関については調べられていない。そこで我々は様々なバイオマス(小麦外皮、エゾマツ、ミズナラ)からイオン液体を用いてセルロース類・リグニンを抽出し、これまでに開発してきたイオン液体を移動相とする高速クロマトグラフィー(HPILC)で分子量分布を測定した。
小麦外皮から1-エチル-3-メチルイミダゾリウムメチル亜リン酸塩([C2mim][(MeO)(H)PO2])を用いて小麦外皮からセルロースを抽出し(25~120度、2時間)、HPILCによってその分子量分布を調べた。その結果、UV検出器ではシグナルがあまり検出されず、RI検出器で観測されたシグナルはほとんどセルロース類であることが示された。25度では比較的低分子量のセルロース類のみが少量得られたが、昇温させることで高分子量のセルロース類が多量に得られることがわかった。リグニンについては、昇温により抽出量が主に変化することがわかった。また、高温によるリグニンの分解についても確認された。また、抽出時間の影響についても検討を行った(抽出温度:80度)。抽出時間が長くなるにつれて抽出量が増大した。また、高分子量のセルロース類の割合が増大することが分かったが、その影響については抽出温度による影響よりも小さいことがわかった。リグニンについても抽出時間が長くなるにつれて抽出量が増大することが示された。木質バイオマスについては、小麦外皮よりもコンポーネントを抽出しづらく、相対的にリグニンが多く抽出されることがわかった。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2015 2014 2013 2012

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (21 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Molecular weight distributions of polysaccharides and lignin extracted from plant biomass with a polar ionic liquid analysed without a derivatisation process2015

    • Author(s)
      Kosuke Kuroda, Yukinobu Fukaya, Tatsuhiko Yamada, and Hiroyuki Ohno
    • Journal Title

      Analytical Methods

      Volume: 7 Issue: 5 Pages: 1719-1726

    • DOI

      10.1039/c4ay02493a

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 1H NMR analysis of cellulose in ionic liquids2014

    • Author(s)
      Kosuke Kuroda, Haruhito Kunimura, Yukinobu Fukaya, and Hiroyuki Ohno
    • Journal Title

      Cellulose

      Volume: 21 Issue: 4 Pages: 2199-2206

    • DOI

      10.1007/s10570-014-0271-x

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 1H NMR Evaluation of Polar and Nondeuterated Ionic Liquids for Selective Extraction of Cellulose and Xylan from Wheat Bran2014

    • Author(s)
      Kosuke Kuroda, Haruhito Kunimura,Yukinobu Fukaya, Nobuhumi Nakamura, and Hiroyuki Ohno
    • Journal Title

      ACS Sustainable Chemistry and Engineering

      Volume: 2 Issue: 9 Pages: 2204-2210

    • DOI

      10.1021/sc500407a

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Direct HPILC Analysis on Cellulose Depolymerisation in Ionic Liquids2013

    • Author(s)
      K. Kuroda, Y. Fukaya, H. Ohno
    • Journal Title

      Analytical Methods

      Volume: (in press) Issue: 13 Pages: 3172-3176

    • DOI

      10.1039/c3ay40182k

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 疎水性でセルロースを溶解できるイオン液体の設計:アルキル鎖長の効果2015

    • Author(s)
      ○佐藤 大樹・阿部 充・黒田 浩介・國村 治仁・大野 弘幸
    • Organizer
      日本化学会 第95回春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学 理工学部船橋キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Evaluation of a series of onium hydroxides for effective dissolution of cellulose in the presence of water2015

    • Author(s)
      ○M. Abe, K. Kuroda, and H. Ohno
    • Organizer
      2nd International Workshop of Cyanofactory
    • Place of Presentation
      Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2015-03-05 – 2015-03-06
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Onium hydroxide aqueous solutions: novel solvents for cellulose and woody biomass dissolution2015

    • Author(s)
      ○M. Abe, S. Yamanaka, K. Kuroda, Y. Fukaya, T. Yamada, and H. Ohno
    • Organizer
      FILL symposium
    • Place of Presentation
      Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2015-02-26
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Biorefinery with acidic ionic liquids2015

    • Author(s)
      K. Kuroda, Kyohei Miyamura, Kazuaki Ninomiya, Kenji Takahashi
    • Organizer
      FILL symposium
    • Place of Presentation
      Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2015-02-26
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Onium hydroxide aqueous solutions: a great solvent for wood biomass dissolution under mild condition in the presence of water2014

    • Author(s)
      ○M. Abe, S. Yamanaka, K. Kuroda, Y. Fukaya, T. Yamada, and H. Ohno
    • Organizer
      Sci-Mix in Kanazawa 2014 Green Innovative Chemistry
    • Place of Presentation
      Kanazawa, Japan
    • Year and Date
      2014-12-17
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] High Performance “Ionic Liquid” Chromatography2014

    • Author(s)
      K. Kuroda
    • Organizer
      Sci-Mix in Kanazawa 2014 Green Innovative Chemistry
    • Place of Presentation
      Kanazawa, Japan
    • Year and Date
      2014-12-17
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 優れたセルロース溶解能を有する有機オニウム水酸化物水溶液:カチオン構造が水素結合形成能に与える影響の評価2014

    • Author(s)
      ○阿部 充・黒田浩介・大野弘幸
    • Organizer
      第5回イオン液体討論会
    • Place of Presentation
      横浜シンポジア
    • Year and Date
      2014-10-28 – 2014-10-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] イオン液体によってバイオマスから抽出される多糖類の組成分析2014

    • Author(s)
      ○國村治仁・黒田浩介・大野弘幸
    • Organizer
      第5回イオン液体討論会
    • Place of Presentation
      横浜シンポジア
    • Year and Date
      2014-10-28 – 2014-10-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] バイオマスから選択的な多糖類抽出を可能にするイオン液体の1H NMRを用いた評価2014

    • Author(s)
      ○國村治仁・黒田浩介・大野弘幸
    • Organizer
      第63回高分子討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学
    • Year and Date
      2014-09-24 – 2014-09-26
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] タイトルなし2014

    • Author(s)
      ○M. Abe, K. Kuroda, and H. Ohno
    • Organizer
      Gordon Research Conferences
    • Place of Presentation
      Newry, Maine, USA
    • Year and Date
      2014-08-17 – 2014-08-22
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] イオン液体を移動相とするHPLCの開発 : イオン液体の選択とセルロース類への適用2013

    • Author(s)
      黒田浩介・深谷幸信・大野弘幸
    • Organizer
      第4回イオン液体討論会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学日吉キャンパス
    • Year and Date
      2013-11-21
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] イオン液体によって抽出された多糖類のNo-D NMR解析2013

    • Author(s)
      國村治仁、黒田浩介、深谷幸信、大野弘幸
    • Organizer
      第4回イオン液体討論会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学日吉キャンパス
    • Year and Date
      2013-11-21
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] HPLC analysis of cellulose depolymerisation by ultrasonication using ionic liquids as eluents2013

    • Author(s)
      K. Kuroda, Y. Fukaya and H. Ohno
    • Organizer
      33rd Intemational Conference on Solution Chemistry Post-symposium on Ionic Liquids From Science to Green Chemical Applications
    • Place of Presentation
      AIST Tokyo Waterfront, Odaiba, Tokyo
    • Year and Date
      2013-07-13
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 1H NMR analysis of interaction between cellulose and non-deuteratedionic liquids2013

    • Author(s)
      H. Kunimura, K. Kuroda, Y. Fukaya, and H. Ohno
    • Organizer
      33rd International Conference on Solution Chemistry Post-symposium on Ionic Liquids From Science to Green Chemical Applications
    • Place of Presentation
      AIST Tokyo Waterfiront, Odaiba, Tokyo
    • Year and Date
      2013-07-13
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Direct HPILC Analysis on Cellulose Depolymerization in Ionic Liquids2013

    • Author(s)
      K. Kuroda, Y. Fukaya, and H. Ohno
    • Organizer
      3rd FAPS Polymer Congress and Macro-2013
    • Place of Presentation
      Bangalore, India
    • Year and Date
      2013-05-16
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Direct HPLC Analysis of Cellulose Depolymerization by ultrasonication in ionic Liquida2013

    • Author(s)
      K. Kuroda, Y. Fukaya, and H. Ohno
    • Organizer
      5th Congress on Ionic liquids
    • Place of Presentation
      Faro, Portugal
    • Year and Date
      2013-04-22
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] No-D NMR analysis of cellulose in ionic liquids2013

    • Author(s)
      H. Kunimura, K. Kuroda, Y. Fukaya, and H. Ohno
    • Organizer
      5th Congress on Ionic liquids
    • Place of Presentation
      Faro, Portugal
    • Year and Date
      2013-04-02
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] No-D NMRを用いたイオン液体中のセルロースの溶存状態解析2013

    • Author(s)
      國村治仁、黒田浩介、深谷幸信、大野弘幸
    • Organizer
      第93日本化学会春期年会
    • Place of Presentation
      滋賀県立命館大学びわこ・くさつキャンパス
    • Year and Date
      2013-03-23
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] No-D NMRを用いたイオン液体中のセルロースの溶存状態解析2013

    • Author(s)
      国村治仁、黒田浩介、深谷幸信、大野弘幸
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      滋賀県 立命館大学 びわこ・くさつキャンパス
    • Year and Date
      2013-03-23
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] イオン液体に溶解したセルロースのNo-D NMR法を用いた解析2012

    • Author(s)
      国村治仁、黒田浩介、深谷幸信、大野弘幸
    • Organizer
      第3回イオン液体討論会
    • Place of Presentation
      沖縄県 男女共同参画センター「てぃるる」
    • Year and Date
      2012-12-08
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] HPLC analysis of cellulose dissolved in ionic liquids2012

    • Author(s)
      K. Kuroda, Y. Fukaya, H.Ohno
    • Organizer
      PRiME 2012
    • Place of Presentation
      Hawaii convention center, Hawaii, USA
    • Year and Date
      2012-10-10
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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