取り扱いが容易な試薬を用いた新しい木材分析法の開発

Research Project

Project/Area Number	22K05774
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 40020:Wood science-related
Research Institution	Forest Research and Management Organization
Principal Investigator	杉元倫子国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員等 (20353732)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	高田依里国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員等 (50806833)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000) Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords	木材化学 / 代替分析法 / エタノール/ベンゼン抽出 / アルカリ性ニトロベンゼン酸化法 / Wet Chemistry / 木材化学分析 / ニトロベンゼン酸化法
Outline of Research at the Start	学術分野においても、分析者の健康への影響、実験中に使用する試薬や後に出てくる廃棄物等の環境への負荷、などへの配慮が求められている。そのため、これまで広く用いられた優れた分析手法でも、先に述べた配慮に適応できる代替分析手法の開発が望まれている。そこで本研究では、木材化学分析の初段の「エタノール/ベンゼン抽出法」と、木材の主要成分であるリグニンの構造を分析する「ニトロベンゼン酸化法」の代替分析法を、技術が目覚ましく進歩する分析機器を使うのではなく、分析の「精度（正確さ・精密さ）」という点で優れる「Wet Chemistry（）」の手法で開発する。（）古典的な技術と設備で行える化学分析法。
Outline of Annual Research Achievements	本研究では、木材化学分析の初段となる、エタノール/ベンゼン抽出法を代替する抽出法の開発（課題１）、アルカリ性ニトロベンゼン酸化法を代替するリグニン芳香核分析法の開発（課題２）に取り組んでいる。課題１では、スギ材に加えて、今年度新たにミズナラ材とコナラ材を加えた3種を用いて代替抽出溶媒の候補を検討した。その際、前年度の結果を踏まえ、使用制限・環境負荷がより少ないと考えられる新たな代替溶媒についても、候補に追加した。結果、昨年度候補に挙げたメタノール系の混合溶媒（メタノール/トルエン）に加え、メタノール単独や熱水による抽出も代替となり得ることを明らかにした。またミズナラ材やコナラ材は極性の大きな溶媒ほどその抽出物量も多いことから極性の大きな化合物を多量に含んでいることが示唆された。一方でスギ材は低極性の溶媒でも相当量の抽出物が得られており、ミズナラ材やコナラ材よりも多様な極性を有する化合物が含まれることが明らかとなった。さらに、メタノール/トルエン、メタノール単独による脱脂試料のクラーソン分析を行い、常法であるエタノール/ベンゼン脱脂試料でのリグニン量と比較した結果、ミズナラ材とコナラ材では1%以上低いリグニン量が算出され、常法ではリグニン量を過大評価している可能性が示唆された。課題２については、反応後の生成物定量体制を整えたものの、計画している条件で反応を行える実験装置の準備に難航している。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 課題１については順調に進展しているが、課題２においては研究実績の概要に書いた通り、反応装置の目処は立っているものの、実験データの取得に遅れが生じている。
Strategy for Future Research Activity	課題１については、候補となっている代替溶媒に対し、さらに材の種類を増やして検討すると共に、その脱脂試料を用いてクラーソン分析を行い、エタノール/ベンゼン抽出よりも取り扱いが容易で且つ後段の化学成分分析に対する結果の信頼性も高い代替溶媒を明らかにすることを取り組む。課題２については、調製済みサワラ木粉などの針葉樹材で、結果の再現性を確認しつつ、リグニン芳香核由来の反応生成物を高い収率で得られるような反応条件の検討を進める。