超臨界流体の反応溶媒としての高度利用

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04238103
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 中村 厚三 東京大学, 農学部, 教授 (50011036)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 新井 邦夫 東北大学, 工学部, 教授 (10005457) ; 幸田 清一郎 東京大学, 工学部, 教授 (10011107) ; 藤元 薫 東京大学, 工学部, 教授 (30011026)
• Keywords: 水分吸着特性 / エステル反応反応 / アルキレーション反応 / ルイス酸点 / 光誘起ラジカル反応 / 光吸収 / 超臨界水 / 廃棄物ポリマー

Research Abstract

超臨界二酸化炭素中の固定化リパーゼによるエステル交換反応の研究においては、媒体中の水分を溶解度で無欠元化することにより水分吸着特性がFreundlich 式で整理できる結果を得た。その知見に基づき、固定化酵素の水分が一定となる温度と圧力の組合せの異なる条件で連続反応を行ったところ、エステル交換生成物の生産性の至適水分が温度と圧力のある領域において現れ、その値はほぼ一定となる結果をえた。超臨界エタン/AOT系逆ミセルのリパーゼ活性は逆ミセル径の増加と共に増加した。
固体酸触媒を用いた炭化水素のアルキレェーション反応の研究においては、Y型ゼオライトを高温処理することによってルイス酸点が増加し、触媒の被毒物質であるオレフィンの親和性を低下させることが出来た。また、酸強度の強いブレンステッド酸点を含む固体酸シリカ・アルミナ触媒による実験結果により、ルイス酸点を介したハイドライドの転移をキ-ステーションとする新しい反応機構の考えが支持され結果が得られた。
光誘起ラジカル反応の研究においては、各種反応媒体中の酸素のヘルツベルグ帯の光吸収の機構を検討し、吸収の禁制の緩和と媒体の持つイオン化ポテンシャルとの間に強い相関性のあること見いだした。また、二酸化炭素中のエタンおよびエチレンの酸化をKrFレーザー光の照射によって行い、生成物の比率を比較することにより連鎖反応系の素反応課程の推定を行った。
超臨界水でのポリマーの分解の研究においては、セルロース中の加水分解速度が還元末端とそれ以外の部位とで異なり、熱分解はセルロースの還元末端およびグルコース分子のみで起こることを明らかにした。この知見に基づきセルロース分解のモンテカルロシュミュレーションを行い、グルコース収率、オリゴ糖収率、およびその滞留時間依存性について実験と一致する結果をえた。PETの分解については99.9%の純度のテレフタル酸を約70-80%の回収率出来る結果を得た。

Research Products

• [Publications] Kozo Nakamura 他: "Disruption of Microbial Cells by the Flash Discharge of High-pressureCO_2" Biosci. Biotech. Biochem.58. 1297-1994 (1994)
• [Publications] K.Nakamura: "Biological Applications of Suppercritical Fluids" Proc. of the 3rd Int. Symp. on Supercritical Fluids. Tome 3. 121-130 (1994)
• [Publications] 新井 邦夫: "超臨界水中での廃棄物のプラスチックスの分解・化学原料回収" 高分子. 43. 571-571 (1994)
• [Publications] T.Adschiri 他: "Biomass Conversion in Supercritical Fluid" Proc. of the 3rd Int. Symp. on Supercritical Fluids. Tome 3. 69-74 (1994)
• [Publications] 大島 義人 他: "超臨界二酸化炭素中の炭化水素のレーザー光誘起反応" 化学工学会第27回秋季大会研究発表講演要旨集. 第2分冊. 319-319 (1994)
• [Publications] 大島 義人 他: "超臨界流体中の酸素ヘルツベルグ帯の光吸収と反応" 第10回化学反応討論会講演要旨集. 69-70 (1994)