超臨界マイクロリアクターを用いた糖からの化学合成と溶媒効果の解明

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14350413
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 阿尻 雅文 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (60182995)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐々木 満 コンポン研究所, 研究員(研究職) ; 梅津 光央 東北大学, 多元物質科学研究所, 助手 (70333846) ; 高見 誠一 東北大学, 多元物質科学研究所, 助手 (40311550) ; 陶 究 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60333845) ; 後藤 浩太郎 野口研究所, 研究部, 研究員(研究職)
• Keywords: 超臨界 / 水 / セルロース / 糖 / 加水分解 / 反応機構

Research Abstract

糖の分解による選択的化学原料回収について、糖をモデル物質とし、流通系反応装置を用いた実験を行なった。反応生成物の経時変化、反応速度の評価は、反応管長さを様々に変えた実験により行なった。その結果、超臨界条件において、より高温、より低圧下では、糖は、レトロアルドール反応を介してグリコールアルデヒドし、エリスロースさらにグリコールアルデヒドを生成することがわかった。亜臨界条件、あるいは超臨界でもより高圧領域では、脱水反応による1,6アンハイドログルコース生成等が生成することがわかった。
次に、還元末端を有するセロビオースを原料として同様の実験を行なった。生成物は、加水分解によるグルコース、レトロアルドールによるグルコシルエリスロース、さらにグルコシルグリコールアルデヒドであった。さらに反応が進むとこれらの生成物はグルコースとエリスロースあるいはグリコールアルデヒドへと加水分解した。
一方、還元末端を持たないトレハロースを原料とした場合、セルロースのみが生成した。
そこで、加水分解反応速度のみを両者の場合に抽出評価したところ、それぞれの加水分解速度に若干の差異は見られた。この速度については、Amisらのまとめた溶液反応化学(誘電率による反応速度の差異の説明)により説明され、おおよそ内容は感知しなかった。いずれにせよ、反応の制御性、選択性の制御のKeyが重要であることを明らかにした。