2008 Fiscal Year Annual Research Report
生命科学と有機材料科学を基盤とした植物バイオマス資源からの機能性高分子材料の創製
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18208027
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
片山 義博 Tokyo University of Agriculture and Technology, 大学院・共生科学技術研究院, 教授 (10214339)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
重原 淳孝 東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究院, 教授 (60170867)
政井 英司 長岡技術科学大学, 工学部, 准教授 (20272867)
中村 雅哉 森林総合研究所, きのこ微生物研究領域, チーム長 (50353793)
大原 誠資 森林総合研究所, 樹木化学研究領域, 領域長 (20353617)
梶田 真也 東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究院, 准教授 (40323753)
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| Keywords | 植物バイオマス / リグニン / タンニン / 微生物 / 遺伝子工学 / バイオリアクター / 機能性有機材料 / バイオプラスティックス |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、生命科学と有機材料科学を基盤に、リグニンやタンニンなど複雑な化学構造を持つ植物バイオマス成分から、高付加価値を持つ新規高分子材料を生産するバイオマス利用技術を確立する事である。平成20年度の研究成果は、(1)植物バイオマスの成分分離技術:アルカニトロベンゼン酸化分解に匹敵す前処理条件の確立を目的に、新規リグニン酸化分解触媒候補として中心金属にCoが配位した安定な金属錯体CoPc(SO3Na)4の合成に成功した。(2)PDC生産のバイオリアクターと生産制御:木質系、農業系バイオマスのリグニン成分の前処理により得られる、全てのC6C1タイプの低分子成分混合物からPDCを95%以上の高収率で生産するバイオリアクターを新たに開発した。それを用いて150リッターの大型発酵槽によるPDCの大量生産に成功した。(3)PDCからの新しい有機材料開発:PDC/PDCジオールエステル/乳酸ないしPDC+コハク酸/ブタンジオールの共重縮合系で、10〜40繰り返し単位当たりPDC骨格を1個有するバイオプラスチックスを合成した。既存のポリ乳酸ないしポリブチレンスクシネート(商品名ビオノーレ)と比較して、いずれも力学強度が高くなり生分解性が大幅に改善された。PDC/PDCジオールエステル/ビスヒドロキシエチルテレフタラート(BHT)の三元共重縮合により、バイオソースコポリエステルを開発した。コポリエステルは、金属・ガラス・カーボン材料・ポリイミドなどの極性表面に強く接着することを見出した。今後、カーボンファイバーを強力に束ねる接着剤・プライマーの有力な候補になりうることが示された。(4)石油系原料、テレフタル酸からのPDC生産リアクター開発:テレフタル酸の完全分解微生物(Comamonas sp E2株)の遺伝子欠損変異株を作成し宿主とて利用する事により、テレフタル酸からのリッター当たり9g(收率95%以上)の高收率PDC生産法を確立する事に成功した。
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