2008 Fiscal Year Final Research Report
Studies on functionalities and structures of TEMPO-oxidized polysaccharides
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18380102
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
林産科学・木質工学
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
IAOGAI Akira The University of Tokyo, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (40191879)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉山 淳司 京都大学, 生存圏研究所, 教授
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| Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) |
和田 昌久 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 准教授
羽生 直人 宇都宮大学, 農学部, 准教授
北岡 卓也 九州大学, 大学院・農学研究院, 准教授
杉山 淳司 京都大学, 生存圏研究所, 教授
和田 昌久 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 准教授
羽生 直人 宇都宮大学, 農学部, 准教授
北岡 卓也 九州大学, 大学院・農学研究院, 准教授
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| Project Period (FY) |
2006 – 2008
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| Keywords | 環境材料 / ナノ材料 / 糖 / 多糖 / 触媒酸化 |
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| Research Abstract |
2, 2, 6, 6-テトラピペリジニル-1-オキシラジカル(TEMPO)を触媒量用いる水系媒体での、セルロースを含む多糖の酸化改質について詳細に検討した。新しく開発した亜塩素酸ナトリウムを主酸化剤とする弱酸性~中性条件でのTEMPO 触媒酸化を、天然セルロース、レーヨンあるいはセルロースビーズのような再生セルロース、その他の多糖類について適用した。その結果、β脱離反応による低分子化が抑えられるために、天然セルロースの酸化-水中解繊処理では、高分子量でアスペクト比の大きいTEMPO 酸化セルロースナノファイバーが得られた。木材セルロースから得られたナノファイバーは幅が4~5nm で、長さは数ミクロン以上あり、新規TEMPO 酸化セルロースナノファイバーの調製方法として確立することができた。天然セルロースをボールミル粉砕して非晶化した場合には、水溶性のポリウロン酸であるセロウロン酸が得られた。一方、レーヨン繊維の亜塩素酸ナトリウム系TEMPO 触媒酸化でも、水溶性のセロウロン酸が得られたが、その分子量は従来法の6 倍以上となり、化学構造も均一であった。再生セロロースビーズに亜塩素酸ナトリウム系TEMPO 触媒酸化を適用したところ、元の多孔質、ビーズ形状を保ったまま、その表面に高密度でカルボキシル基を導入することができた。そのTEMPO 酸化セルロースビーズは、既存のカルボキシメチル化ビーズよりも、高い金属イオン吸着能、カチオン性高分子吸着能を示し、新しい分離用アニオン性セルロースビーズの開発につながるデータを得ることができた。再生セルロースでもレーヨンのようにセロウロン酸が得られる場合と、セルロースビーズのように固体表面のみにカルボキシル基が導入される場合があり、全く異なるがこれは両者の固体構造を反映している。
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[Journal Article] Crystal structure of polysaccharide lyase family 20 endo-β-1,4-glucuronan lyase from the filamentous fungus Trichoderma reesei2009
Author(s)
Konno, N., Ishida, T., Igarashi, K., Fushinobu S., Samejima, M., Habu, N., Isogai, A.
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Journal Title
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[Presentation] Individualization of nanosized plant cellulose fibrils achieved by TEMPO-mediated oxidation under neutral conditions2009
Author(s)
Saito, T., Hirota, M., Tamura, N., Fukuzumi, H., Isogai, A.
Organizer
ACS National Meeting
Place of Presentation
Salt Lake City, USA
Year and Date
20090000
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[Presentation] Structural analysis and gelation mechanism of cellulose in LiCl-DMAc2007
Author(s)
Ishii, D., Tatsumi, D., Murata, K., Hayashi, H., Yoshitani, H., Isogai, A., Matsumoto, T.
Organizer
Int. Cellulose Conf.
Place of Presentation
Tokyo
Year and Date
20071000
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[Remarks] 化学工業日報にセルロースナノファイバーの記事掲載(2009-2-13)
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[Remarks] 日刊工業新聞にキチンナノファイバーの記事掲載(2009-3-20)
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[Remarks] 日刊工業新聞にセルロースナノファイバーの記事掲載(2009-3-30)
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