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2011 Fiscal Year Annual Research Report

酸素漂白条件下における多糖類およびリグニン分解機構の基礎的解析

Research Project

Project/Area Number 20688007
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

横山 朝哉  東京大学, 農学生命科学研究科, 准教授 (10359573)

Keywords酸素 / 漂白 / リグニン / 炭水化物 / 多糖類 / 活性酸素種 / 立体配置 / エピマー
Research Abstract

酸素漂白過程において問題となる多糖類の分解は、主としてリグニン中のフェノール性部位と酸素との反応によって生成する活性酸素種(AOS)によって引き起こされる。これらのAOSと、パルプ構成成分である多糖類とリグニンとの反応を機構的に解明することが、本研究の目的である。本年度は、糖モデル化合物としてセルロースのモデルであるメチルβ-D-グルコピラノシド(MGPβ)と、MGPのそれぞれアノマー位、C-2位、C-3位、および、C-4位エピマーであるメチルα-D-グルコピラノシド(MGPα)、メチルβ-D-マンノピラノシド(MMP)、メチルβ-D-アロピラノシド(MAP)、および、メチルβ-D-ガラクトピラノシド(MGaP)を用いて、これらとAOSとの反応におけるモデル化合物の立体配置相違の影響について、検討を行った。なお本研究では、フェノール性化合物である2,4,6-トリメチルフェノール(TMPh)と酸素の反応によって、AOSを系中で in situ に発生させた。糖モデル化合物として1種類のみをTMPhと共に酸素漂白条件下で処理し、これらとAOSとの反応について検討したところ、MGPα、MGPβ、MGaP、MMP、そして、MAPの順に分解量が多くなった。特にMAPの分解は、他の化合物よりもかなり激しかった。この結果から、各炭素における立体配置の相違が、これら糖モデル化合物とAOSとの反応に大きな影響を及ぼすことが明らかとなった。MGPβと共にもう1種類計2種類の糖モデル化合物をTMPhと共に処理したところ、MMPの存在のみが共存するMGPβの分解を促進したが、これ以外の化合物の存在はMGPβの分解に大きく影響しなかった。MGPβ以外のモデル化合物から見ると、MGPβの存在はMMPの分解を促進し、MGaPの分解は抑制し、そして、MGPαとMAPの分解には影響しなかった。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (14 results)

All 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Investigation on the hydrogen abstraction from methyl glucoside by active oxygen species under oxygen delignification conditions. Part 2: Study on the C-2 position2012

    • Author(s)
      Akihiko Nakagawa
    • Journal Title

      Journal of Wood Chemistry and Technology

      Volume: 32 Pages: 10-22

    • DOI

      10.1080/02773813.2011.591958

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Progress of oxidation of non-phenolic lignin moiety in an oxygen bleaching process via the conversion of non-phenolic into phenolic lignin moiety2012

    • Author(s)
      Satoshi Ohmura
    • Journal Title

      Journal of Wood Science

      Volume: 58 Pages: 243-250

    • DOI

      10.1007/s10086-011-1244-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Investigation on the hydrogen abstraction from methyl glucoside by active oxygen species under oxygen delignification conditions IV: appearance of kinetic isotope effect in the reaction between methyl glucoside and deuterated methyl glucoside2012

    • Author(s)
      Akihiko Nakagawa
    • Journal Title

      Journal of Wood Science

      Volume: 58 Pages: 563-569

    • DOI

      10.1007/s10086-012-1289-z

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Investigation on the hydrogen abstraction from methyl glucoside by active oxygen species under oxygen delignification conditions III: Effect of the origin of active oxygen species2011

    • Author(s)
      Tomoya Yokoyama
    • Journal Title

      Journal of Wood Science

      Volume: 57 Pages: 512-219

    • DOI

      10.1007/s10086-011-1201-2

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Significance of benzylic hydroxymethylene group in the reaction of lignin side-chain with active oxygen species under oxygen bleaching conditions

    • Author(s)
      Satoshi Ohmura,Tomoya Yokoyama,Yuji Matsumoto
    • Journal Title

      J. Wood Sci.

    • DOI

      DOI:10.1007/s10086-013-1339-1

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 酸素漂白条件下における炭水化物と活性酸素首都の反応に対する炭水化物の立体配置の影響2013

    • Author(s)
      中川明彦
    • Organizer
      第63回日本木材学会大会
    • Place of Presentation
      岩手大学農学部 (岩手)
    • Year and Date
      20130327-20130329
  • [Presentation] Side chain oxidation of non-phenolic β-O-4 type lignin model compounds with active oxygen species under oxygen bleaching conditions2012

    • Author(s)
      Satoshi Ohmura
    • Organizer
      The 4th International Conference on Pulping, Papermaking, and Biotechnology
    • Place of Presentation
      China (Nanjing)
    • Year and Date
      20121107-20121109
  • [Presentation] Analysis of kinetic isotope effect in hydrogen abstraction from carbohydrate by active oxygen species2012

    • Author(s)
      Tomoya Yokoyama
    • Organizer
      The 4th International Conference on Pulping, Papermaking, and Biotechnology
    • Place of Presentation
      China (Nanjing)
    • Year and Date
      20121107-20121109
    • Invited
  • [Presentation] 酸素脱リグニン過程における活性酸素種による炭水化物被攻撃部位の特定 3.水素引き抜き反応における速度論的同位体効果の出現について2012

    • Author(s)
      中川明彦
    • Organizer
      第79回紙パルプ研究発表会
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀 (東京)
    • Year and Date
      20120619-20120620
  • [Presentation] 活性酸素種による糖の水素引き抜き反応における速度論的同位体効果の解析2011

    • Author(s)
      中川明彦
    • Organizer
      第56回リグニン討論会
    • Place of Presentation
      山形大学農学部 (山形)
    • Year and Date
      20110915-20110916
  • [Presentation] 酸素漂白条件下における活性酸素種のパルプ残存リグニン酸化機構の検討2011

    • Author(s)
      大村知士
    • Organizer
      第78回紙パルプ研究発表会
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀 (東京)
    • Year and Date
      20110614-20110615
  • [Presentation] Significance of side chain oxidation in the reaction of β-O-4 type lignin model compounds with active oxygen species under oxygen bleaching conditions2011

    • Author(s)
      Satoshi Ohmura
    • Organizer
      The 16th International Symposium on Wood, Fiber and Pulping Chemistry
    • Place of Presentation
      China (Tianjin)
    • Year and Date
      20110608-20110610
  • [Presentation] Reactivity of active oxygen species toward C-2 position of carbohydrate and its dependence on the origin of active oxygen species under oxygen bleaching conditions2011

    • Author(s)
      Akihiko Nakagawa
    • Organizer
      The 16th International Symposium on Wood, Fiber and Pulping Chemistry
    • Place of Presentation
      China (Tianjin)
    • Year and Date
      20110608-20110610
  • [Remarks] 東京大学大学院農学生命科学研究科生物材料科学専攻木材化学研究室

    • URL

      http://www.woodchemistry.fp.a.u-tokyo.ac.jp/index.html

URL: 

Published: 2014-07-24  

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