Elucidation of auto-oxidation mechanisms of lignin aiming at efficient production of low molecular weight aromatics

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K05715
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 40020:Wood science-related
• Research Institution: Kyoto Prefectural University
• Principal Investigator: Hosoya Takashi 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (40779477)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: リグニン / 自動酸化 / 低分子化 / ケミカル生産 / バニリン / 反応機構 / 木質バイオマス / 有機イオン

Outline of Final Research Achievements

The oxidative degradation of lignin by molecular oxygen in alkaline aqueous solutions is an already industrialized and promising method for the depolymerization of lignin. This study elucidates the degradation mechanism of lignin under auto-oxidation conditions, with a particular focus on the mechanism of vanillin formation. Through investigations using various lignin model compounds, we successfully clarified the detailed mechanism of vanillin formation from intermediate units within lignin and outlined the pathway of vanillin formation from phenolic terminal units. Additionally, we developed methods to control the former reaction.

Free Research Field

バイオマス化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

リグニンの自動酸化条件における反応機構は、これまでパルプ漂白の観点から調べられていたが、バニリン生産を始めとするリグニン低分子化法の観点からはほとんど検討されてきていなかった。本研究は、この未踏部分に足を踏み入れるものであり、学術的新規性を有している。また、リグニンの低分子化は、生物資源由来の芳香族化合物の工業的生産を実現するうえで不可欠な技術であり、化学工業との関連から本研究の社会的意義も大きいといえる。