Research on sustainable sciences based on the use of biomass-dissolving ionic liquids

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 26241030
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Design and evaluation of sustainable and environmental conscious system
• Research Institution: Tottori University
• Principal Investigator: ITOH Toshiyuki 鳥取大学, 工学研究科, 教授 (50193503)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 菅沼 学史 鳥取大学, 工学研究科, 講師 (90731753) ; 深谷 幸信 鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 特命准教授 (00714932)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: イオン液体 / バイオマス / セルロース溶解性液体 / リグニン溶解性液体 / セルロースアシル化

Outline of Final Research Achievements

We have developed ionic liquids that dissolved cellulose or lignin; 1-methyl-1-(2-methoxyethyl)pyrrolidinium([P1ME]) 2,5-diaminohexanoate ([P1ME][Lys]) easily dissolved both lignin and cellulose. On the other hand, 1-methyl-1-(2-methoxyethyl)pyrrolidinium acetate ([P1ME][OAc]) dissolved cellulose selectively. Further, we accomplished strong acid or strong base-catalyst free acylation of cellulose using [P1ME][OAc].It was found that the cellulose solution of [P1ME][OAc] was treated with 2,2,2-trifluoroethyl benzoyl ester at 80°C to afford the corresponding cellulose benzoate with a perfect degree of substitution in excellent yield.

Free Research Field

有機合成化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

植物体は地球上で究極の再生可能資源であるが，その成分であるセルロースやヘミセルロースとリグニンが絡み合って構成されているため，各々を分離することは困難であった．本研究により，イオン液体を使うことで環境負荷の低い方法でセルロースとリグニンを分離できる可能性を明らかにした．ついで，この研究で開発したイオン液体にセルロースを溶解させ，容易に調製できるトリフルオロエチルエステルをアシル化剤に使用して，強ハロゲン化物や酸無水物などのアシル化剤，強酸あるいは強塩基触媒不要の中性条件によるセルロースのアシル化を達成した．セルロースを基盤とする再生可能材料の環境調和型合成法になると期待される．