2015 Fiscal Year Research-status Report
亜臨界含水アルコール中における糖の異性化機構の解明
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26870296
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
小林 敬 京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (70416311)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 希少糖 / 亜臨界流体 / 異性化 / 速度定数 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
沸点以上の温度で加圧することにより液体状態を保った流体のことを亜臨界流体と呼ぶ。亜臨界含水エタノールはその一例である。亜臨界流体を用いたバイオマスの処理が注目されているが、生起する現象についての理論的考察は少なく、応用的研究に適用できない。そこで、糖類をモデル物質として、亜臨界流体中での反応挙動を測定した。前年度の研究で、亜臨界含水エタノール中でグルコースを処理すると、亜臨界水中に比べて、フルクトースとマンノースの収率が上昇する結果が得られていた。
これらの結果は、他のアルコールでも起こる可能性が考えられたため、メタノールや１－プロパノールなどのアルコールを用いて、グルコースを基質として同様の検討を行ったところ、フルクトースの生成が優位であった。このことから、アルコールの種類の影響は大きくはないと推察された。
本反応を速度解析した結果、各反応過程の速度定数は異なるものの、水中での糖のアルカリ異性化と同等の機構で進むと推察された。この反応メカニズムは糖類に対して一般的であるため、他の単糖にも亜臨界処理の適用を試みた。ガラクトースやキシロース、リボースなど他の六炭糖や五炭糖を亜臨界含水エタノール中で処理したところ、対応するフルクトース型の希少糖である、タガトースやキシルロース、リブロースが高い収率で生成した。また、収率は高くないが、マンノース型の希少糖（タロース、リキソース、アラビノース）も生成が確認された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成２７年度の研究では、亜臨界エタノール中で、種々の単糖を処理した。当初、研究目的で提示した「①単糖の異性化により生じる反応中間生成物、および過分解生成物を同定する」を明らかにする予定であったが、少量の生成物が数多く生成したため、同定には至らなかった。
しかし、より興味深い「希少糖」の合成が順調に推移し、多数の希少糖が生成する手段を提示できた。このことから、今後は、亜臨界流体処理による希少糖の合成に方針を変更する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
単糖を亜臨界含水エタノール処理することで、希少糖を製造する手段が見いだされた。また、反応の機構が水中でのアルカリ異性化によるものと同等であることも推察されたことから、種々の希少糖の合成に取り組む予定である。
また、工業化を指向する場合には、大量生産の手段の確立及び、合成された希少糖を分離・精製する手段の構築も必要である。これらの解決に向けて取り組んでいく予定である。
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| Causes of Carryover |
研究動向調査のため、学会出張を行ったが、出張旅費が当初予定していた額を下回ったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度の旅費として使用する計画である。
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Research Products
(4 results)
