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ヘミセルロースの誘導体化と高分子量化による高強度・高機能性プラスチックの創製

研究課題

研究課題/領域番号 12J01289
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 木質科学
研究機関東京大学

研究代表者

ロジャース 有希子  東京大学, 農学生命科学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 390千円)
2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
キーワードヘミセルロース / キシラン / グルコマンナン / カードラン / プルラン / エステル誘導体 / 生分解性 / フィルム / エステル / コポリマー / ポリ乳酸 / アセテート / ナノファイバー / NMR
研究実績の概要


本研究では、ヘミセルロースをはじめとする多糖をプラスチックなどの材料として利用することを目的に、キシラン、グルコマンナン、カードラン、プルランなど様々な多糖を原料に用い、その誘導体の合成とその材料化を試みてきた。
今年度は、新たな機能性として生分解性に着目し、生分解性を有する多糖誘導体の合成とその酵素分解性の評価を行った。誘導体としては、セルロースアセテートを選択し、グルコース単位あたりの水酸基の位置を区別して化学修飾した位置特異的置換誘導体を合成した。セルラーゼを用いて分解性を評価したところ、6位にアセチル基を有さない2,3-O-セルロースアセテートの方が、同じアセチル置換度の2,3,6-O-セルロースアセテートと比べて高い分解性を示した。つまり、6位のアセチル化が酵素分解を阻害していることが示唆された。つまり、誘導体の構造により生分解性を制御できる可能性を示すことができた。
また、グルコマンナン、プルランなどの多糖のエステル誘導体の合成と構造解析、熱的機械的物性評価も引き続き行った。これらの多糖エステルは非晶性ポリマーであり、ともに熱プレスにより透明なフィルムを作成することができ、さらにその物性を置換度により制御できることがわかった。プルランエステルからはエレクトロスピニング法によりナノファイバーを作製することができた。グルコマンナンについては、異なる種類のエステル基を組み合わせた混合エステル誘導体を合成し、その置換度の比率によって得られた誘導体の熱的機械的特性を細かく制御できることが示された。
これらの研究を通じて、さまざまな多糖がプラスチックなどの材料として利用可能であることを示すことができた。今後さらなる発展が期待できる。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (28件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Synthesis and Characterization of Pullulan Alkyl Esters2015

    • 著者名/発表者名
      Yukiko Enomoto-Rogers,Narihiro Iio, Akio Takemura, Tadahisa Iwata
    • 雑誌名

      European Polymer Journal

      巻: 66 ページ: 470-477

    • DOI

      10.1016/j.eurpolymj.2015.03.007

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Syntheses and properties of glucomannan acetate butyrate mixed esters2014

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Danjo, Yukiko Enomoto-Rogers, Akio Takemura, Tadahisa Iwata
    • 雑誌名

      Polymer Degradation and Stability

      巻: 109 ページ: 373-378

    • DOI

      10.1016/j.polymdegradstab.2014.05.023

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Syntheses of Glucomannan Esters and Their Thermal and Mechanical Properties2014

    • 著者名/発表者名
      Yukiko Enomoto-Rogors, Yusuko Ohmomo, Akio Takomura, Tadahisa Iwata
    • 雑誌名

      Carbohydrate Polymers

      巻: 101 ページ: 592-599

    • DOI

      10.1016/j.carbpol.2013.09.103

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Curdlan Ester Derivatives : Synthesis, Structure, and Properties2014

    • 著者名/発表者名
      Hironori Marubayashi, Kazuyori Yukinaka, Yukiko Enomoto-Rogers, Takemura A, Iwata T
    • 雑誌名

      Carbohydrate Polymers

      巻: 103 ページ: 427-433

    • DOI

      10.1016/j.carbpol.2013.12.015

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Xylan Esters as Bio-Based Nucleating Agents for Poly (L-actic Acid)2013

    • 著者名/発表者名
      N. G. V. Fundador, Y. Enomoto-Rogers, A, Takemura, and T. Iwata
    • 雑誌名

      Polymer Degradation and Stability

      巻: 98 号: 5 ページ: 1064-1071

    • DOI

      10.1016/j.polymdegradstab.2013.01.010

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Esterification of Xylan and Its Application2013

    • 著者名/発表者名
      Noreen G. V. Fundador, Yukiko Enomoto-Rogers, Tadahisa Iwata
    • 雑誌名

      Green Polymer Chemistry : Biocatalysis and Materials ACS Symposium Series

      巻: 1,144 ページ: 26-26

    • DOI

      10.1021/bk-2013-1144.ch026

    • ISBN
      9780841228955, 9780841228962
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Syntheses of Poly (L-Lactide)-Block-Xylan Butyrate-Block-Poly (L-Lactide) Triblock Copolymers and Their Properties2013

    • 著者名/発表者名
      Yukiko Enomoto-Rogers, Tadahisa Iwata
    • 雑誌名

      Journal of Wood Science

      巻: 59 号: 6 ページ: 489-498

    • DOI

      10.1007/s10086-013-1367-x

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] セルロース,キシランおよびグルコマンナン誘導体の合成とその材料化2013

    • 著者名/発表者名
      ロジャース有希子、上高原浩、高野俊幸、ノリーン・フンダドール、岩田忠久
    • 雑誌名

      高分子論文集

      巻: 70 号: 10 ページ: 529-538

    • DOI

      10.1295/koron.70.529

    • NAID

      130004489429

    • ISSN
      0386-2186, 1881-5685
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Syntheses and characterization of xylan esters2012

    • 著者名/発表者名
      Fundador N. G. V, Enomoto-Rogers Y, Takemura A, Iwata T,
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 58 号: 18 ページ: 3885-3893

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2012.06.038

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Syntheses and characterization of konjac glucomannan acetate and their thermal and mechanical properties2012

    • 著者名/発表者名
      Enomoto-Rogers Y, Ohmomo Y, Iwata T
    • 雑誌名

      Carbohydrate Polymers

      巻: 92 号: 2 ページ: 1827-1834

    • DOI

      10.1016/j.carbpol.2012.11.043

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Synthesis of xylan derivatives and their applications2015

    • 著者名/発表者名
      Yukiko Enomoto-Rogers, Noreen G.V. Fundador, Tadahisa, Iwata
    • 学会等名
      IAWPS International Symposium on Wood Science and Technology 2015 (IAWPS 2015)
    • 発表場所
      Tower Hall Funabori(Tokyo)
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Enzymatic Degradation of Regioselectively Substituted Cellulose Acetates2015

    • 著者名/発表者名
      Nobuko Takeda, Yukiko Enomoto-Rogers, Akio Takemura and Tadahisa Iwata
    • 学会等名
      IAWPS International Symposium on Wood Science and Technology 2015 (IAWPS 2015)
    • 発表場所
      Tower Hall Funabori(Tokyo)
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] キシランケイ皮酸エステルの合成とその光架橋の試み2014

    • 著者名/発表者名
      ロジャース有希子、岩田忠久
    • 学会等名
      セルロース学会第21回年次大会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島市)
    • 年月日
      2014-07-17 – 2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 位置選択的置換基を有するセルロースアセテートの合成と酵素分解性2014

    • 著者名/発表者名
      竹田展子、ロジャース有希子、 菊池明彦、竹村彰夫、岩田忠久
    • 学会等名
      セルロース学会第21回年次大会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島市)
    • 年月日
      2014-07-17 – 2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] プルランエステル誘導体の合成と基礎物性解析2014

    • 著者名/発表者名
      飯尾 成博・ロジャース 有希子・信川 省吾・ 山口 政之・岩田 忠久
    • 学会等名
      第63回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(名古屋市)
    • 年月日
      2014-05-28 – 2014-05-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] グルコマンナンアシルエステルの合成とアシル鎖長による物性制御2014

    • 著者名/発表者名
      檀上 隆寛・ロジャース 有希子・加部 泰三・丸林 弘典・信川 省吾・山口 政之・竹村 彰夫・岩田 忠久
    • 学会等名
      第63回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(名古屋市)
    • 年月日
      2014-05-28 – 2014-05-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] キシランエステルおよびコポリマーの合成とその性質2014

    • 著者名/発表者名
      ロジャース有希子、 ノリーン・フンダドール、岩田忠久
    • 学会等名
      第3回 JACI/GSC シンポジウム
    • 発表場所
      東京国際フォーラム(東京)
    • 年月日
      2014-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] コンニャクグルコマンナンのアシルエステル誘導体化によるプラスチック材料化2014

    • 著者名/発表者名
      檀上隆寛, ロジャース有希子, 加部泰三, 竹村彰夫, 岩田忠久
    • 学会等名
      エコマテリアル研究会
    • 発表場所
      東京大学(東京)
    • 年月日
      2014-02-28
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] キシランシンナメートの合成とその架橋の試み2014

    • 著者名/発表者名
      ロジャース有希子、岩田忠久
    • 学会等名
      第64回 日本木材学会大会
    • 発表場所
      愛媛大学(松山)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Syntheses of Glucomannan Mix Esters and their Thermal and Mechanical Properties2013

    • 著者名/発表者名
      Takahiro DANJO, Yukiko Enomoto-ROGERS, Hironori MARUBAYASHI Taizo KABE, Akio TAKEMURA, and Tadahisa IWATA
    • 学会等名
      The 4th International Conference on Biobased Polyers (ICBP2013)
    • 発表場所
      Hanyang University (Seoul, South Korea)
    • 年月日
      2013-09-26
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Syntheses and Properties of Pullulan Esters2013

    • 著者名/発表者名
      Norihiro IIO, Yukiko Enomoto-ROGERS, Hironori MARUBAYASHI, Taizo KABE, Akio TAKEMURA, and Tadahisa IWATA
    • 学会等名
      The 4th International Conference on Biobased Polyers (ICBP2013)
    • 発表場所
      Hanyang University (Seoul, South Korea)
    • 年月日
      2013-09-26
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Xylan Alkyl Esters as Nucleation Agents for Poly (lactide) s2013

    • 著者名/発表者名
      Daisuke ISHI, Noreen FUNDADOR, Yukiko ENOMOTO-ROGERS, and Tadahisa IWATA
    • 学会等名
      The 4th International Conference on Biobased Polyers (ICBP2013)
    • 発表場所
      Hanyang University (Seoul, South Korea)
    • 年月日
      2013-09-26
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] カードランエステル誘導体の合成と物性評価及び固体構造解析2013

    • 著者名/発表者名
      丸林弘典, 由岐中一順, ロジャース有希子, 竹村彰夫, 岩田忠久, 引間孝明, 高田昌樹
    • 学会等名
      第62回高分子討論会
    • 発表場所
      金沢大学角間キャンパス(石川)
    • 年月日
      2013-09-12
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] プルランエステル誘導体の合成とその物性評価2013

    • 著者名/発表者名
      飯尾成博, ロジャース有希子, 丸林弘典, 加部泰三, 竹村彰夫, 岩田忠久
    • 学会等名
      第44回繊維学会夏季セミナー
    • 発表場所
      群馬大学(群馬)
    • 年月日
      2013-08-08
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] カードランエステル誘導体の構造と物性2013

    • 著者名/発表者名
      丸林弘典, 由岐中一順, ロジャース有希子, 竹村彰夫, 岩田忠久, 引間孝明, 高岡昌樹
    • 学会等名
      平成25年度繊維学会年次大会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都)
    • 年月日
      2013-06-12
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] プルランエステル誘導体の合成と物性評価2013

    • 著者名/発表者名
      飯尾成博, ロジャース有希子, 丸林弘典, 加部泰三, 竹村彰夫, 岩田忠久
    • 学会等名
      平成25年度繊維学会年次大会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京)
    • 年月日
      2013-06-12
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] グルコマンナン混合エステルの合成と物性評価2013

    • 著者名/発表者名
      檀上隆寛, ロジャース有希子, 丸林弘典, 加部泰三, 竹村彰夫, 岩田忠久
    • 学会等名
      第62回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      京都国際会館(京都)
    • 年月日
      2013-05-29
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] プルランエステル誘導体の合成とその性質2013

    • 著者名/発表者名
      飯尾成博, ロジャース有希子, 丸林弘典, 加部泰三, 竹村彰夫, 岩田忠久
    • 学会等名
      第62回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      京都国際会館(京都)
    • 年月日
      2013-05-29
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] キシランエステルとポリ乳酸からなるグラフトおよびブロック共重合体の合成とその性質2013

    • 著者名/発表者名
      ロジヤース有希子、瀧口武紀、岩田忠久
    • 学会等名
      セルロース学会第19回年次大会
    • 発表場所
      京都大学宇治キャンパス おうばくプラザ(京都)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] カードランエステル誘導体の合成、物性および結晶構造解析2013

    • 著者名/発表者名
      由岐中一順、ロジャース有希子、丸林弘典、竹村彰夫、岩田忠久
    • 学会等名
      第63回木材学会大会
    • 発表場所
      岩手大学(岩手)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] キシランブチレート-ポリ乳酸ブロックコポリマーの合成とその性質2012

    • 著者名/発表者名
      ロジャース有希子、岩田忠久
    • 学会等名
      第1回 JACI/GSCシンポジウム(第12回グリーン・サステイナブル・ケミストリー・シンポジウム)
    • 発表場所
      ペルサール神田(東京)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] キシランエステルおよびキシランとポリ乳酸から成るコポリマーの合成とその性質2012

    • 著者名/発表者名
      ロジャース有希子、岩田忠久
    • 学会等名
      セルロース学会第19回年次大会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] グルコマンナンエステル誘導体の合成と性質2012

    • 著者名/発表者名
      岩田 忠久、大桃 佑介、ロジャース 有希子
    • 学会等名
      第61回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] カードランエステル誘導体の合成と物性および構造評価2012

    • 著者名/発表者名
      由岐中一順、ロジャース有希子、竹村彰夫、岩田忠久
    • 学会等名
      第61回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] キシランブチレートの合成とポリヒドロキシブチレートに対する核剤効果2012

    • 著者名/発表者名
      若本一敏、ロジャース有希子、岩田忠久
    • 学会等名
      第1回 JACI/GSCシンポジウム(第12回グリーン・サステイナブル・ケミストリー・シンポジウム)
    • 発表場所
      ペルサール神田(東京)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Xylan esters as nucleating agents for poly (lactic acid)2012

    • 著者名/発表者名
      Fundador, N. G., Enomoto-Rogers, Y., Takemura, A., and Iwata, T.
    • 学会等名
      第1回 JACI/GSCシンポジウム(第12回グリーン・サステイナブル・ケミストリー・シンポジウム)
    • 発表場所
      ペルサール神田(東京)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and characterization of xylan and glucomannan ester derivatives and their crystallization effects for poly(lactic acid)2012

    • 著者名/発表者名
      Tadahisa Iwata, Noreen G. V. Fundador, Yukiko Enomoto-Rogers
    • 学会等名
      7th MoDeSt Conference
    • 発表場所
      プラハ(チェコ).(招待講演)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and characterization of xylan and glucomannan ester derivatives and their application2012

    • 著者名/発表者名
      Tadahisa Iwata, Noreen G. V. Fundador, Yusuke Ohmomo, Yukiko Enomoto-Rogers
    • 学会等名
      International Cellulose Conference (ICC2012)
    • 発表場所
      CHATERAISE Gateaux Kingdom SAPPORO Hotel & SPA Resort(北海道)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考] 東京大学大学院農学生命科学研究科生物材料科学専攻高分子材料学研究室ホームページ

    • URL

      http://www.fp.a.u-tokyo.ac.jp/lab/polymer/publications/publications.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] グルコマンナンエステル誘導体及びその製造方法、並びにポリマー成形体2013

    • 発明者名
      岩田忠久、ロジャース有希子、大桃佑介、檀上 隆寛
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権番号
      2012-046857
    • 出願年月日
      2013-03-02
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [産業財産権] セルロースアシレート系フィルム光学特性調整剤、セルロースアシレート系樹脂組成物、および、セルロースアシレート系フィルム2012

    • 発明者名
      岩田忠久、ロジャース有希子、井上敏夫、山口政之、信川省吾
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権番号
      2012-242905
    • 出願年月日
      2012-11-02
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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