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微生物により合成されたグルカル酸からの高性能バイオベースポリマーの合成と材料化

研究課題

研究課題/領域番号 17J04203
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

呉 宇シン  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) 2017-04-26 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードグルカル酸 / バイオベースポリマー / 糖酸 / キシリレンジアミン / ポリアミド / 重縮合
研究実績の概要

今までは再生可能なバイオマスのグルカル酸を原料とするバイオベース ポリマーを合成した。両末端がカルボキシル基であるグルカル酸(GA)の水酸基をアセチル基により保護したモノマーの合成と、カルボン酸を酸クロリド化し、その重縮合によるポリマーを合成した。
GAから合成した四つの水酸基を全部保護されたグルカル酸アセテート(GAA)を酸クロリドにりグルカル酸クロリドアセテート(GACA)を合成した。GACAと芳香環を含有する m-キシリレンジアミンまたは p-キシリレンジアミンからポリアミドを合成した。モノマーの仕込み比率および反応混合溶液の濃度を変えて分子量は3,300から 11,500 まで、多分散度は約1.6 の生成物が得られた。NMR測定により生成物の化学構造を確認し、ラクトンを生成せずに重合反応を成功したことが分かった。得られるポリアミドの分子量はGAAと線状脂肪族ジアミンから得られ生成物により低かったが、これらの生成物は容易に精製することができる。熱重量分析により、良好な熱安定性を有することが分かった。示差走査熱量測定曲線により、ポリマーは非晶質であることがわかった。偏光顕微鏡でポリマーはガラス転移温度以上での流動性を示すことが明らかになった。したがって、新しいバイオベースポリマーの合成ができた。その成果を学術論文として投稿し、掲載された。
得られたポリマーの脱保護も行った。ポリマーの脱保護は、28%アンモニア溶液を用いて実施することができた。脱保護したポリマーのフリーの水酸基の官能基の修飾により、新たなポリマーの合成が可能になった。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Synthesis of polyamides from sugar derived D-glucaric acid and xylylenediamines2018

    • 著者名/発表者名
      Yuxin Wu, Yukiko Enomoto, Hisaharu Masaki, Tadahisa Iwata
    • 雑誌名

      Journal of Applied Polymer Science

      巻: 136 号: 15 ページ: 47255-47255

    • DOI

      10.1002/app.47255

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Synthesis and characterization of bio-based polymers from sugar derived D-glucaric acid2018

    • 著者名/発表者名
      Yuxin Wu
    • 学会等名
      10th International Conference of Modification, Degradation and Stabilization of Polymers (MoDeSt2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of bio-based polymers from sugar derived D-glucaric acid2018

    • 著者名/発表者名
      Yuxin Wu
    • 学会等名
      The 12th SPSJ International Polymer Conference (IPC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and characterization of polyamides from D-glucaric acid and xylylenediamines2018

    • 著者名/発表者名
      Yuxin Wu
    • 学会等名
      International Conference on Advanced and Applied Petroleum, Petrochemicals, polymers 2018 (ICAPPP2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] グルカル酸を用いたポリアミドの合成と評価2017

    • 著者名/発表者名
      呉宇シン
    • 学会等名
      第66回高分子年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and characterization of polymers derived from D-glucaric acid2017

    • 著者名/発表者名
      Yuxin Wu
    • 学会等名
      Satellite Symposium in Todai by Japan-South-East Asia Collaboration Hub of Bioplastics Study JSPS-Core-to-Core Program
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of polymers from sugar derived D-glucaric acid2017

    • 著者名/発表者名
      Yuxin Wu
    • 学会等名
      6th International Conference on Biobased and Biodegradable Polymers
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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