| 研究課題/領域番号 |
19H02517
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分27030:触媒プロセスおよび資源化学プロセス関連
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| 研究機関 | 高知大学 |
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研究代表者 |
恩田 歩武 高知大学, 教育研究部総合科学系複合領域科学部門, 准教授 (80335918)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2020年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
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| キーワード | 多糖 / セルロース / 海藻 / 水熱反応 / 固体酸 / ソルボサーマル反応 / 触媒 / ヘミセルロース / 水熱 / 固体酸触媒 / ソルボサーマル / 活性炭 / ゼオライト / 固体触媒 / イオン交換樹脂 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
セルロース，ヘミセルロース，海藻の固有多糖など資源量の多いバイオマス多糖を有用化合物に選択的に変換するプロセスの構築は，持続型社会の実現に向けて重要である。本研究では，触媒ソルボサーマル法における多糖の選択的低分子化機構の解明および固体触媒の特性を解明に取り組む。そして，得られた触媒設計指針をもとに固体触媒を合成し，多糖を高活性かつ高選択的に目的生成物に低分子化する新規触媒化学プロセスを提示する。本提案のソルボサーマル法と固体触媒法を組み合わせた多糖変換は，従来の水溶媒における変換と比較して，副反応である過分解やフミン物質生成などを抑制でき，様々な多糖の高選択的変換に有効であると期待される。
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| 研究成果の概要 |
多糖類から有用化合物への触媒変換プロセスの開発は， 持続型社会の実現に向けて重要である。資源量の多い多糖類には，セルロースの他に、海藻の主成分である粘質多糖などがある。本研究では、粘質多糖の変換プロセスを検討し、硫酸基濃度を制御した分子量選択的な加水分解を達成した。また、セルロースなど中性多糖の加水分解に対するスルホン化活性炭触媒表面近傍の多糖濃縮効果を、強酸性陽イオン交換樹脂樹脂と比較することで解明した。また、結晶性セルロースを固体触媒で生成物選択的に変換することを検討し、プロトン型ゼオライトを用いたソルボサーマル条件下でレブリン酸アルキルを高収率で得た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
多糖類は代表的なバイオマス資源であり，地球上で最大量の有機化合物群である。セルロースに続く資源量の多い多糖類としては，木質のヘミセルロースや海藻固有多糖などがある。それらの多くは，グルコース以外の単糖（ガラクトース，キシロース，ラムノース等）が構成単位である。特に，海藻多糖の化学構造は，酸性官 能基や硫酸エステル部位等が修飾されている複数の種類の単糖単位から構成されるヘテロ多糖であることが多い。そのため，多様な化学原料・医薬品原料の供給源として期待される。
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