| 研究課題/領域番号 |
22K12445
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分64030:環境材料およびリサイクル技術関連
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| 研究機関 | 佐賀大学 |
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研究代表者 |
川口 真一 佐賀大学, 農学部附属アグリ創生教育研究センター, 准教授 (00722894)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | リン酸エステル / 縮合反応 / リン酸 / フィチン酸 / リンのリサイクル / リン / リサイクル / 持続可能性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
容易にほかのものに変換することができない元素は、元素そのものが重要な資源としての性質を帯びている。リン元素は資源の確保が危惧されている。しかしながら、未利用のリン資源がバイオマスを中心に存在するが、それを使用した工業製品の製造は現状では行われていない。一方で、リン酸エステル等のリン含有工業製品の重要性は、プラスチックの難燃剤の分野を中心に年々高まっている。申請者は、今までほとんど検討されてこなかったリン酸を出発原料にしたリン酸エステルへの変換反応の手法が、リンの工業的リサイクルのブレイクスルーとなると仮説をたて、リサイクル実施時における反応や回収、精製過程の問題解決に取り組む。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、リンの工業的リサイクルのブレイクスルーとなるリン酸を出発原料にしたリン酸エステルへの変換反応の手法について研究を進めている。前年度に詳細に検討したリン酸を出発原料にしたリン酸エステルへの変換反応の手法を応用し、植物由来リン化合物であるフィチン酸に着目し、エステル化反応の研究を検討してきた。フィチン酸はバイオマスにも含まれるのでバイオマス由来のリン酸エステルの合成が可能となる。反応条件を検討したところ、フィチン酸に芳香族アルコールそしてアミンを加え、200℃で加熱することによってフィチン酸をリン源として、リン酸ジアリールエステルが得られることが明らかとなた。これは、フィチン酸をリン源としてリン酸エステル類を合成した初めての報告であり、２０２３年に特許申請を行っていたが同年中に特許の権利化を完了した。現在、論文の作成を進めているところである。フィチン酸は米ぬかに豊富に含まれており、最近よく利用されているこめ油の残渣からもリン源であるフィチン酸は得られ、また、洗米廃水からもフィチン酸は得られる。これら含リンの材料は廃棄物として、全国各地から入手することが可能である。実際にこれら米ぬからから抽出したフィチン酸を利用したリン酸ジアリールエステル合成も示した。リン酸ジアリールエステルは難燃剤に利用できることから、今後、バイオマス由来のリンを利用した難燃剤の製造の検討が加速すると考えられる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
前年度に達成したリン酸をリン源としたリン酸ジアリールエステル合成の知見をもとにバイオマスに豊富に含まれるフィチン酸を原料としたリン酸ジアリールエステル合成を達成し、特許の権利化も達成したことから研究はおおむね順調に進んでいると言える。
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| 今後の研究の推進方策 |
工業化を進めるにあたりスケールアップを検討する。また、スケールアップ時に発生する精製の問題に対処するためにアミンなのでの添加に関する条件の再検討を行う。
アルコールの基質検討を行い、基質の適応範囲がどこまで可能なのかを明らかにする予定である。
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