アルカリ性マンガン添加酸素および酸性マンガン逐次処理による新規漂白法の構築

• 研究課題/領域番号: 25450237
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 木質科学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 横山 朝哉 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (10359573)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: パルプ化 / 漂白 / 酸素 / マンガン / 木材 / 製紙 / リグニン / 酸化 / パルプ / 多糖類 / 木材化学

研究成果の概要

木材中のリグニンを除去(脱リグニン)し、製紙用パルプの製造を行う化学パルプ化工程では、その環境低負荷性と経済性のため、酸素漂白法が多くの役割を担っている。しかしこの方法には、パルプの主要成分である多糖類の分解が激しいという欠点がある。本研究では、研究代表者がこれまでに蓄積してきた基礎的知見に基づき、この問題点を克服する新規漂白法として、アルカリ性マンガン添加酸素および酸性マンガン逐次処理による新規漂白法を提案した。そして、リグニンおよび多糖類のモデル化合物をこの逐次処理に供することよって、この新規漂白法によって多糖類の分解を抑制し選択的な脱リグニンが達成可能であることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Stereo-preference in the degradation of the erythro and threo isomers of β-O-4-type lignin model compounds in oxidation processes. Part 2: In the reaction with hydroxyl and oxyl anion radicals under hydrogen peroxide bleaching conditions (2017)
  • 著者名/発表者名: Pattaraporn Posoknistakul, Takuya Akiyama, Tomoya Yokoyama, and Yuji Matsumoto
  • 雑誌名: Journal of Wood Chemistry and Technology 巻: 37 号: 2 ページ: 87-98
  • DOI: 10.1080/02773813.2016.1235588
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Stereo-preference in the degradation of the erythro and threo isomers of β-O-4-type lignin model compounds in oxidation processes. Part 1: In the reaction with active oxygen species under oxygen delignification conditions (2016)
  • 著者名/発表者名: Pattaraporn Posoknistakul, Takuya Akiyama, Tomoya Yokoyama, and Yuji Matsumoto
  • 雑誌名: Journal of Wood Chemistry and Technology 巻: 36 号: 4 ページ: 288-303
  • DOI: 10.1080/02773813.2016.1138133
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Investigation on the hydrogen abstraction from methyl glucoside by active oxygen species under oxygen delignification conditions. Part 5: Comprehensive results on experiments using deuterium labeled methyl glucosides (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Yokoyama, Akihiko Nakagawa, and Yuji Matsumoto
  • 雑誌名: Journal of Wood Chemistry and Technology 巻: 35 号: 6 ページ: 450-463
  • DOI: 10.1080/02773813.2015.1039134
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effect of stereo-configurational difference of carbohydrate model compound on the reaction with active oxygen species under oxygen delignification conditions (2015)
  • 著者名/発表者名: Akihiko Nakagawa, Tomoya Yokoyama, and Yuji Matsumoto
  • 雑誌名: Journal of Wood Science 巻: 5 号: 5 ページ: 510-516
  • DOI: 10.1007/s10086-015-1499-2
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Stereo-preferential degradation of the erythro and threo isomers of β-O-4 type lignin model compounds in various oxidation treatments (2017)
  • 著者名/発表者名: Pattaraporn Posoknistakul、秋穂知、秋山拓也、横山朝哉、松本雄二
  • 学会等名: 第67回日本木材学会大会
  • 発表場所: 九州大学箱崎キャンパス（福岡県福岡市）
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] Stereo-preference of hydroxyl and oxyl anion radicals in the reaction with the erythro and threo isomers of β-O-4 type lignin model compounds under hydrogen peroxide bleaching conditions (2016)
  • 著者名/発表者名: Pattaraporn Posoknistakul、秋山拓也、横山朝哉、松本雄二
  • 学会等名: The 5th International Symposium on Emerging Technologies of Pulping and Papermaking
  • 発表場所: 華南理工大学（中国広東省広州市）
  • 年月日: 2016-11-07
  • 国際学会
• [学会発表] Stereo-preferential degradation of the erythro and threo isomers of β-O-4 type lignin model compounds under hydrogen peroxide bleaching conditions and its relation to the type of major degradation products (2016)
  • 著者名/発表者名: Pattaraporn Posoknistakul、秋山拓也、横山朝哉、松本雄二
  • 学会等名: 第61回リグニン討論会
  • 発表場所: 京都大学生存圏研究所（京都府宇治市）
  • 年月日: 2016-10-27
• [学会発表] 二酸化マンガンによるリグニンモデル化合物の酸化反応 (2015)
  • 著者名/発表者名: 秋穂知、横山朝哉、松本雄二
  • 学会等名: 第60回リグニン討論会
  • 発表場所: 筑波大学大学会館、茨城県つくば市
  • 年月日: 2015-11-05
• [学会発表] Stereo-preferential degradation of the erythro and threo isomers of β-O-4 type lignin model compounds under oxygen delignification conditions (2015)
  • 著者名/発表者名: パッタラボルン ポソクニスタクン、秋山拓也、横山朝哉、松本雄二
  • 学会等名: 第60回リグニン討論会
  • 発表場所: 筑波大学大学会館、茨城県つくば市
  • 年月日: 2015-11-05
• [学会発表] Stereo-preferential degradation of the erythro and threo isomers of β-O-4 type lignin model compounds under oxygen delignification conditions (2015)
  • 著者名/発表者名: Pattaraporn Posonistakul, Tomoya Yokoyama, and Yuji Matsumoto
  • 学会等名: The 18th International Symposium on Wood, Fiber and Pulping Chemistry
  • 発表場所: BOKU University, Wienna, Austria
  • 年月日: 2015-09-09
  • 国際学会
• [学会発表] Effect of the structural difference of β-O-4 type lignin model compounds on the reaction with active oxygen species under oxygen bleaching conditionis (2015)
  • 著者名/発表者名: Pattaraporn Posoknistakul, Tomoya Yokoyama, and Yuji Matsumoto
  • 学会等名: 第82回紙パルプ研究発表会
  • 発表場所: 東京大学弥生講堂
  • 年月日: 2015-06-04 – 2015-06-05
• [学会発表] Effect of the structural difference of β-O-4 type lignin model compounds on the reaction with active oxygen species under oxygen bleaching conditions (2015)
  • 著者名/発表者名: パッタラボルン ポソクニスタクン、横山朝哉、松本雄二
  • 学会等名: 第82回紙パルプ研究発表会
  • 発表場所: 東京大学弥生講堂、東京都文京区
  • 年月日: 2015-06-04
• [学会発表] Examination on which carbon-hydrogen bond of a carbohydrate model compound, methyl glucoside, is preferentially abstracted by active oxygen species under oxygen delignification conditions (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Yokoyama, Akihiko Nakagawa Fumiko Konishi and Yuji Matsumoto
  • 学会等名: 2014 International Pulp Bleaching Conference
  • 発表場所: Grenoble, France
  • 年月日: 2014-10-29 – 2014-10-31
• [学会発表] 酸素脱リグニン過程における活性酸素種による炭水化物被攻撃部位の特定５ (2014)
  • 著者名/発表者名: 中川明彦、横山朝哉、松本雄二
  • 学会等名: 第81回紙パルプ研究発表会
  • 発表場所: 東京大学弥生講堂
  • 年月日: 2014-06-02 – 2014-06-03
• [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木材化学研究室
  • URL: http://www.woodchemistry.fp.a.u-tokyo.ac.jp/index.html