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分子鎖の直接観察による天然セルロ-スおよびその誘導体の構造解析

研究課題

研究課題/領域番号 63440013
研究種目

一般研究(A)

配分区分補助金
研究分野 林産学
研究機関東京大学

研究代表者

岡野 健  東京大学, 農学部, 教授 (30011927)

研究分担者 吉原 浩  東京大学, 農学部, 助手 (30210751)
三城 昭義  東京大学, 農学部, 助手 (90012004)
太田 正光  東京大学, 農学部, 助教授 (20126006)
磯貝 明  東京大学, 農学部, 助手 (40191879)
空閑 重則  東京大学, 農学部, 助手 (60012051)
杉山 淳司  東京大学, 農学部, 助手 (40183842)
研究期間 (年度) 1988 – 1991
研究課題ステータス 完了 (1991年度)
配分額 *注記
29,700千円 (直接経費: 29,700千円)
1991年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
1990年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
1989年度: 5,100千円 (直接経費: 5,100千円)
1988年度: 20,600千円 (直接経費: 20,600千円)
キーワードセルロ-ス結晶 / 電子線回折 / X線回折 / バロニア / ラミ- / マ-セル化 / 磁力線 / 結晶変態 / セルロ-ス / 結晶構造 / 木材セルロ-ス / バクテリアセルロ-ス / バロニアセルロ-ス / 磁場 / ホヤ / 電子顕微鏡 / 単結晶 / セルロースII / セルロース誘導体
研究概要

4年間の研究成果を以下にまとめる。
(1)NMRスペクトルによって大別されたバクテリア・バロニア型セルロ-スとコットン・ラミ-型セルロ-スは、それぞれ3斜晶系と単斜晶系のミックス、単斜晶系であることを電子線回折によって明らかにした。
(2)3斜晶系の単位胞は1本のセルロ-ス鎖で構成されていることを初めて示した。従って、セルロ-スIは平行鎖構造であり、バロニアは大単位胞ではないことになり、Honjo & Watanabeの説に替わる新しいモデルが提案された。
(3)種子植物間でも、針葉樹材(N材)、広葉樹材(L材)、タケ類などでセルロ-ス結晶の回折強度や格子面間隔に差があることが分かっている。そこでN材17種、L材61種がバクテリア・バロニア型であるかコットン・ラミ-型であるかを半別分析した結果、N材15種、L材7種がバクテリア・バロニア型であった。ところがN材、L材を精製してホロセルロ-スにすると、すべてがコットン・ラミ-型に変わった。しかし、依然として2つのグル-プ間には差異があることが示された。
(4)セルロ-スIはマ-セル化によって不可逆的にIIに変態する。膨潤初期のアルカリセルロ-スを種々検討した結果、不可逆性はアルカリ膨潤の過程で起こると推定された。
(5)セルロ-ス微結晶を高度に分散させた状態でマ-セル化を行い、電顕、X線回折で調べた結果、X線の変化が生じる処理では、ミクロフィブリルに細かい縦割れや寸断が生じ、ビ-ズ状の粒子が出現するなど、結晶のマクロ形態に大きな変化を生じることが分かった。
(6)ホヤなど高度に結晶化しているセルロ-スミクロフィブリルを用いて、磁力線に対するセルロ-スの配向挙動を調べた。その結果、分子鎖軸が磁力線に垂直に配向することが分かった。

報告書

(5件)
  • 1991 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1990 実績報告書
  • 1989 実績報告書
  • 1988 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (37件)

  • [文献書誌] N.H.Kim,J.Sugiyama and T.Okano: ""X-ray and electron diffraction study of Na-cellulose I.The effect of washing temperature on the structure of Na-cellulose I"" Mokuzai Gakkaishi. 37. 637-643 (1991)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nishimura,T.Okano and A.Sarko: ""Mercerization of cellulose.5.Crystal and molecular structure of Na-cellulose I"" Macromolecules. 24. 759-770 (1991)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Sugiyama,J.Persson and H.Chanzy: ""A combined infrared and electron diffraction study of the polymorphism of native celluloses"" Macromolecules. 24. 2461-2466 (1991)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Sugiyama,R.Vuong and H.Chanzy: ""An electron diffraction study on the two crystalline phases occurring in native cellulose from algal cell wall"" Macromolecules.

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Isogai and R.H.Atalla: ""Anorphous celluloses stable in aqueous media:regeneration from SO_2-amine solvent systems"," J.Polym.Sci.Polym.Chem. 29. 113-119 (1991)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Adachi,J.Sugiyama,Y.Kondo and T.Okano: ""The difference of cellulose crystal between softwoods and hardwoods"" Sen-i Gakkaishi. 47. 580-584 (1911)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kuga and R.M.Brown,Jr.C.H.Haigler and O.J.Weime: ""Physical structure of cellulose microfibrils:Implications for biogenesis"in "Biosynthesis and Biodegradation of Cellulose"" Marcel Dekker Inc.,New York(1991),

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Junji Sugiyama,T.Okano: "Cellulose and wood,chemistry and technology" John Wiley & Sons,Inc., 1638 (1989)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. H. Kim, J. Sugiyama and T. Okano: ""X-ray and electron diffraction study of Na-cellulose I. The effect of washing temperature on the structure of Na-cellulose I"" Mokuzai Gakkaishi. 37(7). 637-643 (1991)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Nishimura, T. Okano and A. Sarko: ""Mercerization of cellulose. 5. Crystal and molecular structure of Na-cellulose I"" Macromolecules. 24. 759-770 (1991)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J. Sugiyama, J. Persson and H. Chanzy: ""A combined infrared and electron diffraction study of the polymorphism of native celluloses"" Macromolecules. 24. 2461-2466 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J. Sugiyama, R. Vuong and H. Chanzy: ""An electron diffraction study on the two crystalline phases occurring in native cellulose from algal cell wall"" Macromolecules. 24. 4168-4175 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Isogai and R. H. Atalla: ""Amorphous celluloses stable in aqueous media ; regeneration from SO_2-amine solvent systems"" J. Polym. Sci. Polym. Chem.29. 113-119 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Adachi, J. Sugiyama, Y. Kondo and T. Okano: ""The difference of cellulose crystal between softwoods and hardwoods"" Sen-i Gakkaishi. 47(11). 580-584 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Kuga and R. M. Brown, Jr.: ""Physical structure of cellulose microfibrils : Implications for biogenesis"" "Biosynthesis and Biodegradation of Cellulose". Marcel Dekker Inc.125-142 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J. Sugiyama and T. Okano: ""Electron microscopic and x-ray diffraction study of cellulose III_I and cellulose I"" "Cellulose and Wood, Chemistry and Technology". Wiley Interscience. 119-127 (1989)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.H.Kim,J.Sugiyama and T.Okano: "“Xーray and electron diffraction study of Naーcellulose I.The effect of washing temperature on the structure of Naーcellulose I"" Mokuzai Gakkaishi. 37. 637-643 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] H.Nishimura,T.Okano and A.Sarko: "“Mercerization of cellulose.5.Crystal and molecular structure of Naーcellulose II"" Macromolecules. 24. 759-770 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] J.Sugiyama,J.Persson: "“A combined infrared and electron diffraction study of the polymorphism of native celluloses"" Macromolecules. 24. 2461-2466 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] J.Sugiyama,R.Vuong and H.Chanzy: "“An electron diffraction study on the two crystalline phases occurring in native cellulose from algal cell wall"" Macromolecules.

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] A.Isogai and R.H.Atalla: "“Amorphous celluloses stable in aqueous media: regeneration from SO_2ーamine solvent systems"" J.Polym.Sci.Polym.Chem.29. 113-119 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] H.Adachi,J.Sugiyama,Y.Kondo and T.Okano: "“The difference of cellulose crystal between softwoods and hardwoods"" Senーi Gakkaishi. 47. 580-584 (1911)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kuga and R.M.Brown,Jr.C.H.Haigler and O.J.Weimer Eds.,: "“Physical structure of cellulose microfibrils: Implications for biogenesis"in “Biosynthesis and Biodegradation of Cellulose"" Marcel Dekker Inc.,New York(1991),

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] J.Sugiyama,T.Okano,H.Yamamoto,F.Horii: "Transformation of Valonia cellulose crystals by an alkaline hydrothermal treatment" Macromolecules. 236. 3196-3198 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] NamーHun KIM,JUnji SUGIYAMA,Takeshi OKANO: "Xーray and electron diffraction stdy of Naーcellulose Iーーー The effect of washing temperature on the structure of Naーcellulose I" Mokuzai Gakkaishi.

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] J.Sugiyama,A.Isogai,T.Okano: "Single crystal of cellulose II" In preparation.

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] T.Okano,N.Kim,J.Sugiyama: "Supermolecular structure of alkaliーswollen celluloseーーーNaーcellulose I and IIB" J.Appl.Polym.Sci.

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] NamーHun Kim,J.Sugiyama,T.Okano: "Xーray and electron diffraction study of Naーcellulose I.Formation and its reconversion back to cellulose I." Mokuzaigakkaishi. 36. 93-98 (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Junji Sugiyama,T.Okano,H.Yamamoto,F.Horii,H.Odani: "Transformation of Valonia cellulose crystals by alkaline hydrothermal treatment" Macromolecules.

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Junji Sugiyama,A.Isogai,T.Okano: "Single crystal of cellulose II" in preparation.

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Takeshi Okano,N.Kim,J.Sugiyama: "Supermolecular structure of alkaliーswollen cellulose.Naーcellulose I and IIB" J.Appl.Polym.Sci.

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Takeshi Okano,A.Koyanagi,Y.Kondo,A.Sarko: "Cellulose and wood,chemistry and technology" Structural variation of native cellulose related John Wiley & Sons,Inc., 1638 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Junji Sugiyama,T.Okano: "Cellulose and wood,chemistry and technology" John Wiley & Sons,Inc., 1638 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Shigenori Kuga,R.M.Brown Jr.: "Cellulose and wood,chemistry and technology" John Wiley & Sons,Inc., 1638 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] T.Okano;A.Koyanagi;Y.Kondo;A.Sarko: J.Appl.Polym.Sympo.(1989)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] J.Sugiyama;T.Okano: J.Appl.Polym.Sympo.(1989)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kuga;R.M.Brown: J.Appl.Polym.Sympo.(1989)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書

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公開日: 1988-04-01   更新日: 2016-04-21  

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