| 研究課題/領域番号 |
11460079
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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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| 研究分野 |
林産学
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
安田 征市 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 教授 (80002070)
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| 研究分担者 |
今井 貴規 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助教授 (20252281)
福島 和彦 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助教授 (80222256)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2001
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| キーワード | 酸可溶性リグニン / 酸加水分解リグニン / リグニン-炭水化物結合体 / カチオン性界面活性剤 / アニオン性界面活性剤 / 陰イオン交換樹脂 / 界面活性剤 / リグニン |
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| 研究概要 |
研究内容を酸可溶性リグニン(acid soluble lignin : ASL)の生成機構・特性の解明とリグニンの機能性物質への変換に分けて行った。なお、リグニン試料として高度の縮合構造を有する硫酸リグニン(sulfuric acid lignin : SAL)を用いた。
1.ASLの生成機構・特性の解明
ブナ材から調製したASLは約半量がクロロホルムに溶解し、残りの半量は水可溶成分であった。報告されているASLに関する化学分析を解析結果、後者の水可溶ASLはリグニン-炭水化物結合体(LCC)構造を有することが推測されたので、リグニンモデル化合物を用いてクラーソン処理(72%硫酸処理)におけるヘミセルロースとの反応性を検討した。その結果、グアヤシルリグニンは専ら縮合反応に関与するが、シリンギルリグニンは立体障害のために縮合反応が遅く、それ故にヘミセルロースとも反応して炭素-配糖体構造を有する水可溶ASLを生成することが明らかになった。一方、シリンギルアルキルエーテル結合は72%硫酸中で不安定で加水分解を受ける。かなりの程度に低分子化されたSALがクロロホルム可溶ASLであると推測される。ASLの生成は72%硫酸中のシリンギルリグニンの反応性の問題であった。
2.機能性物質の調製
酸加水分解リグニンの有効利用法の開発を目的として、SALをリグニン試料として機能性物質への化学変換について検討した。初めに、水可溶ASLの構造を模して糖成分を親水性基とする中性界面活性剤の調製を試みた。縮合型リグニンモデル化合物を用いて72%硫酸存在化における各種単糖やヘミセルロースとの反応性を検討したが、炭素-配糖体の収率が低くSALやフェノール化SALへの応用は断念した。ウロン酸構造中のカルボキシル基に着目し、グリオキサル酸との反応を検討した。単糖に比べて反応収率は高かったのでP-SALに応用したが、アルカリ溶液中でのグリオキサル酸の分解反応が早く可溶性界面活性剤の収率は低かった。次に、CMC(carboxymethyl cellulose)を模したカルボキシメチル化硫酸リグニンの調製を試みた。P-SALにブロモ酢酸を作用させてC_9-C_6単位当たり1.4個のカルボキシメチル基をもつ可溶性界面活性剤を定量的に調製した。さらに、マンニッヒ反応を用いてP-SALからC_9-C_6単位当たり1.3個のジメチルアミノメチル基をもつカチオン性界面活性剤を得た。同様の反応により樹脂化P-SALからイオン交換能2.1meq/gの陰イオン交換樹脂も調製した。今後この研究をさらに発展させ調製した機能性物質の界面活性能を明らかにすると共に新たな機能を付与した機能性物質を調製する計画である。
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