糖とアンモニアを出発原料とする超臨界水中でのアミノ酸合成

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13875145
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 阿尻 雅文 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (60182995)
• キーワード: アミノ酸 / 超臨界 / 水 / カルボン酸 / アンモニア / アミド

研究概要

糖の超臨界水中での分解反応経路について、流通式反応器を用いて実験的検討を行なった。反応生成物の経時変化、反応速度の評価は、反応管長さを変えた実験により行なった。その結果、超臨界条件において、より高温、より低圧下では、糖は、レトロアルドール反応を介してグリコールアルデヒドし、エリスロースさらにグリコールアルデヒドを生成することがわかった。亜臨界条件、あるいは超臨界でもより高圧領域では、脱水反応による1,6アンハイドログルコース生成等が生成することがわかった。
アルデヒドは、水中で酸化し、またアルデヒド同士で酸化、還元し、カルボン酸を生成する。したがって、アルデヒドとアンモニアの存在下では、アンモニアはアルデヒドのカルボニルを攻撃するよりも、カルボン酸とアンモニアとの反応によるアミド生成が支配的に生じた。
そこで、εカプロラクトンとアンモニアとの反応を詳細に検討したころ、ヒドロキシヘキシルアミドを生成した。さらにその後、εカプロラクタムを生成したことより、アミドと水酸基との間で脱水反応が生じることがわかった。
これは、糖から生成したアミドが糖の水酸基と脱水反応し、アミド化する可能性を示唆している。生成したアミドは、加水分解してアミノ基を生成するから、アミノ酸の生成の可能性を示唆している。本研究では、上記の実験を通して可能性を確認することができた。

研究成果

• [文献書誌] Mitsuru Sasaki, Kohtaro Goto, Kiyohiko Tajima, Tadafumi Adschiri, Kunio Arai: "Rapid and selective retro-aldol condensation of glucose to glycolaldehyde in supercritical water"Green Chemistry. 4(3). 285-287s (2002)
• [文献書誌] Takafumi Sato, Gaku Sekiguchi, Motofumi Saisu, Masaru Watanabe, Tadafumi Adschiri, Kunio Arai: "Fractionation of sugarcane bagasse by hydrothermal treatment"Bioresource Technology. 86. 301-304 (2002)
• [文献書誌] Takafumi Sato, Gaku Sekiguchi, Motofumi Saisu, Masaru Watanabe, Tadafumi Adschiri, Kunio Arai: "Dealkylation and Rearrangement Kinetics of 2-Isopropylphenol in Supercritical Water"Ind. Eng. Chem. Res.. 41(3). 3124-3130 (2002)