超高圧反応による糖類の高速・高選択化学原料化

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18360379
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 反応工学・プロセスシステム
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 新井 邦夫 東北大学, 大学院・環境科学研究科, 名誉教授 (10005457)
• 研究分担者: SMITH Richard Lee Jr. 東北大学, 大学院・環境科学研究科, 教授 (60261583) ; 渡邉 賢 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (40312607)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 超高圧 / 超臨界水 / 糖 / 化学原料 / バイオマスファイナリー

研究概要

本プロジェクトはバイオマス, およびバイオマス由来化合物の高温高圧水中における反応を高温(400~600℃), 高圧(40~1000MPa)条件下で行い, その反応条件依存性の解明を行った. 本実験条件において六炭糖, 五単糖、三炭糖の反応は水密度の増加にともない, 脱水, ベンジル酸転位, 異性化反応は増加し, レトロアルドール反応は減少することを明らかにした. 超高圧条件の提供により, 反応の促進, 抑制が無触媒で可能であることを明らかにした.

研究成果

• [雑誌論文] Techniques applications and future prospects of diamond anvil cells for studying supercritical water systems (2009)
  • 著者名/発表者名: Smith Jr., R.L., Fang, Z.
  • 雑誌名: Journal of Supercritical Fluids 47 ページ: 431-446
  • 査読あり
• [雑誌論文] Decentralized chemical processes with supercritical fluid technology for sustainable society (2009)
  • 著者名/発表者名: Arai, K., Smith Jr., R.L., Aida, T.M.
  • 雑誌名: Journal of Supercritical Fluids 47 ページ: 628-636
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reaction chemistry and phase behavior of lignin in high-temperature and supercritical water (2008)
  • 著者名/発表者名: Fang, Z., Sato, T., Smith Jr., R.L., Inomata, H., Arai, K., Kozinski, J.A.
  • 雑誌名: Bioresource Technology 99 ページ: 3424-3430
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reactions of D-fructose in water at temperatures up to 400℃ and pressures up to 100 Mpa (2007)
  • 著者名/発表者名: Aida, T.M., Tajima, K., Watanabe, M., Saito, Y., Kuroda, K., Nonaka, T., Hattori, H., Smith Jr., R.L., Arai, K.
  • 雑誌名: Journal of Supercritical Fluids 40 ページ: 381-388
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dehydration of D-glucose in high temperature water at pressures up to 80 MPa (2007)
  • 著者名/発表者名: Aida, T.M., Sato, Y., Watanabe, M., Tajima, K., Nonaka, T., Hattori, H., Arai, K.
  • 雑誌名: Journal of Supercritical Fluids 42 ページ: 110-119
  • 査読あり
• [学会発表] 超高圧超臨界水中における乳酸からアクリル酸への変換反応の検討化学工学会 (2008)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐輝, 相田卓, 斎藤勇樹, 渡邉賢, Smith Richard
  • 学会等名: 第40回秋季大会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 20080924-26
• [学会発表] 超高圧高温水中でのグリセルアルデヒドの反応における速度論に関する研究化学工学会 (2008)
  • 著者名/発表者名: 斎藤勇樹, 相田卓, 五十嵐輝, 渡邉賢, Smith Richard
  • 学会等名: 第73年会
  • 発表場所: 静岡大学
  • 年月日: 20080317-19
• [学会発表] Reactions of D-fructose in Sub-and Supercritical Water up to 200 MPa (2006)
  • 著者名/発表者名: Aida, T.M., Kawasaki, S., Doi, T., Suzuki, A., Tajima, K., Nonaka, T., Hattori, H., Saito, Y., Smith Jr., R.L., Arai, K.
  • 学会等名: 8th International Symposium on Supercritical Fluids
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20061105-08