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木質バイオマスからのバイオエタノール生産"に関する研究は、カーボンニュートラルで食料と競合しないという点から、世界中で精力的に研究されているものの、その副産物である残渣リグニンの利用に関しては、ほとんど研究がなされていない。研究代表者らは、これまでこの残渣リグニンの高度活用を目指し、鋭意研究を進めた結果、親水基を導入するような特別な化学反応を行わなくても、水溶性ポリマーに変換できることを見出した。この親水性ポリマーの性質を生かし、植物由来の新規環境保全物質を創製することを目的とした。
今年度は、この残渣リグニンのうちでも、最も化学変換が難しいとされている硫酸加水分解残渣リグニン(SAL)を原料として研究を進めた。SALに水熱処理を施すことにより、残渣リグニンにカルボキシル基が導入されることが分かった。このカルボキシル基を利用し、ε-カプロラクトンとの共重合を試みた。その結果、均一なポリマーを創製することができた。今後、その物理化学特性について解析する予定である。また、リグニンの親水化反応およびその化学構造の解析についても検討を行った。その結果、反応温度が上昇するに従って、酢酸エチルに可溶な低分子画分が増加した。また、上記で述べたように、水熱反応を行うと残渣リグニンにカルボキシル基が導入されるが、それ以外の化学構造の変化がないかを赤外吸収スペクトルにより解析したところ、酢酸エチルに可溶な低分子画分において脂肪族メチレンの吸収が増大していた。このことは、水熱反応により、芳香環の一部が破損し、脂肪族に変換されたことを示唆している。今後、他の解析手法により詳細を調べる予定である。
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