天然物の超臨界流体抽出におよぼす水の挙動解析

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650758
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 岩井 芳夫 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (80176528)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 米澤 節子 九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (50294898) ; 東 秀憲 九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (40294889)
• Keywords: 超臨界二酸化炭素 / 水 / エントレーナ効果 / 赤外吸収スペクトル / カリオフィレン / アネトール

Research Abstract

StahlとGerardは、無極性物質のカリオフィレンと極性物質のアネトールの超臨界二酸化炭素および超臨界二酸化炭素+水に対する溶解度を温度313.2Kで測定し、超臨界二酸化炭素のみでは溶解度にあまり差異は見られないが、圧力8.0〜10.0MPaにおいてエントレーナとして水を加えると、カリオフィレンの溶解度は減少し、アネトールの溶解度は増大することを報告している。また、7.0MPa以下の圧力では水のエントレーナ効果は見られないとしている。このエントレーナ効果のメカニズムを分光学的に解明するためFT-IRを用いて以下の測定を行った。まず、温度313.2K、圧力9.0MPaで超臨界二酸化炭素+カリオフィレン系に水を添加しすると、カリオフィレンのCH_3対称伸縮振動(2866cm^<-1>)、CH_3逆対称伸縮振動(2956cm^<-1>)、CH_2逆対称伸縮振動(2935cm^<-1>)の赤外吸収ピーク高さは低くなった。次に、超臨界二酸化炭素+アネトール系に水を添加しても、アネトールのC-O-C対称伸縮振動(1042cm^<-1>)、C-O-C逆対称伸縮振動(1249cm^<-1>)の吸収ピーク高さは変化しなかった。一方、温度313.2K、圧力9.0MPaで重水の逆対称伸縮振動(2764cm^<-1>)のモル吸光係数を測定したところ、カリオフィレンを添加すると重水のモル吸光係数は減少し、アネトールを添加すると重水のモル吸光係数は若干増加した。また、温度313.2K、圧力7.0MPaで同様な測定を行ったところ、どちらを添加しても重水のモル吸光係数は変化しなかった。以上の測定より、水の添加により溶質の周りの溶媒和環境が変化し、それが溶質の吸収ピーク高さの変化に現れること、水のエントレーナ効果は重水の逆対称伸縮振動のモル吸光係数の変化によりある程度予想できることが明らかになった。

Research Products

• [Publications] Yoshio Iwai, Daisaku Tanabe, Morio Yamamoto, Taro Nakajima, Machiko Uno, Yasuhiko Arai: "FT-IR Study on Interactions between Solutes and Entrainers in Supercritical Carbon Dioxide"Fluid Phase Equilibria. (印刷中).