2016 Fiscal Year Annual Research Report
天然多糖類のエステル誘導体化と位置選択的置換による高機能性プラスチックの創成
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15J03337
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
檀上 隆寛 東京大学, 農学生命科学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2015-04-24 – 2018-03-31
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| Keywords | 多糖類 / バイオマス / エステル化 / キトサン / セルロース / 熱可塑化 / バイオマスベースプラスチック |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は以下の項目に関して研究を行った：①キトサンの位置選択的誘導体化の反応経路の検討、②キトサンの完全アシル化の再現実験および反応経路の改善、③分岐状の置換基を導入したセルロースエステル誘導体の合成と物性および構造解析。
①キトサンの位置選択的誘導体化の反応経路の検討：キトサンの２位のアミノ基、および３、６位の水酸基に対して、位置選択的なアシル基の導入や保護機の導入を行った。今年度はアミノ基の完全保護化および水酸基の完全なアシル化に成功し、高分子量キトサンの位置選択的かつ高置換度な誘導体の合成に成功している。
②キトサンの完全アシル化の再現実験及び反応経路の改善：①の先行研究であるキトサンの完全アシル化反応の研究において、再現性の確認および長鎖アシル基導入時の反応性の低さの改善を試みた。その結果、炭素数3-10のアシル基を同一の反応経路で高置換度に導入することに成功した。本結果は近日中に投稿論文として公開予定である。
③分岐状の置換基を導入したセルロースエステル誘導体の合成と物性および構造解析：今年度の新規な研究として、セルロースに分岐状構造のエステル基を導入した新規セルロース誘導体を合成し、その物性解析と構造解析を行った。従来のセルロースエステル誘導体と比べて、短鎖の分岐状エステルを導入すると高い融点及びガラス転移点を有するとともに、フィルムの破壊強度が上がった。この物性の変化をX線による結晶構造解析から考察した。この結果に関しても近日中に投稿論文にまとめる予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通り、キトサンに対して位置選択的な置換基を導入し、様々な構造を持つ誘導体の合成に成功した。種々の反応経路や反応条件を検討することで、位置選択性を達成するための知見を積み重ね、次年度につながる研究結果を得られた。また、セルロース分岐エステル誘導体の研究に関しても、合成から物性解析、構造解析までまとまった実験データが得られており、分岐状側鎖が誘導体の物性に与える影響について新規かつ特徴的な知見を得ることが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度である平成29年度では以下のテーマについて研究を行い、投稿論文として各内容をまとめる予定である。
①キトサンの位置選択的アシル誘導体の合成と物性評価：引き続きキトサンの位置選択的誘導体の合成を行い、各種物性を解明する。特にキトサンの特徴である結晶性およびカチオン性を残したまま、熱可塑性や有機溶媒可溶性を付与した高分子材料の合成に重点をおいて研究を進める。
②セルロース分岐エステル誘導体の構造解析：前年度に合成および物性解析に成功したセルロース分岐エステル誘導体に関して、分子配向試料を用いた大型放射光装置による結晶構造解析を行い、詳細な結晶パラメータの決定を行う。また、分岐エステル基と直鎖エステル基の混合エステル化による物性調節や結晶構造の変化の観測を行う。
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Research Products
(4 results)
