2022 Fiscal Year Annual Research Report
Functional analysis of natural cellulose using artificial cellulose and its application
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21H04739
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
高野 俊幸 京都大学, 農学研究科, 教授 (50335303)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
和田 昌久 京都大学, 農学研究科, 教授 (40270897)
寺本 好邦 京都大学, 農学研究科, 准教授 (40415716)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2026-03-31
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| Keywords | セルロース / 鏡像異性体 / L-セルロース / D/L-セルロース / セロビオース / L型セロビオース |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、天然セルロース（D体）の立体異性体であるL-セルロースとD/L-セルロースの化学合成とその基本的性質の解明、および、その知見を基にしたD-セルロースのキラル性を利用した高付加価値利用の解明を課題としている。本年度、研究計画①の「セルロースの立体異性体およびその誘導体の化学合成」に関して、(1) D/L-セルロースの化学構造や性質を明らかにするために、そのモデル化合物として、セロビオースの立体異性体、すなわち、D-グルコースから成るセロビオース（DD-セロビオース、天然のセロビオース）、L-グルコースから成るセロビオース（LL-セロビオース）、D-とL-グルコースから成るセロビオース（DL-、もしくはLD-セロビオース）を合成した。ホモ型（DD-,LL-）セロビオースとヘテロ型（DL-,LD-）セロビオースの各種スペクトル分析結果や物理的性質は、ホモ型内（あるいはヘテロ型内）で同一であったものの、ホモ型とヘテロ型間では、異なっていた。この結果は、D,L-セルロースのスペクトルや物性をある程度説明するものであった。なお、この研究成果については、第29回セルロース学会年次大会、第73回日本木材学会大会で発表した。本年度、研究計画③の「D-セルロース誘導体のキラル性応用例におけるキラル性と物性の関係の解明」に関して、その予備検討として、（２）位置選択的置換酢酸セルロース（D体とL体）の合成に着手し、とりあえず、位置選択的置換酢酸セルロース（D体）の合成に成功した。また、本年度、(3)キトサンに鉄ポルフィリン構造を導入した誘導体の合成について検討し、合成の最適条件を決めることができた。なお、この研究成果は、第36回日本キチン・キトサン学会で発表を行った。
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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
セルロースの立体異性体のモデル化合物として、新たに4種類のセロビオースの合成に成功し、ホモ型（DD-、LL-）セロビオースとヘテロ型（DL-、LD-）セロビオースは、異なる立体構造や物性を示すことを明らかにした。これにより、多糖であるセルロースと並んで、二糖類であるセロビオースやセロビオース誘導体のキラリティーに関する検討の道も開かれた。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在のところ、研究が研究計画に沿って順調に進展していることから、研究三年度では、（１）位置選択的置換セルロース誘導体（セルロースジアセテートなど）のＬ体の合成とその性質の検討、（２）鉄ポルフィリンを導入したキトサン誘導体の不斉合成反応への適用の検討などを実施する、また、本年度、セロビオースの立体異性体の合成法が確立したことから、新たにセロビオースのキラリティーについて検討すべく、（１）セロビオースの立体異性体の立体構造や物性の検討、（２）セロビオース誘導体の立体異性体の液晶性の検討を実施する。
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