バイオマス液化物中の特定化合物の取得と機能材料化
【研究分野】環境農学
【研究キーワード】
加溶媒分解 / スギ / セルロース / グルコース / レブリン酸 / レブリン酸ビニル / ケナフ / ビニルアルコール・レブリン酸ビニル共重合体
【研究成果の概要】
本研究の目的は、木本類や草本類をアルコール類や環状炭酸類で酸触媒下に加溶媒分解(以下、液化)して主に得られるレブリン酸エステル(以下LVEと省略)やその前駆物質であるアルコール配糖体(以下GLCと省略)などに着目し、これらの最大生成条件を見出しその取得法を検討して、これらを原料とした新規な高分子材料を創製しようとするものである。
1.液化生成物中のレブリン酸、配糖体の分離定量法の検討
アルコール系反応溶媒を用いる加溶媒分解において生成するレブリン酸エステル、アルコール系配糖体を定量する目的で分画および精製法を検討した。ジオキサンで可溶部を分画し、さらに水、クロロホルムで分離して、グルコシド画分、レブリン酸エステル面分を得た。水層をトリフルオロ酢酸で加水分解して定量的にグルコース(GL)を得る方法を確立した。また、クロロホルム画分からクロロホルムを除去したものを加水分解して定量的にレブリン酸(LA)を得る方法も確立した。
2.アルコール系各種液化生成物の組成分析
ポリエチレングリコール(PEG)、炭酸エチレン(EC)を用いたセルロースの液化生成物と、エチレングリコール(EG)/ECおよびPEG/グレイセリン(GL)混合溶媒を用いたスギ木粉の液化生成物中のGL収量、LA収量の反応時間依存性を検討した。いずれも反応初期に配糖体を生成し、ついで配糖体が減少しレブリン酸エステルが生成した。GLおよびLAの生成量はセルロースを液化物とした場合、それぞれ15モル%程度であるが、スギ木粉を混合溶媒で液化するとそれぞれ20%程度にまで上昇することが判明した。また、本加溶媒技術を用いてケナフ中芯の樹脂化を行い、その特性を検討した。
3.レブリン酸ビニル合成法の検討
レブリン酸利用の一環としてポリビニルアルコールのレブリン酸エステルの合成法についてカルボジイミド法による検討を行い、得られたエステルはランダムポリマーであることを証明した。また、それらのガラス転移温度はGordon-Taylor則に従うことを見出した。
【研究代表者】