リグニン生成反応における立体選択性を規定する因子の解明

阐明木质素生产反应中决定立体选择性的因素

• 批准号: 02J07609
• 负责人: 秋山 拓也
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J07609/
• 关键词: リグニン; オゾン酸化; 天然高分子; 立体化学; オゾン; 樹木; β-O-4型構造

本研究の目的は、リグニンの立体構造を明らかにし、次いでリグニン生成反応において立体選択性を支配する要因(支配因子)を明らかにすることである。β-O-4構造はリグニンの中で最も主要な結合様式であり、これまでにその側鎖立体構造(erythroとthreo体)を分析する手段としてオゾン分解法を改良し、この定量的扱いを可能にしてきた。本研究では昨年度、β-O-4構造の側鎖立体構造(erythro/threo体)と、芳香核骨格構造(syringyl/guaiacyl核)が樹幹内、樹種間で異なる分布を有し、それらが相関を持つことをオゾン分解法とメトキシル基量の結果から示したが、今年度、さらにニトロベンゼン酸化法によって得られるシリンガアルデヒド/全アルデヒド量がerythro/(erythro+threo)と極めて高い相関(R^2=0.989)を示すことが明らかとなり、上記のsyringyl核の増加に伴いeryhtro体が増加していく傾向がより確かなものであることが示された。また本法によって生成するDivanillinの収量が樹種(針葉樹6種、広葉樹15種)によって大きく異なりVanillin収量と同様の傾向を示すことが同時に明らかとなったが、これがビフェニル型構造由来なのか反応中に生成した物なのかについては明らかでないため今後も引き続き検討していく。また、オゾン分解法の反応条件の検討も併せて行った。本方法はリグニンの立体構造を明らかにしていく上で不可欠であると認識されつつあり、その目的分解生成物の収率はモデル化合物(β-O-4構造)で74%と比較的高い値を得ているが、さらなる収率の向上を目指し反応条件(反応溶媒と反応温度)の検討を行ったところ、溶媒組成(酢酸-メタノール-水)の違いによって木粉からの収率が大きく変化することが明らかとなった。

这项研究的目的是阐明木质素的三维结构，然后澄清控制木质素生产反应中立体选择性的因素（缺乏因素）。 β-O-4结构是木质素的最主要结合模式，到目前为止，已经改善了臭氧分解方法，作为分析其侧链构象（Erythro和Threo形式）的一种手段，允许这种定量治疗。在这项研究中，去年，我们表明β-O-4结构的侧链3D结构（Erythro/Threo形式）和芳香族核结构（肌基/番石射核）在树干内和树种之间具有不同的分布，并且它们相关。 However, this year, it was further revealed that the syringaldehyde/total aldehyde amount obtained by the nitrobenzene oxidation method exhibits an extremely high correlation (R^2=0.989), indicating that the above-mentioned tendency for erythro/(erythro+threo) to increase with the above-mentioned syringyl nucleus is more pronounced.还可以揭示，这种方法产生的山氨基蛋白的产量取决于物种（6种针叶树和15棵阔叶树），并且显示出与香草蛋白产量相似的趋势，但是尚不清楚这是源自双苯基类型的结构还是在反应期间产生的产品，因此我们将继续考虑将来。另外，还研究了臭氧解析方法的反应条件。该方法越来越被认为对于阐明木质素的三维结构至关重要，对于模型化合物（β-O-4结构），所需分解产物的产量相对较高，为74％。但是，当我们研究反应条件（反应溶剂和反应温度）以进一步提高产量时，发现木粉的产量大大变化取决于溶剂成分（乙酸 - 甲醇 - 水）的差异。