デザインされたイオン液体を用いる多糖類の新規設計

優れたセルロース溶解能を有するテトラブチルホスホニウム水酸化物([P4,4,4,4]OH)水溶液を反応溶媒として、セルロースのエーテル化反応を行った。昨年度に引き続いてベンジル化の検討を行うと共に、異なるエーテル化反応への展開としてアリル化を試みた。まず、セルロースのベンジル化について、様々な実験条件を振ってベンジルセルロースの置換度から反応効率を評価した。ベンジルブロミド滴下量はグルコース1ユニットあたり9分子まで滴下量と置換度が比例した他、低温ほど反応が迅速に進行し、10℃下、10分で置換度が2.5に達することを確認した。また、微結晶セルロースのみならず、コットンなどの分子量の大きなセルロースについても同様に反応が進行すること、反応前溶液のセルロース濃度を低くすることで置換度2.9程度のベンジルセルロースも得られることを明らかにした。以上の結果から、[P4,4,4,4]OH水溶液を反応溶媒とすることで、極めて高い効率でセルロースのベンジル化反応が進行することが分かった。得られた誘導体は置換度の増大に伴って種々の有機溶媒に溶解しやすくなる傾向が見られた。しかし、[P4,4,4,4]OH水溶液中でベンジル化反応を行う際に共溶媒として有機溶媒を混合しても生成物の置換度は増大しなかった。次に、ベンジル化以外のエーテル化反応の例としてセルロースのアリル化を行った。アリルセルロースは幅広い化学修飾が可能な基軸となる材料の一つである。従来の報告では加熱条件下で数十時間の攪拌を必要としていた。一方、[P4,4,4,4]OH水溶液を反応溶媒として用いたところ、非加熱下10分の攪拌で置換度2.6のアリルセルロースが得られた。ベンジル化のみならずアリル化についても温和な条件下で効率的に反応が進行することが示されたことから、様々なセルロースエーテルの高効率合成に可能性が拓かれた。

優れたセルロース溶解能を有するテトラブチルホスホニウム水酸化物([P4,4,4,4]OH)水溶液を反応溶媒として、セルロースのエーテル化反応を行った。昨年度に引き続いてベンジル化の検討を行うと共に、異なるエーテル化反応への展開としてアリル化を試みた。まず、セルロースのベンジル化について、様々な実験条件を振ってベンジルセルロースの置換度から反応効率を評価した。ベンジルブロミド滴下量はグルコース1ユニットあたり9分子まで滴下量と置換度が比例した他、低温ほど反応が迅速に進行し、10℃下、10分で置換度が2.5に達することを確認した。また、微結晶セルロースのみならず、コットンなどの分子量の大きなセルロースについても同様に反応が進行すること、反応前溶液のセルロース濃度を低くすることで置換度2.9程度のベンジルセルロースも得られることを明らかにした。以上の結果から、[P4,4,4,4]OH水溶液を反応溶媒とすることで、極めて高い効率でセルロースのベンジル化反応が進行することが分かった。得られた誘導体は置換度の増大に伴って種々の有機溶媒に溶解しやすくなる傾向が見られた。しかし、[P4,4,4,4]OH水溶液中でベンジル化反応を行う際に共溶媒として有機溶媒を混合しても生成物の置換度は増大しなかった。次に、ベンジル化以外のエーテル化反応の例としてセルロースのアリル化を行った。アリルセルロースは幅広い化学修飾が可能な基軸となる材料の一つである。従来の報告では加熱条件下で数十時間の攪拌を必要としていた。一方、[P4,4,4,4]OH水溶液を反応溶媒として用いたところ、非加熱下10分の攪拌で置換度2.6のアリルセルロースが得られた。ベンジル化のみならずアリル化についても温和な条件下で効率的に反応が進行することが示されたことから、様々なセルロースエーテルの高効率合成に可能性が拓かれた。