デザインされたイオン液体を用いる多糖類の新規設計

使用设计的离子液体进行多糖的新颖设计

• 批准号: 15J02611
• 负责人: 阿部 充
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J02611/
• 关键词: 水酸化物; セルロース; ベンジル化; アリル化; 高効率反応; 非加熱; イオン液体; 水酸化物水溶液; 誘導体化; 位置選択性; ワンポット合成

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。

The solution of [P4,4,4]OH in aqueous solution can be dissolved in a solvent, and the solution can be dissolved in a solvent. In the past year, we have been discussing the development of a comprehensive approach to environmental protection. To evaluate the efficiency of the system, the substitution degree of the system and the system conditions. The drop amount is 9 molecules, the drop amount and the substitution degree are proportional to each other, and the reaction at low temperature is carried out rapidly, and the substitution degree reaches 2.5 minutes at 10℃. The molecular weight of the microcrystalline solution is larger than that of the microcrystalline solution. The molecular weight of the microcrystalline solution is smaller than that of the microcrystalline solution. The above results show that [P4,4,4,4]OH aqueous solution can be used as a solvent for reaction, and the reaction rate is extremely high. The increase in the degree of substitution of the inducer was accompanied by a tendency to dissolve in organic solvents. In aqueous solution of [P4,4,4,4]OH, the degree of substitution of the product increases when the solvent is mixed with the organic solvent. In addition to the above, the company has also been involved in the development of new products. A chemical modification of the material is possible. It is necessary to stir for tens of hours under heating conditions. A square,[P4, 4,4]OH aqueous solution was mixed with solvent and stirred for 10 minutes without heating. The degree of substitution was 2.6. In the case of a group of people, the possibility of a group of people with high efficiency synthesis under mild conditions can be expanded.

项目成果

Ionic Liquids Development for Lignocellulose Dissolution and Cellulose Derivatization under Mild Condition

温和条件下木质纤维素溶解和纤维素衍生化离子液体的开发

• 发表时间: 2016
• 作者: Mitsuru Abe;Kazuki Sugimura;Yoshiyuki Nishio
• 通讯作者: Yoshiyuki Nishio

ＣＥＲＭＡＶ－ＣＮＲＳ(フランス)

CERMAV-CNRS（法国）

テトラアルキルホスホニウム水酸化物水溶液中でのセルロースの迅速エーテル化反応

纤维素在氢氧化四烷基鏻水溶液中的快速醚化反应

• 发表时间: 2017
• 作者: 阿部充;杉村和紀;西山義春;西尾嘉之
• 通讯作者: 西尾嘉之

高等植物高分子研究所（Cermav）(フランス)

先进植物聚合物研究所 (Cermav)（法国）

Rapid Benzylation of Cellulose in Tetra-n-butylphosphonium Hydroxide Aqueous Solution at Room Temperature

• DOI: 10.1021/acssuschemeng.7b00492
• 发表时间: 2017-06-01
• 期刊: ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING
• 影响因子: 8.4
• 作者: Abe, Mitsuru;Sugimura, Kazuki;Nishio, Yoshiyuki
• 通讯作者: Nishio, Yoshiyuki