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リグニン系基質吸着型酸触媒の開発による木材の糖化と糖化残渣の材料用途開発

通过开发基于木质素的底物吸附酸催化剂来糖化木材以及开发糖化残留物的材料应用

基本信息

批准号：
22K05776
负责人：
菱山正二郎
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Forest Research and Management Organization
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05776/
关键词：
リグノスルホン酸木材糖化酸加水分解基質吸着型触媒

项目摘要

工業リグニンとして実生産されているリグノスルホン酸の酸触媒としての機能に着目し、リグノスルホン酸による木材の糖化を検討する。本研究では、特にリグノスルホン酸の木材リグニンとの親和性を期待した、基質吸着型の酸触媒として機能有する天然由来酸触媒の開発を目指す。リグノスルホン酸水溶液によるスギ、シラカバの加水分解は可能であり、また目的とする基質吸着型の酸触媒としての機能も確認できているが、加水分解効率の改善が必要であった。今回、簡易的な手法としてリグノスルホン酸の回収再利用を前提に、リグノスルホン酸を高濃度化した木材の加水分解効率の改善を試みた。市販されている塩型のリグノスルホン酸は水に易溶であるが、本実験で調製した酸型のリグノスルホン酸の高濃度での使用には、水への溶解性（溶解速度）は低く困難な点があった。高濃度化に変わり、リグノスルホン酸にスルホン酸基を付加的に導入することによる加水分解効率の改善を試みた。スルホン酸基の付加的な導入には、単離リグニンの化学修飾で報告されているラジカルスルホン化とスルホメチル化反応を検討した。ラジカルスルホン化では、反応後のリグノスルホン酸の回収に難しい点があったために、スルホメチル化による条件検討を行った。スルホメチル化の反応性を検討する際に、スルホン酸基を持たないクラフトリグニンでの条件検討を行った。pH変化によるリグニンの可溶性の検討では、原因は不明であるが、高pH（pH=13）下の反応に比べて、pHを下げた（pH=11）条件下でスルホメチル化することでより溶解性の高い誘導体化リグニンを調製することができた。クラフトリグニンによる検討から、リグノスルホン酸のスルホメチル化を行い今後の加水分解試験に使用することとした。また、付加的な成果としては、リグニンのスルホン化反応を検討するために必要な新規モデル化合物の簡便な合成法を開発した。

The function of acid catalyst in industrial production is to study the saccharification of wood. This study aimed to investigate the affinity of natural acid for wood and the development of natural acid catalyst by matrix adsorption. It is necessary to confirm the function of the matrix adsorption type acid catalyst and improve the hydrolysis efficiency of the aqueous acid solution. In this paper, a simple method to improve the hydrolysis efficiency of wood is proposed. In the market, the solubility of acid in water is easy, but in this case, the solubility of acid in water is low. High concentration of water, acid, acid base, water decomposition efficiency The chemical modification of the acid group is discussed in detail. The conditions for the recovery of acid are discussed. The condition of the reaction of the reaction group is discussed. The reason for the change in pH is unknown. The change in pH is relatively low. The change in pH is relatively high. The change in pH is relatively low. The change in pH is relatively high. The change in solubility is relatively low. The change in pH is relatively high. The change in solubility is relatively low. The change in pH is relatively low. The change in solubility is relatively high. The change in pH is relatively low. The water decomposition test will be used in the future. A simple method for the synthesis of new compounds has been developed.