多機能性イオン液体を利用した化学変換法による熱硬化性クラフトリグニン樹脂の開発

多功能离子液体化学转化法开发热固性牛皮纸木质素树脂

基本信息

批准号：
19J00642
负责人：
鈴木栞
金额：
$ 2.83万
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：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度、クラフトリグニンのアルコール性水酸基 (R-OH) に対して高選択的に、炭素数2～8のアシル基を置換する「ワンステップ化学修飾法」を確立した。クラフトリグニン誘導体は、R-OHに導入したアシル基の炭素数に関わらず、高いガラス転移温度 (Tg > 100 ℃) を有し、炭素数4以上のアシル基をR-OHに導入すると、有機溶媒への溶解性と熱成形性を獲得し、自立膜への熱圧加工が可能になることを報告した。また、本反応系は、常圧、80 ℃、2時間の温和な条件下で実施可能であるため、分子量低下を引き起こす副反応の影響は無視できる程度であった。原料クラフトリグニンの重量平均分子量 (Mw) は約9,000 g/molであり、クラフトリグニン誘導体のMwは約10,000 g/molであった。原料自体の分子量が低いため、選択的導入したアシル基の炭素数に関わらず、作製した熱圧膜は全て脆く、クラフトリグニン誘導体単独での材料化には、高分子量化の工程が必要であることが示唆された。今年度は、クラフトリグニンR-OHの選択的化学修飾法が、炭素数8～16の長鎖アシル基や分岐アシル基であっても適用可能かどうかを検証した。ROOHに対する選択性と高変換率を維持したことから、本反応系の広範な適用可能性を実証したが、導入したアシル基の炭素数の増加に伴い、生成物の析出・回収に適した再沈殿溶媒の選定が難化し、単離収率の低下を招いた。得られた長鎖アシル化クラフトリグニン誘導体は全て、有機溶媒への溶解性が著しく向上した一方、Tg が顕著に減少 (～50 ℃) することを明らかにした。

去年，我们建立了一种“一步式化学改性方法”，可以高选择性地用2至8个碳原子的酰基取代硫酸盐木质素的醇羟基（R-OH）。牛皮纸木质素衍生物具有高玻璃化转变温度（Tg>100°C），无论R-OH中引入的酰基的碳原子数是多少，并且当R-OH中引入具有4个或更多碳原子的酰基时据报道，该材料实现了在溶剂中的溶解性和热成型性，使得将薄膜热压成自支撑薄膜成为可能。而且，由于该反应体系可以在常压、80℃、2小时的温和条件下进行，因此导致分子量降低的副反应的影响可以忽略不计。原料硫酸盐木质素的重均分子量(Mw)为约9,000g/mol，硫酸盐木质素衍生物的Mw为约10,000g/mol。由于原料本身的分子量较低，因此无论选择性引入的酰基中的碳原子数有多少，所生产的热压膜都是脆性的，并且需要增加分子量的过程来由原料制成材料。有人建议单独使用牛皮纸木质素衍生物。今年，我们验证了硫酸盐木质素R-OH的选择性化学改性方法是否适用于8至16个碳原子的长链酰基和支链酰基。该反应体系的广泛适用性通过保持对ROOH的选择性和高转化率来证明，但沉淀溶剂的选择很困难，导致分离收率下降。所有获得的长链酰化硫酸盐木质素衍生物在有机溶剂中的溶解度均显着提高，而其 Tg 显着降低（~50°C）。

项目成果

期刊论文数量（18）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

キャリアパスの選択肢と選び方～好きなことを極める～

职业道路选择以及如何选择~掌握自己喜欢的~

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
都甲梓;鈴木栞;木村聡;岩田忠久;鈴木栞;鈴木栞
通讯作者：
鈴木栞

選択的修飾法によるクラフトリグニンの材料化と熱特性評価

选择性改性法硫酸盐木质素的物化及热性能评价

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
〇鈴木栞;岩田忠久
通讯作者：
岩田忠久

Air-Jet Wet-Spinning of Curdlan Using Ionic Liquid

DOI：
10.1021/acssuschemeng.1c00488
发表时间：
2021-03-08
期刊：
ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING
影响因子：
8.4
作者：
Suzuki, Shiori;Togo, Azusa;Iwata, Tadahisa
通讯作者：
Iwata, Tadahisa

イオン液体を用いた多糖類の湿式紡糸と繊維物性評価

离子液体多糖湿法纺丝及纤维性能评价

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
鈴木栞;都甲梓;木村聡;岩田忠久
通讯作者：
岩田忠久

Understanding and Suppression of Side Reaction during Transesterification of Phenolic Hydroxyl Groups of Lignin with Vinyl Ester

DOI：
10.1246/cl.200202
发表时间：
2020-05
期刊：
Chemistry Letters
影响因子：
1.6
作者：
Shiori Suzuki;Akinari Ishikuro;Y. Hamano;Daisuke Hirose;Naoki Wada;Kenji Takahashi
通讯作者：
Shiori Suzuki;Akinari Ishikuro;Y. Hamano;Daisuke Hirose;Naoki Wada;Kenji Takahashi