新規なリグニン分解法による木材およびクラフトパルプ中の全リグニンの構造解明

使用新型木质素分解方法阐明木材和牛皮纸浆中总木质素的结构

基本信息

批准号：
13876039
负责人：
中坪文明
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

従来のリグニンの化学構造研究は磨砕リグニン(MWL)を用いて行われてきたが、一般には木材の全リグニンの約30%であり、残りの70%に近いリグニンはMWL抽出残さ木粉中に存在する。そこで、その残さ木粉中のリグニンの化学構造を解明し、全リグニンの化学構造を解明することは極めて重要である。本研究では、申請者が独自開発したTIZ分解法の有為性を証明するために、ダイマーおよびMWLを用いた実験を行った結果、TIZ分解法の特徴と意義を見いだし、全リグニンの解明への適用性。について萌芽的研究の、芽生えを見いだした。具体的結果を下記に示す。1)2量体モデル分解の結果β-O-4モデルは定量的に分解し目的の生成物へと変換された。しかし、α位置換基がフェノキシ基、アルコキシ基、糖残基であるモデルの分解では、その置換基が相当量保持されることが判明した。その結果、実際のリグニンのTIZ分解により生成するGC分折可能な低分子の定量では、β-O-4構造の定量は困難であると予想されるが、この結果はα位の置換様式の情報が全く得られない従来法と対比すると、本TIZ法が極めて有意義な分解方法であると結論づけられる。2)リグニン分解の結果MWLをTIZ分解し生成物をGC分析した。得られた収率は従来の分解法による収率を下回るものであった。この実験結果はa):1)で予測された結果を裏付ける、あるいは、b):TIZ分解は高分子では定量的に進行しない、のいずれかである。従って、オリゴβ-O-4モデルを用いた実験が極めて重要な鍵を握るものと判断される。すなわち、本萌芽研究によりリグニンのα位の置換基探式を決定することが極めて重要であるとの結論に達したが、既に、萌芽的研究を脱し、オリゴβ-O-4モデルの化学合成と反応性、それを基礎をした全リグニンの構造解明へと、研究は進展している。

常规的木质素化学结构研究是利用磨碎木质素（MWL）进行的，其一般占木材中木质素总量的30%左右，其余70%则存在于MWL提取残渣木粉中。因此，阐明残留木粉中木质素的化学结构，阐明所有木质素的化学结构极为重要。在本研究中，为了证明申请人独创的TIZ分解方法的有效性，我们利用二聚体和MWL进行了实验，结果发现了TIZ分解方法的特点和意义，并正在致力于阐明总木质素的适用性。我们发现了对该主题的探索性研究的开始。具体结果如下所示。 1)二聚体模型分解结果β-O-4模型被定量分解并转化为所需产物。然而，在分解α位取代基为苯氧基、烷氧基或糖残基的模型时，发现相当数量的取代基被保留。因此，与无法获得任何信息的传统方法相比，在对木质素的 TIZ 分解产生的可 GC 分析的小分子进行定量时，预计将难以对 β-O-4 结构进行定量。可以得出结论，TIZ方法是一种极其有意义的分解方法。 2)作为木质素分解的结果，将MWL进行TIZ分解并通过GC分析产物。所获得的产率低于传统分解方法所获得的产率。该实验结果要么支持 a):1) 中预测的结果，要么支持 b) 中预测的结果：TIZ 分解在聚合物中不会定量进行。因此，认为使用oligo β-O-4模型进行实验是极其重要的关键。换句话说，虽然我们通过这次探索性研究得出了确定木质素α位取代基搜索公式极其重要的结论，但我们已经超越了探索性研究，目前正在致力于木质素α位的化学合成。寡聚β-O-4模型的研究正在朝着根据其反应性和反应性阐明所有木质素的结构的方向发展。