担子菌代謝物を用いるセルロース分解反応の抑制-パルプ漂白の新戦略

利用担子菌代谢物抑制纤维素分解反应——纸浆漂白的新策略

基本信息

批准号：
15658053
负责人：
渡邊隆司
金额：
$ 2.11万
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：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

パルプ漂白は、セルロースの損傷を抑えつつ、パルプ残留リグニンを効率よく除去する操作である。パルプ漂白は酸素存在下でリグニンを分解するため、生成するリグニン由来のラジカルによる遷移金属の還元、酸素の還元を伴う。本研究では、選択的白色腐朽菌であるCeriporiopsis subvermisporaの生産する新規担子菌代謝物ceriporic acidの機能研究、特に、パルプ漂白時のセルロースの損傷抑制効果の解明と鉄の酸化還元への影響の解明目的とし実験を行った。即ち、鎖長の異なるceriporic acid誘導体を合成し、鉄(III)の還元系を含むフェントン反応において、へ水酸化ラジカルの生成を抑制する程度をESRで定量し、速度論的解析を行なった。・また、鉄(II)錯体と過酸化水素との直接反応における水酸化ラジカルの生成速度をESRで定量した。また、界面活性など物理化学的諸性質を明らかにした。さらに、分子軌道計算によりceriporic acid誘導体のHOMOエネルギーを計算し、鎖長の違いが与える分子軌道への影響を評価した。また、ceriporic acidおよびそのアナログによるセルロース損傷の抑制効果をパルプの粘度測定により調べた。また、この反応における脱リグニン量も定量した。以上の実験を通して、ceriporic acid誘導体の化学的性質を明らかにし、セルロース保護効果を示す新規誘導体を見出した。

纸浆漂白是一种有效去除纸浆中残留木质素同时抑制纤维素损坏的操作。由于纸浆漂白在氧气存在下分解木质素，因此涉及通过产生的木质素衍生自由基来还原过渡金属和氧气。在本研究中，我们将研究由选择性白腐真菌 Ceriporiopsis subvermispora 产生的一种新担子菌代谢物 Ceriporic Acid 的功能，特别是阐明其在纸浆漂白过程中抑制纤维素损伤的作用，并阐明其对铁氧化还原的影响我们为此进行了实验。即，合成了不同链长的海芹酸衍生物，并通过ESR对它们在涉及铁(III)还原的芬顿反应中抑制羟基自由基产生的程度进行了定量并进行了动力学分析。・另外，通过ESR对铁(II)络合物与过氧化氢的直接反应中的氢氧自由基的生成速度进行了定量。此外，还阐明了表面活性等各种物理化学性质。此外，我们利用分子轨道计算计算了角茴香酸衍生物的HOMO能量，并评估了不同链长对分子轨道的影响。此外，通过测定纸浆粘度，研究了山梨酸及其类似物对纤维素损伤的抑制作用。还对该反应中脱木质素的量进行了定量。通过上述实验，我们阐明了海芹酸衍生物的化学性质，并发现了一种具有纤维素保护作用的新衍生物。