光合成で固定化される二酸化炭素の有効利用を指向したバイオマスの各成分の変換技術

生物质各成分的转化技术，旨在有效利用通过光合作用固定的二氧化碳

基本信息

批准号：
22H00578
负责人：
山口有朋
金额：
$ 23.8万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H00578/
关键词：
バイオマス利活用

项目摘要

非可食性バイオマスであるリグノセルロース（木質バイオマス）のセルロース・ヘミセルロース・リグニンの全成分を、それぞれの化学構造および反応性の違いを利用し有用化学物質に変換する技術開発を行い、植物が成長の際に取り込んだ二酸化炭素をすべて化学品原料に変換することを目的とする。具体的には、木質バイオマスを反応物として担持金属触媒を用い、低い反応温度でセルロース・ヘミセルロースの水素化分解による糖アルコールへの変換、続いて、より高い反応温度でリグニンの分解反応による芳香族化合物への変換を実現する。本年度は、リグニン分解用の高性能触媒を開発するとともに、その触媒を用いてセルロースを同じ条件（400 ℃）で処理することにより、芳香族化合物が生成することを見出した。っより低温でも反応は進行し、300 ℃においてセルロースの変換反応を各触媒で行ったところ、主にベンゼン、トルエン、フェノール、クレゾールが生成した。その他、非フェノール類としてアルキルベンゼン、フェノール類として、アルキルフェノールが生成した。この反応条件では、Pd/Cを用いた時に最も芳香族モノマーの収率が高くなった（収率4.0 %）。また、Pt/C、Rh/Cを用いた時も、芳香族モノマーへの変換に対し触媒作用を示すことが明らかになった。本研究により、リグニン分解と同様の反応条件において、芳香環をもたないセルロースからも芳香族モノマーへ変換可能であることを見出した。

我们开发了一种技术，利用其化学结构和反应性的差异，将纤维素、半纤维素和木质素等非食用生物质木质纤维素（木质生物质）的所有成分转化为有用的化学物质。就是将过程中摄入的二氧化碳全部转化为化工原料。具体来说，我们以木质生物质为反应物和负载型金属催化剂，在较低的反应温度下通过氢解将纤维素和半纤维素转化为糖醇，然后在较高的反应温度下通过木质素的分解反应将其转化为芳香醇而实现。转化为化合物。今年，我们开发了一种用于木质素分解的高性能催化剂，发现在相同条件（400℃）下用该催化剂处理纤维素可以产生芳香族化合物。即使在较低温度下反应也能进行，当使用各催化剂在300℃下进行纤维素转化反应时，主要生成苯、甲苯、苯酚和甲酚。另外，烷基苯作为非苯酚而生成，烷基苯酚作为苯酚而生成。在这些反应条件下，当使用Pd/C时芳香族单体的收率最高（收率4.0%）。还表明，当使用Pt/C和Rh/C时，它们也表现出转化为芳香族单体的催化作用。在这项研究中，我们发现不具有芳香环的纤维素可以在与木质素分解相同的反应条件下转化为芳香族单体。

项目成果

期刊论文数量（9）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

未利用資源を化成品原料へと変換する技術

将闲置资源转化为化工产品原料的技术

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
H. Guo;W. Xu;T. Nomoto*;K. Kanamori;Y.M. Voon;Y. Honda;N. Yamada;H. Takemoto;M. Matsui;N. Nishiyama*;山口有朋
通讯作者：
山口有朋

バイオマスに含まれるリグニンの有用化学物質への変換

将生物质中含有的木质素转化为有用的化学品

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
月刊ファインケミカル
影响因子：
0
作者：
K. Yamazaki;A. Segawa;H. Mazaki;N. Hiyoshi;N. Mimura;O. Sato and A. Yamaguchi*;中山琢夫;山口有朋
通讯作者：
山口有朋

グアイアコールの立体選択的水素化反応

愈创木酚立体选择性加氢反应

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
山口有朋;村上由香;日吉範人
通讯作者：
日吉範人

Conversion of lignocellulosic biomass to chemicals using supported metal catalysts in high-temperature water

在高温水中使用负载型金属催化剂将木质纤维素生物质转化为化学品

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
A. Yamaguchi;N. Mimura;N. Hiyoshi and O. Sato
通讯作者：
N. Hiyoshi and O. Sato

バイオマスの各成分を化成品原料へ変換する技術

将生物质各成分转化为化工产品原料的技术

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kikuchi Yuki;Sugano Eriko;Yuki Shiori;Tabata Kitako;Endo Yuka;Takita Yuya;Onoguchi Reina;Ozaki Taku;Fukuda Tomokazu;Takai Yoshihiro;Kurose Takahiro;Tanaka Koichi;Honma Yoichi;Perez Eduardo;Stock Maxwell;Fernandez Jose R.;Tamura Masanori;Voronkov Michael;S;山口有朋
通讯作者：
山口有朋