Top > Search of Japanese Patents > EASILY DECOMPOSABLE LIGNIN GENERATOR

EASILY DECOMPOSABLE LIGNIN GENERATOR commons

Patent code P160013542
File No. NU-667
Posted date Dec 1, 2016
Application number P2016-139321
Publication number P2018-008900A
Date of filing Jul 14, 2016
Date of publication of application Jan 18, 2018
Inventor
  • (In Japanese)萩原 伸也
  • (In Japanese)打田 直行
  • (In Japanese)鈴木 惇平
  • (In Japanese)伊丹 健一郎
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人名古屋大学
Title EASILY DECOMPOSABLE LIGNIN GENERATOR commons
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an easily decomposable lignin generator containing a compound that can be introduced to a structure of lignin and can make lignin easily decomposable.
SOLUTION: The easily decomposable lignin generator contains a compound represented by general formula (1), where R1 to R3 are identical or different and each represent a hydrogen atom, alkoxy group or alkyl group, R4 represents an organic group, and n represents an integer from 0 to 3.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

化石燃料は埋蔵量に限度があり、また、地球温暖化の原因の一つとされる大気中の二酸化炭素濃度を上昇させる等の理由から、化石燃料の代替燃料としてバイオマス燃料が注目されている。バイオマス燃料として、砂糖やデンプン等の糖類を原料としたバイオエタノール等の第1世代バイオマス燃料がさかんに開発されているが、バイオエタノールは主にさとうきびや穀物などから生産されることから、食糧との競合が問題視されている。

食糧との競合を回避するため、食用とならない植物を利用した第2世代バイオマス燃料が提案されている。しかしながら、植物の細胞壁にはリグニンという難分解性ポリマーが存在することから、第2世代バイオマス燃料の実用化は進んでいない。

植物の細胞壁の主成分は、セルロース(約40%)、ヘミセルロース(約30%)、及びリグニン(約25%)から構成されるリグノセルロースである。このうち、バイオマス燃料として使用可能なものはセルロース及びヘミセルロースである。セルロース及びヘミセルロースはリグニンに囲まれているため、セルロース及びヘミセルロースを用いるためには、リグニンを分離する必要がある。

リグニンは、複雑な3次元網目構造を疎水性かつ難分解性のフェノール系ポリマーであり、主に、p-ヒドロキシシンナミルアルコール(Sユニット;シリンジルアルコール)、コフェリルアルコール(Gユニット;グアシルアルコール)及びシナピルアルコール(Hユニット)の3種類のリグニンモノマー(モノリグノール)から構成されている。

上記の通り、セルロース及びヘミセルロースはリグニンに囲まれているため、セルロース及びヘミセルロースを用いるためには、リグニンを分離する前処理を行う必要がある。

前処理としては、例えば、72%硫酸を用いる化学的手法(クレーソン法)(非特許文献1)、リグニン等を分解する微生物や酵素を用いた生物学的手法(非特許文献2)、高温高圧の蒸気を用いる物理化学的手法(水蒸気爆砕法)(非特許文献3)などの手法が知られている。しかしながら、クレーソン法では使用した硫酸の回収に大きなエネルギーが必要であり、生物学的手法では分解速度が非常に遅く、水蒸気爆砕法では高温高圧を生み出すのに多くのエネルギーが必要であるなどの課題を抱えており、低コストで効率良くリグニンを分解する方法が切望されている。

一方、リグニンを分解する前処理を工夫するだけではなく、植物に存在するリグニン自体を改変し、易分解性とする技術も報告されている。例えば、リグニンのβ-O-4構造を酵素等で酸化した後、含水ギ酸で処理する方法(非特許文献4)、リグニンモノマーとしてフェルラ酸を用いてリグニンの構造中にフェルラ酸を導入し、酸性条件下で処理する方法(非特許文献5)などが報告されている。しかしながら、上記の通り、リグニンは3次元網目構造をとることから、リグニン構造の外側から逐次的にリグニンを分解するため、効率が悪いという問題が指摘されている。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、易分解性リグニン生成剤に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
一般式(1):
【化1】
 
(省略)
[一般式(1)中、R1~R3は同一又は異なって、水素原子、アルコキシ基、又はアルキル基を示し、R4は有機基を示す。nは0~3の整数を示す。]
で表される化合物を含む、易分解性リグニン生成剤。

【請求項2】
 
前記R4が、ヒドロキシ基、ホルミル基、カルボキシ基、置換若しくは非置換アルコキシカルボニル基、又は置換若しくは非置換アミノカルボニル基である、請求項1に記載の易分解性リグニン生成剤。

【請求項3】
 
前記R3が、水素原子である、請求項1又は2に記載の易分解性リグニン生成剤。

【請求項4】
 
前記R1が、水素原子又はアルコキシ基である、請求項1~3のいずれかに記載の易分解性リグニン生成剤。

【請求項5】
 
前記R2が、水素原子又はアルコキシ基である、請求項1~4のいずれかに記載の易分解性リグニン生成剤。

【請求項6】
 
前記R1がアルコキシ基であり、かつ前記R2が水素原子又はアルコキシ基である、請求項1~5のいずれかに記載の易分解性リグニン生成剤。

【請求項7】
 
一般式(2):
【化2】
 
(省略)
[一般式(2)中、R1~R3は同一又は異なって、水素原子、アルコキシ基、又はアルキル基を示す。mは1~3の整数を示す。]
で表される、化合物。

【請求項8】
 
請求項1~6のいずれかに記載の易分解性リグニン生成剤又は請求項7に記載の化合物を植物に取り込ませる工程を含む、易分解性リグニンの製造方法。

【請求項9】
 
前記植物に取り込ませる工程が、請求項1~6のいずれかに記載の易分解性リグニン生成剤又は請求項7に記載の化合物を植物生育環境中に混合又は溶解させる工程である、請求項8に記載の方法。

【請求項10】
 
請求項1~6のいずれかに記載の易分解性リグニン生成剤又は請求項7に記載の化合物を植物に取り込ませる工程、及び
紫外線を照射する工程
を含む、リグニンの分解方法。

【請求項11】
 
前記植物に取り込ませる工程が、請求項1~6のいずれかに記載の易分解性リグニン生成剤又は請求項7に記載の化合物を植物生育環境中に混合又は溶解させる工程である、請求項10に記載の方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Published
(In Japanese)名古屋大学の公開特許情報を掲載しています。ご関心のある案件がございましたら、下記まで電子メールでご連絡ください。


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close