第 55 回リグニン討論会に参加して

特集
学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 14
第 55 回リグニン討論会に参加して
河 村 奈々絵
Nanae KAWAMURA
物質化学科
2010 年度卒業
1.はじめに
今回,私は,2010 年 10 月 20 日から 21 日にかけ
て京都大学百周年時計台記念館
国際ホールで開催
された「第 55 回リグニン討論会」に参加しました.
この学会で「フェルラ酸・グリコール酸共重合体の
合成および特性解析」と題してポスター発表を行い
ました.
Fig. 1
2.研究内容
2. 1
実験操作
FT-IR spectra of ferulic acid and poly
(ferulic acid-co-glicolic acid)
トルにおいて,フェルラ酸で観測された 3410 cm-1
まず,フェルラ酸に無水酢酸,酢酸ナトリウムを
における O-H 伸縮振動の吸収は見られず,一方で
加え,窒素雰囲気下 80℃ で 18 h 還流を行いフェル
1750 cm-1 における C=O 伸縮振動および 1260 cm-
ラ酸のみの重合を行いました.
1 における C-O 伸縮振動の吸収が観測されたこと
次にフェルラ酸,グリコール酸に無水酢酸,酢酸
からエステル結合の形成が確認されました(Fig.
ナトリウムを加え,窒素雰囲気下 80℃ で 18 h 還流
1).よって重合には成功しましたが,得られた共重
(1 段階)後,減圧下 160℃ で 26 h 反応(2 段階)
合体は不溶不融の性質を持ち,縮合による分子鎖の
させました.得られた合成物をクロロホルム:フェ
剛直性の増大, π -π スタッキングが原因であると
ノール=6 : 1(v/v)に 100℃ で溶解させ,大過剰
考えました.
のメタノール中で沈殿後,真空乾燥しサンプルを得
そこで柔軟なグリコール酸の導入を試みました.
ました.この操作に基づきフェルラ酸とグリコール
グリコール酸と等モルで重合したサンプルの分子量
酸のモノマー比を変えた実験,減圧加熱なし(1 段
を GPC により測定すると,1 段階のみ(サンプル
階のみ)の合成,温度を変えた合成を行い合成条件
1)では Mw=6.8×102, 2 段階目まで進めた場合(サ
検討しました.得られた共重合体について,FT-IR
ンプル 2)では Mw=2.9×103 という結果が得られ,
による化学構造の解析,GPC および MALDI-TOF-
2 段階目の操作を導入することで分子量が大きく向
MS による分子量分布の解析,そして DSC と偏光
上することがわかりました.サンプル 1 は DSC 測
顕微鏡による液晶相転移挙動の観察を行いました.
定より 162℃ と 213℃ で融点が観測され(Fig. 2),
ホットステージ付偏光顕微鏡でこの温度範囲で複屈
2. 2
結果と考察
折が観測されました(Fig. 3).
フェルラ酸のみを重合したものの FT-IR スペク
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このことから,サンプル 1 は低分子ではあるが液
Mw=9.0×102 となり,モノマー比を変えても 2 段階
目の操作により分子量は向上しました.
今後はフェルラ酸とグリコール酸のモノマー比を
細かく変え,熱可塑性,耐熱性,液晶性をバランス
良く兼ね備えた共重合体の合成を目指します.
3.第 55 回リグニン討論会の感想
Fig. 2
DSC chart of poly(ferulic acid-co-glicolic
acid)
私は自分の研究に対しての外部の方の意見を聞く
ため,またリグニンを用いた最新の研究について学
ぶためにこの学会に参加しました.私の研究がリグ
ニンの構成成分の一つであるフェルラ酸を使ってポ
リエステルを合成するというものであるのに対し,
他の参加者はリグニンからフェルラ酸を抽出する過
程や分解などに詳しい農学部の方が多く,リグニン
を新たな角度から見ることができました.
私の発表では,大学院生や専門家の方々の中に学
部生の私がまじって発表するということに大きなプ
レッシャーを感じていましたが,多くの方々が私の
Fig. 3
発表を聞きに来て下さり,今後の研究の進め方に対
Polarized optical microscopic image
of poly(ferulic acid-co-glicolic acid)
するアドバイスを頂くことができました.また,私
よりも知識や経験が遥かに豊富な先生方と専門的な
晶性を示すことがわかりました.サンプル 2 につい
内容に関して意見交換ができたことがとても光栄
ては,偏光顕微鏡観察において融解は見られず,220
で,発表の仕方を褒めていただいたこともあり,自
℃付近で熱分解が起こりました.これは分子量の増
信につながりました.
大に伴い分子運動性が低下し流動性を失ったためで
自分の研究内容をうまく伝えるということはとて
あると考えられます.この理由としてフェルラ酸ユ
も難しかったですが,今回の経験を通して自分の研
ニットの割合が多いためであると考え,フェルラ酸
究についてもより理解が深まり,プレゼンテーショ
とグリコール酸の仕込み量を 50 : 50 から 25 : 75 に
ンの力もつき,大きく成長できたと思います.この
変更して合成を行いました.その結果,等モルのと
学会発表は貴重な学びの機会となり,今後の研究活
きに得られた共重合体は個体であったが,このとき
動に活かしたいです.
に得られた共重合体は 1 段階(サンプル 3),2 段階
(サンプル 4)ともに粘性の高い液体の状態になり
謝辞
ました.この原因として,低分子量であること,フ
最後になりましたが,第 55 回リグニン討論会に
ェルラ酸分率が小さいことが考えられます.フェル
参加する貴重な機会を与えて下さり,そして本研究
ラ酸とグリコール酸の組成比によって共重合体の物
の遂行のため,様々なご指導を受け賜りました林久
性が大きく変化することが明らかとなりました.分
夫教授,石井大輔助教に心から厚く御礼申し上げま
2
子量はサンプル 3 が Mw =4.9×10 ,サンプル 4 が
す.
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