木粉の化学修飾により機能性プラスチックの抽出に成功――新規生分解性材料の開発、温室効果ガスの低減に貢献名工大

名古屋工業大学は2019年10月25日、スカンジウムトリフラート触媒を使って、無溶媒でセルロース粉末を化学修飾することに成功したと発表した。

実験では、セルロース粉末の水酸基に対して2倍量の無水酢酸と1mol％のスカンジウムトリフラート触媒を混ぜると室温5時間で工業的にも使用されているアセチルセルロースが合成できた。

既存のセルロースの化学修飾（エステル化）法は、濃硫酸を触媒に用い、過剰の酸塩化物を必要とする。また、遊離する酸で主鎖が分解し、作業者に与える健康問題を抱えている。同研究では、水酸基の修飾率は90％を超え、工業的に使用されているものと同レベルであることが確認できた。

アセチルセルロースは、遅いながらも生分解性を有し、次世代のプラスチック材料として注目されている。同手法をセルロース繊維に適応すると繊維形状を保ったままセルロース繊維をアセチル化できた。さらに、同技術を木粉の化学修飾にも応用展開したところ、粉末セルロースの代わりに木粉を用いて70度で15時間反応し、クロロホルムで抽出するとアセチルセルロースが選択的に得られた（収率11wt％）。

木材チップは火力発電などの燃料として使用されているが、粉じんの吸入ばく露による健康障害が原因で木粉の再利用は現在課題として残されており、木粉それ自体を化学修飾する研究は世界で初めてだという。今後は、同研究で見出したグリーンプロセス合成法が、新規生分解性材料の開発に大きく貢献するとしている。

木粉の化学修飾により機能性プラスチックの抽出に成功――新規生分解性材料の開発、温室効果ガスの低減に貢献　名工大