JP6997440B2 - Drugs, their usage and manufacturing methods - Google Patents
Drugs, their usage and manufacturing methods Download PDFInfo
- Publication number
- JP6997440B2 JP6997440B2 JP2017220276A JP2017220276A JP6997440B2 JP 6997440 B2 JP6997440 B2 JP 6997440B2 JP 2017220276 A JP2017220276 A JP 2017220276A JP 2017220276 A JP2017220276 A JP 2017220276A JP 6997440 B2 JP6997440 B2 JP 6997440B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lignin
- drug
- less
- solution
- solvent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
- Compounds Of Unknown Constitution (AREA)
Description
本発明は、薬剤、その使用方法及び製造方法に関する。 The present invention relates to a drug, a method of using the same, and a method of producing the same.
木材は、通常、木材腐朽菌等による腐朽から守るために必要に応じて防腐処理が行われる。木材等に用いられる防腐剤としては、クレオソート油、ナフテン酸銅やナフテン酸亜鉛等の様々なものが用いられているが、中には毒性が高いものがあり、その使用に制限があった。また持続性の低い防腐剤も多く、繰り返し防腐処理を行わなければならないといった問題もある。 Wood is usually subjected to antiseptic treatment as necessary to protect it from decay caused by wood-rotting fungi and the like. Various preservatives used for wood and the like, such as creosote oil, copper naphthenate and zinc naphthenate, are used, but some of them are highly toxic and their use is restricted. .. In addition, there are many preservatives with low durability, and there is a problem that preservative treatment must be repeated.
一方、木材等の主要な構成成分であるリグニンは、環境意識の高まりにより幅広い分野において利用されている。リグニンは上記木材腐朽菌によって分解されるが、木材腐朽菌の種類によってはリグニンへの作用が低いものがあることは知られており、リグニンを利用した防腐剤の開発も行われている。
例えば特許文献1では、毒性が低く、揮発や溶出によって環境や人体に悪影響を及ぼす可能性が低く、防腐処理の作業性が容易であることを効果とし、酢酸リグニンを有効成分として含有することを特徴とする防腐剤について開示されている。
On the other hand, lignin, which is a main constituent of wood and the like, is used in a wide range of fields due to heightened environmental awareness. Lignin is decomposed by the above-mentioned wood-rotting fungi, but it is known that some types of wood-rotting fungi have a low action on lignin, and preservatives using lignin are being developed.
For example, in Patent Document 1, it is effective that the toxicity is low, the possibility of adversely affecting the environment and the human body due to volatilization and elution is low, the workability of the antiseptic treatment is easy, and lignin acetate is contained as an active ingredient. The characteristic preservatives are disclosed.
特許文献1において使用されているリグニン系化合物は、数平均分子量が約1000~約4000と大きいため、防腐剤の粘度が高く、木材等へ塗布・含浸する際の作業性が悪くなることや、粘度を抑制させるために溶剤等を大量に使用する等、コストや環境面でマイナスになることが想定される。 Since the lignin-based compound used in Patent Document 1 has a large number average molecular weight of about 1000 to about 4000, the viscosity of the preservative is high, and the workability when applying / impregnating to wood or the like is deteriorated. It is expected that it will be negative in terms of cost and environment, such as using a large amount of solvent to suppress the viscosity.
そこで本発明は、毒性が極めて低く、優れた防腐性を有しており、揮発や溶出も少なく、かつ作業性が良好な薬剤、その使用方法及び製造方法を提供することを課題とする。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a drug having extremely low toxicity, excellent antiseptic properties, less volatilization and elution, and good workability, a method for using the same, and a method for producing the same.
上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明者らは軽質リグニンにより当該課題を解決できることを見出した。
すなわち、本発明は下記のとおりである。
As a result of diligent studies to solve the above problem, the present inventors have found that the problem can be solved by light lignin.
That is, the present invention is as follows.
[1]数平均分子量が100以上800以下のポリフェノール類を主成分とする薬剤。
[2]軟化点が30℃以上100℃以下である、上記[1]に記載の薬剤。
[3]前記ポリフェノール類がリグニンである、上記[1]又は[2]に記載の薬剤。
[4]前記薬剤が防腐剤である、上記[1]~[3]のいずれかに記載の薬剤。
[5]塗布することを特徴とする上記[1]~[4]のいずれかに記載の薬剤の使用方法。
[6]前記薬剤を希釈して塗布することを特徴とする上記[5]に記載の薬剤の使用方法。
[7]上記[1]~[4]のいずれかに記載の薬剤を基材に塗布することを特徴とする基材の製造方法。
[8]前記薬剤を希釈して塗布することを特徴とする上記[7]に記載の基材の製造方法。
[9]原料リグニン溶液から数平均分子量が100以上800以下のリグニンを主成分とする溶液を分画する工程(I)を有する薬剤の製造方法。
[10]前記原料リグニン溶液が、植物系バイオマスに含まれるリグニンを有機溶媒を含む溶媒に可溶化させて得られるリグニン溶液(i)、又は、固体リグニンを有機溶媒を含む溶媒に溶解させて得られるリグニン溶液(ii)である、上記[9]に記載の薬剤の製造方法。
[11]前記工程(I)が、前記原料リグニン溶液と、水及び双極子モーメントが0.25d以下の炭化水素から選ばれる少なくとも1種の溶媒(a)とを、前記原料リグニン溶液に対して該溶媒(a)を容量で、1倍以上50倍以下で混合する工程(I’)である、上記[9]又は[10]に記載の薬剤の製造方法。
[1] A drug containing polyphenols having a number average molecular weight of 100 or more and 800 or less as a main component.
[2] The agent according to the above [1], which has a softening point of 30 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.
[3] The agent according to the above [1] or [2], wherein the polyphenols are lignin.
[4] The agent according to any one of the above [1] to [3], wherein the agent is a preservative.
[5] The method for using the drug according to any one of the above [1] to [4], which comprises applying.
[6] The method for using the drug according to the above [5], which comprises diluting and applying the drug.
[7] A method for producing a base material, which comprises applying the agent according to any one of the above [1] to [4] to the base material.
[8] The method for producing a substrate according to the above [7], wherein the drug is diluted and applied.
[9] A method for producing a drug, which comprises a step (I) of fractionating a solution containing lignin having a number average molecular weight of 100 or more and 800 or less as a main component from a raw material lignin solution.
[10] The raw material lignin solution is obtained by dissolving the lignin contained in the plant biomass in a lignin solution (i) obtained by solubilizing the lignin in a solvent containing an organic solvent, or by dissolving the solid lignin in a solvent containing an organic solvent. The method for producing a drug according to the above [9], which is a lignin solution (ii) to be obtained.
[11] In the step (I), the raw material lignin solution and at least one solvent (a) selected from water and a hydrocarbon having a dipole moment of 0.25 d or less are applied to the raw material lignin solution. The method for producing a drug according to the above [9] or [10], which is a step (I') of mixing the solvent (a) in a volume of 1 to 50 times or less.
本発明によれば、天然物由来の成分のため毒性が極めて低く、優れた防腐性を有しており、揮発や溶出も少ない薬剤、その使用方法及び製造方法を提供することができる。また、得られる薬剤の数平均分子量が比較的低分子なため、熱溶融性や溶剤溶解性が高く、作業性が良好である。 According to the present invention, it is possible to provide a drug which is extremely low in toxicity because it is a component derived from a natural product, has excellent antiseptic properties, and has little volatilization and elution, and a method for using the same and a method for producing the same. Further, since the number average molecular weight of the obtained drug is relatively low, it has high thermal meltability and solvent solubility, and has good workability.
<薬剤>
本発明の薬剤は、数平均分子量が100以上800以下のポリフェノール類(単に「ポリフェノール類」と称すことがある)を主成分とする。
ポリフェノール類としては、タンニン、褐炭、及びリグニン等であり、本発明の薬剤は防腐剤又は抗菌剤としての有用性の観点から、褐炭、及びリグニン等が好ましく、リグニンであることが特に好ましい。
<Drug>
The agent of the present invention contains polyphenols having a number average molecular weight of 100 or more and 800 or less (sometimes simply referred to as "polyphenols") as a main component.
Examples of polyphenols include tannin, lignite, and lignin, and the agent of the present invention preferably has lignite, lignin, and the like from the viewpoint of usefulness as a preservative or an antibacterial agent, and lignin is particularly preferable.
本発明の薬剤は数平均分子量が100以上800以下のポリフェノール類を主成分とするものだが、「主成分」とは、薬剤に対し、防腐性又は抗菌性を発揮する観点から、通常5質量%以上であり、好ましくは25質量%以上、より好ましくは45質量%以上、さらに好ましくは60質量%以上、特に好ましくは80質量%以上であり、上限値は通常100質量%である。本発明の薬剤は、ポリフェノール類が上記数平均分子量の範囲であることが防腐性及び抗菌性を発揮する上で重要であり、通常5質量%以上であれば防腐性又は抗菌性が発揮される。
また、薬剤に含まれ得る上記ポリフェノール以外の成分としては、バニリン等のフェノール類、フルフラール等の糖過分解物等が挙げられるが、特に限定されない。
The drug of the present invention is mainly composed of polyphenols having a number average molecular weight of 100 or more and 800 or less, but the "main component" is usually 5% by mass from the viewpoint of exhibiting antiseptic or antibacterial properties against the drug. The above is preferably 25% by mass or more, more preferably 45% by mass or more, further preferably 60% by mass or more, particularly preferably 80% by mass or more, and the upper limit is usually 100% by mass. It is important for the agent of the present invention that the polyphenols are in the range of the above number average molecular weight in order to exhibit antiseptic and antibacterial properties, and usually, if the polyphenols are 5% by mass or more, the antiseptic or antibacterial properties are exhibited. ..
In addition, examples of the components other than the polyphenols that can be contained in the drug include phenols such as vanillin and sugar peroxides such as furfural, but are not particularly limited.
ポリフェノール類の数平均分子量は100以上800以下である。数平均分子量が800を超えると、優れた防腐性及び抗菌性を発現することができず、作業性も低下する。熱溶融性や溶剤溶解性が高く、より優れた防腐性及び抗菌性を発現させる観点から、数平均分子量は好ましくは200以上700以下、より好ましくは200以上500以下、さらに好ましくは250以上450以下、よりさらに好ましくは300以上400以下である。
数平均分子量は、ポリスチレンを換算基準としたゲル浸透クロマトグラフ(GPC)による測定により求められる。
The number average molecular weight of polyphenols is 100 or more and 800 or less. If the number average molecular weight exceeds 800, excellent antiseptic and antibacterial properties cannot be exhibited, and workability also deteriorates. The number average molecular weight is preferably 200 or more and 700 or less, more preferably 200 or more and 500 or less, and further preferably 250 or more and 450 or less, from the viewpoint of having high thermal meltability and solvent solubility and exhibiting better antiseptic and antibacterial properties. , More preferably 300 or more and 400 or less.
The number average molecular weight is determined by measurement by gel permeation chromatography (GPC) using polystyrene as a conversion standard.
本発明の薬剤の軟化点は、好ましくは30℃以上100℃以下、より好ましくは30℃以上80℃以下、さらに好ましくは30℃以上70℃以下、よりさらに好ましくは40℃以上70℃以下である。軟化点が上記範囲にあることで、薬剤の防腐性及び抗菌性に優れる。 The softening point of the agent of the present invention is preferably 30 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, more preferably 30 ° C. or higher and 80 ° C. or lower, still more preferably 30 ° C. or higher and 70 ° C. or lower, and further preferably 40 ° C. or higher and 70 ° C. or lower. .. When the softening point is within the above range, the antiseptic property and antibacterial property of the drug are excellent.
本発明の薬剤は上述のとおり、防腐性及び抗菌性等に優れることから、防腐剤及び抗菌剤として有用であり、特に優れた防腐性から防腐剤として好適である。本発明の薬剤は、菌類に対して防腐性及び抗菌性を示すが、真菌類に対してよりよい効果を示す。真菌類の中でも、木材不朽菌や酵母に対する防腐剤及び抗菌剤としてより好ましく、白色腐朽菌及び褐色腐朽菌に対する防腐剤及び抗菌剤としてさらに好ましく、白色腐朽菌に対する防腐剤及び抗菌剤として特に好ましい。白色腐朽菌としては、シイタケ、ナメコ、エノキタケ、ヒラタケ、スギヒラタケ、マイタケ、タモギタケ、スエヒロタケ、カワラタケ、シュタケ、ホシゲタケ、ヒイロタケに対して好ましく、カワラタケに対してより好ましい。褐色腐朽菌としては、オオウズラタケ、サルノコシカケ、ナミダタケ、マツオウジ、チョークアナタケ、キカイガラタケ、イチョウタケ、イドタケに対して好ましい。 As described above, the agent of the present invention is useful as an antiseptic and an antibacterial agent because it is excellent in antiseptic and antibacterial properties, and is particularly suitable as an antiseptic because of its excellent antiseptic properties. The agent of the present invention exhibits antiseptic and antibacterial properties against fungi, but shows better effects against fungi. Among fungi, it is more preferable as a preservative and an antibacterial agent against wood-rotting fungi and yeast, further preferable as a preservative and an antibacterial agent against white-rot fungus and brown-rot fungus, and particularly preferable as a preservative and antibacterial agent against white-rot fungus. As the white-rot fungus, it is preferable to Shiitake, Nameko, Enokitake, Hiratake, Sugihiratake, Maitake, Pleurotus cornucopiae, Schizophyllum communis, Kawaratake, Stake, Hoshigetake, and Hiirotake, and more preferably to Kawaratake. The brown rot fungus is preferable to Gloeophyllum, Polyporaceae, Namidatake, Matsuoji, Chalkanatake, Gloeophyllum, Ginkgotake, and Wet Rot.
本発明の薬剤の使用方法としては、特に限定されるものではなく、薬剤を塗布あるいは薬剤に浸漬する方法等が挙げられるが、作業性の観点から塗布することが好ましい。また、塗布をする際に薬剤を適当な溶媒に希釈して使用してもよい。適当な溶媒としては薬剤を溶解又は分散等できるものであれば特に限定されるものではないが、水とアセトン等の有機溶媒との混合溶媒を用いることができる。
本発明の薬剤を希釈して塗布する場合、上記ポリフェノール類の含有量が5質量%程度以上であれば、塗布に十分な粘度に希釈することができる。
The method of using the drug of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a method of applying or immersing the drug in the drug, but it is preferable to apply the drug from the viewpoint of workability. In addition, the drug may be diluted with an appropriate solvent and used at the time of application. The suitable solvent is not particularly limited as long as it can dissolve or disperse the drug, but a mixed solvent of water and an organic solvent such as acetone can be used.
When the agent of the present invention is diluted and applied, if the content of the polyphenols is about 5% by mass or more, it can be diluted to a viscosity sufficient for application.
また本発明は、上記薬剤を基材に塗布した基材を提供することができる。薬剤は上述のとおり希釈して塗布することもできる。
例えば本発明の薬剤を防腐剤として用いる場合、該防腐剤を用いる防腐処理は、それ自体既知の方法に従って行うことができる。具体的には、本発明の防腐剤を基材表面に塗布したり、又は本発明の防腐剤の溶液中に基材を浸漬することにより行うことができ、それによって基材表面に防腐効果に優れた保護皮膜を形成せしめることができる。基材が木材のように液体を浸透させ易い材料の場合には、表面のみでなく、内部まで防腐剤液を浸透させるのがより効果的である。防腐剤を基材の内部まで浸透させる場合には、必要に応じて、加圧・減圧等の方法を併用することができる。
Further, the present invention can provide a base material obtained by applying the above-mentioned drug to the base material. The drug can also be diluted and applied as described above.
For example, when the agent of the present invention is used as a preservative, the preservative treatment using the preservative can be carried out according to a method known per se. Specifically, it can be carried out by applying the preservative of the present invention to the surface of the base material or by immersing the base material in a solution of the preservative of the present invention, whereby the preservative effect can be obtained on the surface of the base material. It can form an excellent protective film. When the base material is a material such as wood that allows liquid to easily permeate, it is more effective to permeate the preservative liquid not only on the surface but also on the inside. When the preservative is infiltrated into the base material, a method such as pressurization or depressurization can be used in combination, if necessary.
上記防腐処理に用いることができる基材としては、木材、繊維、コンクリート、レンガ、樹脂発泡体等が挙げられ、これらのうち、木材が特に好適である。
形成される保護被膜は、常温で乾燥させることができ、又は必要に応じて加熱硬化させることもできる。この場合、基材の耐熱性を考慮して最適な加熱温度及び加熱時間を適宜選択することが望ましい。
Examples of the base material that can be used for the antiseptic treatment include wood, fiber, concrete, brick, resin foam, and the like, and among these, wood is particularly suitable.
The protective film formed can be dried at room temperature or, if necessary, heat-cured. In this case, it is desirable to appropriately select the optimum heating temperature and heating time in consideration of the heat resistance of the base material.
<薬剤の製造方法>
本発明の薬剤において、前記ポリフェノール類として好適なリグニンを主成分とする場合の本発明の薬剤の製造方法について説明する。
[工程(I)]
本発明の薬剤の製造方法は、原料リグニン溶液から数平均分子量が100以上800以下のリグニン(以下、「軽質リグニン」と称すことがある)を主成分とする溶液を分画する工程(I)を有する。
なお、上記「主成分」とは前述と同義である。また、軽質リグニンを主成分とする混合物に含まれ得る軽質リグニン以外の成分としては、前述した「薬剤に含まれ得る上記ポリフェノール以外の成分」と同様の成分が例示できる。
<Manufacturing method of drug>
The method for producing the drug of the present invention in the case where the drug of the present invention contains lignin suitable as the polyphenols as a main component will be described.
[Step (I)]
The method for producing a drug of the present invention is a step (I) of fractionating a solution containing lignin having a number average molecular weight of 100 or more and 800 or less (hereinafter, may be referred to as "light lignin") as a main component from a raw material lignin solution. Has.
The above "main component" has the same meaning as described above. Further, as the component other than the light lignin that can be contained in the mixture containing the light lignin as the main component, the same components as the above-mentioned "component other than the above polyphenol that can be contained in the drug" can be exemplified.
(原料リグニン溶液)
工程(I)に用いられる上記原料リグニン溶液は、下記のリグニン溶液(i)又はリグニン溶液(ii)であることが好ましい。
〈リグニン溶液(i)〉
リグニン溶液(i)は、植物系バイオマスに含まれるリグニンを、有機溶媒を含む溶媒に可溶化させて得られる。
植物系バイオマス含まれるリグニンを、有機溶媒を含む溶媒に可溶化させる方法としては、既存の方法により行うことができる。例えば、国際公開第2014/142289号に記載される、水と炭素数4~10の脂肪族アルコールとの混合溶媒中における植物系バイオマスの処理方法や、特許第5256679号公報に記載される、水による植物系バイオマスの処理方法を挙げることができる。
上記リグニン溶液(i)を得る方法の具体例としては、植物系バイオマスを、有機溶媒を含む溶媒により、植物系バイオマスと溶媒との特定の仕込み濃度、特定の反応温度及び時間の条件下で処理することにより、リグニンを分離して行うことができる。
(Raw material lignin solution)
The raw material lignin solution used in the step (I) is preferably the following lignin solution (i) or lignin solution (ii).
<Lignin solution (i)>
The lignin solution (i) is obtained by solubilizing the lignin contained in the plant biomass in a solvent containing an organic solvent.
As a method for solubilizing lignin contained in plant biomass in a solvent containing an organic solvent, an existing method can be used. For example, a method for treating plant biomass in a mixed solvent of water and an aliphatic alcohol having 4 to 10 carbon atoms described in International Publication No. 2014/142289, and water described in Japanese Patent No. 52566679. A method for treating plant-based biomass according to the above can be mentioned.
As a specific example of the method for obtaining the lignin solution (i), the plant-based biomass is treated with a solvent containing an organic solvent under the conditions of a specific charging concentration of the plant-based biomass and the solvent, a specific reaction temperature and time. By doing so, lignin can be separated.
植物系バイオマスとしては、木本系バイオマス、草本系バイオマスが挙げられる。木本系バイオマスとしては、スギ、ヒノキ、ヒバ、サクラ、ユーカリ、ブナ、タケ等の針葉樹、広葉樹が挙げられる。
草本系バイオマスとしては、パームヤシの樹幹・空房、パームヤシ果実の繊維及び種子、バガス(さとうきび及び高バイオマス量さとうきびの搾り滓)、ケーントップ(さとうきびのトップ及びリーフ)、エナジーケーン、稲わら、麦わら、トウモロコシの穂軸・茎葉・残渣(コーンストーバー、コーンコブ、コーンハル)、ソルガム(スイートソルガムを含む)残渣、ヤトロファ種の皮及び殻、カシュー殻、スイッチグラス、エリアンサス、高バイオマス収量作物、エネルギー作物等が挙げられる。
これらのなかでも、入手容易性や本発明において適用する製造方法との適合性の観点から、草本系バイオマスであることが好ましく、パームヤシの空房、麦わら、トウモロコシの茎葉、バガス、ケーントップ、エナジーケーン、それら有用成分抽出後の残渣がより好ましく、バガス、ケーントップ、エナジーケーン、それら有用成分抽出後の残渣がさらに好ましい。有用成分には、例えば、ヘミセルロース、糖質、ミネラル、水分等が含まれる。
Examples of plant-based biomass include wood-based biomass and herbaceous biomass. Examples of woody biomass include conifers such as Sugi, Hinoki, Hiba, Sakura, Eucalyptus, Beech, and Bamboo, and broad-leaved trees.
Herbaceous biomass includes palm palm tree trunks and bunches, palm palm fruit fibers and seeds, bagasse (corn and high biomass squeezed shavings), cane tops (corn tops and leaves), energy canes, rice straw, and straw. Corn cobs, foliage, residues (corn stover, corn cob, corn hull), sorghum (including sweet sorghum) residues, yatrofa skins and shells, cashew husks, switchgrass, eranthus, high biomass yield crops, energy crops, etc. Can be mentioned.
Among these, herbaceous biomass is preferable from the viewpoint of availability and compatibility with the production method applied in the present invention, such as palm palm air chamber, straw, corn foliage, bagasse, cane top, and energy cane. , The residue after extraction of these useful components is more preferable, and bagasse, cane top, energy cane, and the residue after extraction of these useful components are further preferable. Useful ingredients include, for example, hemicellulose, sugars, minerals, water and the like.
バガスには、5~30質量%程度のリグニンが含まれる。また、バガス中のリグニンは基本骨格として、H核、G核およびS核の全てを含む。G核とは、フェノール骨格部分のオルト位に1つのメトキシ基(-OCH3)を有するものであり、S核とは、オルト位に2つのメトキシ基を有するものであり、H核とは、オルト位にメトキシ基を有していないものである。なお、木本系バイオマス由来のリグニンには、H核が含まれない。
植物系バイオマスは、粉砕されたものを用いることもできる。また、ブロック、チップ、粉末、又は水が含まれた含水物のいずれの形態でもよい。
Bagasse contains about 5 to 30% by mass of lignin. In addition, lignin in bagasse contains all of H nucleus, G nucleus and S nucleus as a basic skeleton. The G nucleus has one methoxy group (-OCH 3 ) at the ortho position of the phenol skeleton portion, the S nucleus has two methoxy groups at the ortho position, and the H nucleus is It does not have a methoxy group at the ortho position. The lignin derived from Kimoto-based biomass does not contain H nuclei.
As the plant-based biomass, crushed biomass can also be used. Further, it may be in the form of a block, a chip, a powder, or a water-containing substance containing water.
有機溶媒を含む溶媒としては、水と有機溶媒との混合溶媒等が挙げられる。
水としては、水道水、工業用水、イオン交換水、蒸留水等が挙げられる。
有機溶媒は特に限定されないが、飽和又は不飽和の、直鎖アルコール及び分岐アルコールから選択されるいずれであってもよい。その他、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン等のエーテル類、エチレングリコール、ポリエチレングリコールであってもよい。また、有機溶媒は単独でも、複数を混合したものでもよい。
なかでも、メタノール、エタノール、プロパノール、1-ブタノール、2-メチル-1-プロパノール、2-ブタノール、2-メチル-2-プロパノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、アセトン及びテトラヒドロフランから選らばれる少なくとも1種が好ましく、1-ブタノール、2-メチル-1-プロパノール、2-ブタノール、エタノール、ペンタノール、ヘキサノール及びアセトンから選ばれる1種以上であることがより好ましく、1-ブタノール、2-メチル-1-プロパノール、2-ブタノール、エタノール及びアセトンから選ばれる少なくとも1種であることがさらに好ましく、1-ブタノール、2-メチル-1-プロパノール、2-ブタノールであることがさらに好ましく、1-ブタノールであることが特に好ましい。
Examples of the solvent containing an organic solvent include a mixed solvent of water and an organic solvent.
Examples of water include tap water, industrial water, ion-exchanged water, distilled water and the like.
The organic solvent is not particularly limited, but may be either saturated or unsaturated, selected from linear alcohols and branched alcohols. In addition, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, ethers such as tetrahydrofuran, ethylene glycol and polyethylene glycol may be used. Further, the organic solvent may be used alone or in combination of two or more.
Among them, at least one selected from methanol, ethanol, propanol, 1-butanol, 2-methyl-1-propanol, 2-butanol, 2-methyl-2-propanol, pentanol, hexanol, heptanol, octanol, acetone and tetrahydrofuran. The species is preferred, and more preferably one or more selected from 1-butanol, 2-methyl-1-propanol, 2-butanol, ethanol, pentanol, hexanol and acetone, 1-butanol and 2-methyl-1. -It is more preferably at least one selected from propanol, 2-butanol, ethanol and acetone, further preferably 1-butanol, 2-methyl-1-propanol and 2-butanol, and 1-butanol. Is particularly preferred.
水と有機溶媒との混合割合としては、水と有機溶媒のモル比(水/アルコール)が1/1~40/1であることが好ましく、より好ましくは1.5/1~30/1、さらに好ましくは2/1~24/1である。水と有機溶媒とのモル比が上記範囲内であれば、所定の条件下において、リグニンを含有した溶液を二相分離することができる。 As for the mixing ratio of water and the organic solvent, the molar ratio (water / alcohol) of water and the organic solvent is preferably 1/1 to 40/1, more preferably 1.5 / 1 to 30/1. More preferably, it is 2/1 to 24/1. When the molar ratio of water to the organic solvent is within the above range, the solution containing lignin can be separated into two phases under predetermined conditions.
有機溶媒を含む溶媒に対する植物系バイオマスの仕込み濃度は、1質量%以上50質量%以下が好ましく、より好ましくは3質量%以上20質量%以下、さらに好ましくは5質量%以上18質量%以下である。植物系バイオマスの濃度が1質量%以上であれば、リグニンを可溶化させるプロセスのエネルギー効率が良好に保たれる。一方で、植物系バイオマスの濃度が50質量%を超えると、溶媒量が十分でなく、リグニンの分離効率が低下する。 The concentration of the plant biomass charged to the solvent containing the organic solvent is preferably 1% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 3% by mass or more and 20% by mass or less, and further preferably 5% by mass or more and 18% by mass or less. .. When the concentration of the plant-based biomass is 1% by mass or more, the energy efficiency of the process of solubilizing lignin is kept good. On the other hand, if the concentration of the plant-based biomass exceeds 50% by mass, the amount of the solvent is not sufficient and the separation efficiency of lignin decreases.
また、処理反応温度は、100℃以上350℃以下が好ましく、より好ましくは150℃以上300℃以下であり、さらに好ましくは170℃以上270℃以下である。100℃以上であれば、リグニンの分離が促進され、350℃を超えると、セルロースの分解やリグニンの再重合によるコークの生成を抑制することができる。
処理反応時間は、0.1時間以上10時間以下であり、好ましくは、0.2時間以上8時間以下であり、より好ましくは、1時間以上6時間以下であり、さらに好ましくは、1時間以上3時間以下である。0.1時間以上であればリグニンの分離が十分に進行し、10時間以内であれば、セルロースの分解やリグニンの再重合によるコークの生成を抑制することができる。
The treatment reaction temperature is preferably 100 ° C. or higher and 350 ° C. or lower, more preferably 150 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, and further preferably 170 ° C. or higher and 270 ° C. or lower. When the temperature is 100 ° C. or higher, the separation of lignin is promoted, and when the temperature exceeds 350 ° C., the decomposition of cellulose and the formation of cork due to the repolymerization of lignin can be suppressed.
The treatment reaction time is 0.1 hours or more and 10 hours or less, preferably 0.2 hours or more and 8 hours or less, more preferably 1 hour or more and 6 hours or less, and further preferably 1 hour or more. It is less than 3 hours. If it is 0.1 hours or more, the separation of lignin proceeds sufficiently, and if it is within 10 hours, the decomposition of cellulose and the production of cork due to the repolymerization of lignin can be suppressed.
〈リグニン溶液(ii)〉
リグニン溶液(ii)は、固体リグニンを、有機溶媒を含む溶媒に溶解させて得られる。
固体リグニンとしては任意のものを用いることができ、特に制限はない。例えば、上述した植物系バイオマスからリグニンを可溶化した後に、濃縮することにより得られる固体のリグニン、パルプ製造過程で生じる黒液(サルファイトリグニン、クラフトリグニン、ソーダリグニン等)から得られる固体のリグニン等を用いることができる。
<Lignin solution (ii)>
The lignin solution (ii) is obtained by dissolving solid lignin in a solvent containing an organic solvent.
Any solid lignin can be used, and there is no particular limitation. For example, solid lignin obtained by solubilizing lignin from the above-mentioned plant-based biomass and then concentrating it, and solid lignin obtained from black liquor (sulfite lignin, kraft lignin, soda lignin, etc.) produced in the pulp production process. Etc. can be used.
有機溶媒は特に限定されないが、飽和又は不飽和の、直鎖アルコール及び分岐アルコールから選択されるいずれであってもよい。その他、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン等のエーテル類、エチレングリコール、ポリエチレングリコールであってもよい。また、有機溶媒は単独でも、複数を混合したものでもよい。 The organic solvent is not particularly limited, but may be selected from saturated or unsaturated linear alcohols and branched alcohols. In addition, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, ethers such as tetrahydrofuran, ethylene glycol and polyethylene glycol may be used. Further, the organic solvent may be used alone or in combination of two or more.
なかでも、メタノール、エタノール、プロパノール、1-ブタノール、2-メチル-1-プロパノール、2-ブタノール、2-メチル-2-プロパノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、アセトン及びテトラヒドロフランから選らばれる少なくとも1種が好ましく、1-ブタノール、2-メチル-1-プロパノール、2-ブタノール、エタノール、ペンタノール、ヘキサノール及びアセトンから選ばれる1種以上であることがより好ましく、1-ブタノール、2-メチル-1-プロパノール、2-ブタノール、エタノール及びアセトンから選ばれる少なくとも1種であることがさらに好ましく、エタノール及びアセトンから選ばれる少なくとも1種であることがさらに好ましく、アセトンであることが特に好ましい。
上記有機溶媒を含む溶媒としては、これら有機溶媒と、例えば水との混合溶媒を挙げることができる。水と有機溶媒との混合割合としては、特に限定されないが、水と有機溶媒のモル比(水:有機溶媒)は、通常5:95~95:5程度であり、好ましくは10:90~80:20、より好ましくは10:90~70:30であり、さらに好ましくは10:90~60:40である。
Among them, at least one selected from methanol, ethanol, propanol, 1-butanol, 2-methyl-1-propanol, 2-butanol, 2-methyl-2-propanol, pentanol, hexanol, heptanol, octanol, acetone and tetrahydrofuran. Species are preferred, and more preferably one or more selected from 1-butanol, 2-methyl-1-propanol, 2-butanol, ethanol, pentanol, hexanol and acetone, 1-butanol and 2-methyl-1. -It is more preferably at least one selected from propanol, 2-butanol, ethanol and acetone, further preferably at least one selected from ethanol and acetone, and particularly preferably acetone.
Examples of the solvent containing the organic solvent include a mixed solvent of these organic solvents and, for example, water. The mixing ratio of water and the organic solvent is not particularly limited, but the molar ratio of water to the organic solvent (water: organic solvent) is usually about 5:95 to 95: 5, preferably 10:90 to 80. : 20, more preferably 10:90 to 70:30, and even more preferably 10:90 to 60:40.
〈リグニン濃度〉
原料リグニン溶液は、有機溶媒中25℃におけるリグニンの濃度が1質量%以上90質量%以下となることが好ましい。25℃におけるリグニンの濃度が1質量%以上であれば、軽質リグニンを主成分とする混合物の生成プロセスのエネルギー効率が悪化するおそれがない。また、25℃におけるリグニンの濃度が90質量%以下であれば、後述の工程(I)における分離度合が良好となる。
<Lignin concentration>
The raw material lignin solution preferably has a lignin concentration of 1% by mass or more and 90% by mass or less at 25 ° C. in an organic solvent. When the concentration of lignin at 25 ° C. is 1% by mass or more, there is no possibility that the energy efficiency of the production process of the mixture containing light lignin as a main component is deteriorated. Further, when the concentration of lignin at 25 ° C. is 90% by mass or less, the degree of separation in the step (I) described later is good.
25℃におけるリグニンの濃度は、好ましくは1質量%以上70質量%以下、より好ましくは1質量%以上50質量%以下、さらに好ましくは2質量%以上40質量%以下、特に好ましくは4質量%以上30質量%以下である。なお、複数種の有機溶媒を用いる場合には、上記リグニンの濃度は、有機溶媒の合計量中の濃度を意味する。 The concentration of lignin at 25 ° C. is preferably 1% by mass or more and 70% by mass or less, more preferably 1% by mass or more and 50% by mass or less, still more preferably 2% by mass or more and 40% by mass or less, and particularly preferably 4% by mass or more. It is 30% by mass or less. When a plurality of kinds of organic solvents are used, the concentration of the lignin means the concentration in the total amount of the organic solvents.
[工程(I’)]
原料リグニン溶液から数平均分子量が100以上800以下のリグニンを主成分とする溶液を分画する工程(I)は、上述の原料リグニン溶液と、水及び双極子モーメントが0.25d以下の炭化水素から選ばれる少なくとも1種の溶媒(a)とを、原料リグニン溶液に対して溶媒(a)を容量で、1倍以上50倍以下で混合する工程(I’)によって行われることが好ましい。
当該工程(I’)を経ることにより、防腐性、抗菌性及び作業性に優れる軽質リグニンを主成分とする混合物を得ることができる。
[Step (I')]
In the step (I) of fractionating a solution containing lignin having a number average molecular weight of 100 or more and 800 or less as a main component from the raw material lignin solution, the above-mentioned raw material lignin solution and water and hydrocarbons having a dipole moment of 0.25 d or less are carried out. It is preferable to carry out the step (I') in which at least one solvent (a) selected from the above is mixed with the raw material lignin solution in a volume of 1 to 50 times or less.
By going through the step (I'), a mixture containing light lignin having excellent antiseptic properties, antibacterial properties and workability as a main component can be obtained.
(水)
水としては、例えば、水道水、工業用水、イオン交換水、蒸留水等を用いることができる。
(双極子モーメントが0.25d以下の炭化水素)
双極子モーメントが0.25d以下の炭化水素としては、炭素数が5~8である、飽和鎖状炭化水素、不飽和鎖状炭化水素、飽和環式炭化水素又は不飽和環式炭化水素が好ましい。該炭化水素の双極子モーメントが0.25d以下であれば、精製効率を良好なものとすることができる。ここで、「双極子モーメント」とは、Winmostar MOPAC AMI (MOP6W70)により算出される値である。かかる炭化水素として使用可能な化合物の一例を、その双極子モーメント値と共に以下に示す。
(water)
As the water, for example, tap water, industrial water, ion-exchanged water, distilled water and the like can be used.
(Hydrocarbon with dipole moment of 0.25d or less)
As the hydrocarbon having a bipolar moment of 0.25d or less, a saturated chain hydrocarbon, an unsaturated chain hydrocarbon, a saturated ring hydrocarbon or an unsaturated ring hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms is preferable. .. When the dipole moment of the hydrocarbon is 0.25d or less, the purification efficiency can be improved. Here, the "dipole moment" is a value calculated by Winmostar MOPAC AMI (MOP6W70). An example of a compound that can be used as such a hydrocarbon is shown below together with its dipole moment value.
炭化水素の双極子モーメントは、好ましくは0.20d以下であり、より好ましくは0.10d以下であり、さらに好ましくは0.05以下である。炭化水素の双極子モーメントの下限値は特に限定されないが、例えば、0.00dである。 The dipole moment of the hydrocarbon is preferably 0.20 d or less, more preferably 0.10 d or less, still more preferably 0.05 or less. The lower limit of the dipole moment of the hydrocarbon is not particularly limited, but is, for example, 0.00d.
(溶媒(a)の容量)
原料リグニン溶液と混合する際の、水及び双極子モーメントが0.25d以下の炭化水素から選ばれる少なくとも1種の溶媒(a)の量は、原料リグニン溶液に対して容量で、1倍以上であれば原料リグニン溶液に含まれる軽質リグニンを主成分とする混合物を十分に分離することができる。
一方で、溶媒(a)の量が容量で50倍以下であれば廃水や炭化水素使用量が増加し過ぎることなく、効率よく上記数平均分子量のリグニンを主成分とする混合物を回収することができる。
なお、複数種の炭化水素溶媒を用いる場合には、上記溶媒(a)の量とは、水と複数種の炭化水素溶媒の合計量を意味する。
(Volume of solvent (a))
The amount of at least one solvent (a) selected from water and a hydrocarbon having a dipole moment of 0.25 d or less when mixed with the raw material lignin solution is 1 times or more in volume with respect to the raw material lignin solution. If so, the mixture containing the light lignin contained in the raw material lignin solution as a main component can be sufficiently separated.
On the other hand, if the amount of the solvent (a) is 50 times or less in volume, the mixture containing the above-mentioned number average molecular weight of lignin as a main component can be efficiently recovered without excessively increasing the amount of wastewater and hydrocarbons used. can.
When a plurality of types of hydrocarbon solvents are used, the amount of the solvent (a) means the total amount of water and the plurality of types of hydrocarbon solvents.
原料リグニン溶液に混合する上記溶媒(a)の量は、原料リグニン溶液に対して容量で、好ましくは1倍以上40倍以下、より好ましくは1倍以上30倍以下、さらに好ましくは2倍以上20倍以下、特に好ましくは2倍以上15倍以下である。
混合方法は、原料リグニン溶液と上記溶媒(a)とが均一に混合できれば、特に限定されない。混合に用いられる装置には、例えば、エッジランナー、撹拌混合機、ロールミル、コーンミル、フラットストーンミル、スピードラインミル、ボールミル、ビーズミル、サンドグラインドミル、パールミル、アトライター、縦型ミキサー、ニーダー、高速かき混ぜ機(ディゾルバー)等を挙げることができる。
The amount of the solvent (a) to be mixed with the raw material lignin solution is preferably 1 to 40 times or less, more preferably 1 to 30 times or less, still more preferably 2 to 20 times or more in terms of volume with respect to the raw material lignin solution. It is twice or less, particularly preferably 2 times or more and 15 times or less.
The mixing method is not particularly limited as long as the raw material lignin solution and the solvent (a) can be uniformly mixed. The equipment used for mixing includes, for example, an edge runner, a stirring mixer, a roll mill, a cone mill, a flat stone mill, a speed line mill, a ball mill, a bead mill, a sand grind mill, a pearl mill, an attritor, a vertical mixer, a kneader, and a high-speed stirring. Machines (dissolvers) and the like can be mentioned.
原料リグニン溶液と、水及び双極子モーメントが0.25d以下の炭化水素から選ばれる少なくとも1種の溶媒(a)とを混合する上記工程(I’)における溶液温度は、溶液の安定性、リグニンの溶液への溶解度等を鑑みて、0℃以上100℃以下であることが好ましく、より好ましくは10℃以上90℃以下、さらに好ましくは20℃以上80℃以下、特に好ましくは25℃以上70℃以下である。 The solution temperature in the above step (I') of mixing the raw material lignin solution with water and at least one solvent (a) selected from hydrocarbons having a dipole moment of 0.25 d or less is the stability of the solution and lignin. The temperature is preferably 0 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, more preferably 10 ° C. or higher and 90 ° C. or lower, further preferably 20 ° C. or higher and 80 ° C. or lower, and particularly preferably 25 ° C. or higher and 70 ° C. It is as follows.
また、工程(I’)において原料リグニン溶液と、水及び双極子モーメントが0.25d以下の炭化水素から選ばれる少なくとも1種の溶媒(a)とを混合する際には、必要に応じて攪拌を行ってもよい。攪拌を行った場合には、さらに必要に応じて静置分離を行ってもよい。静置時間は、通常、1分以上120分以下である。静置時間が1分以上であれば、軽質リグニンを主成分とする混合物を十分に分離することができる。また、静置時間の上限は120分で十分である。静置時間は、好ましくは5分以上100分以下、より好ましくは10分以上60分以下、さらに好ましくは15分以上30分以下である。 Further, when mixing the raw material lignin solution and at least one solvent (a) selected from water and a hydrocarbon having a dipole moment of 0.25 d or less in the step (I'), stirring is necessary. May be done. When stirring is performed, static separation may be further performed if necessary. The standing time is usually 1 minute or more and 120 minutes or less. If the standing time is 1 minute or more, the mixture containing light lignin as a main component can be sufficiently separated. Further, the upper limit of the standing time is 120 minutes, which is sufficient. The standing time is preferably 5 minutes or more and 100 minutes or less, more preferably 10 minutes or more and 60 minutes or less, and further preferably 15 minutes or more and 30 minutes or less.
[工程(II-1)又は(II-2)]
上記工程(I)により得られる溶液が二相であるか一相であるかによって、以下の工程(II-1)又は(II-2)のいずれかを行うことが好ましい。
工程(I)により得られた溶液が二相であれば、下記工程(II-1)にて分液することにより、原料リグニン溶液から軽質リグニンを分離することができる。また、工程(I)により得られた溶液が一相である場合には、下記工程(II-2)にて溶解度差により析出した固体を固液分離することにより、原料リグニン溶液から軽質リグニンを溶液中に分離することができる。
[Step (II-1) or (II-2)]
It is preferable to carry out either of the following steps (II-1) or (II-2) depending on whether the solution obtained in the above step (I) is two-phase or one-phase.
If the solution obtained in step (I) is two-phase, light lignin can be separated from the raw material lignin solution by separating the solution in the following step (II-1). When the solution obtained in step (I) is one phase, light lignin can be obtained from the raw material lignin solution by solid-liquid separation of the solid precipitated due to the difference in solubility in the following step (II-2). Can be separated in solution.
(工程(II-1))
工程(I)により得られた溶液が二相である場合には、工程(I)の後、工程(II-1)を続けて行うことが好ましい。工程(II-1)では、工程(I)により得られる軽質リグニンを主成分とする相を上記二相から分離し、分離した相を濃縮した後、得られた固形分を乾燥することで、薬剤が得られる。
(Step (II-1))
When the solution obtained in the step (I) is two-phase, it is preferable to carry out the step (II-1) in succession after the step (I). In the step (II-1), the phase containing the light lignin as the main component obtained in the step (I) is separated from the above two phases, the separated phases are concentrated, and then the obtained solid content is dried. The drug is obtained.
例えば、工程(I)により得られた溶液が、水相と有機相(双極子モーメントが0.25d以下の炭化水素以外の有機相、以下同義)との二相、又は水相と有機相及び双極子モーメントが0.25d以下の炭化水素相との二相に分かれた場合は、水相側に軽質リグニンを主成分とする混合物が溶解しているので、工程(II-1)では水相側を分離し、該水相側を濃縮した後、得られた固形分を乾燥する。
また、工程(I)により得られた溶液が、双極子モーメントが0.25d以下の炭化水素相と有機相との二相に分かれる場合には、炭化水素相に軽質リグニンを主成分とする混合物が溶解しているので、工程(II-1)では、炭化水素相を分離し、該炭化水素相を濃縮した後、得られた固形分を乾燥する。
なお、二相の状態で固形分が生成している場合には、固液分離の後に、水相側あるいは炭化水素相側を分離する。
For example, the solution obtained in step (I) is a two-phase of an aqueous phase and an organic phase (an organic phase other than a hydrocarbon having a bipolar moment of 0.25 d or less, hereinafter synonymous), or an aqueous phase and an organic phase and When the dipole moment is divided into two phases with a hydrocarbon phase of 0.25d or less, the mixture containing light lignin as a main component is dissolved on the aqueous phase side, so that the aqueous phase is in step (II-1). The side is separated, the aqueous phase side is concentrated, and then the obtained solid content is dried.
When the solution obtained in step (I) is divided into two phases, a hydrocarbon phase having a dipole moment of 0.25d or less and an organic phase, a mixture containing a light lignin as a main component in the hydrocarbon phase. In step (II-1), the hydrocarbon phase is separated, the hydrocarbon phase is concentrated, and then the obtained solid content is dried.
When the solid content is generated in the two-phase state, the aqueous phase side or the hydrocarbon phase side is separated after the solid-liquid separation.
(工程(II-2))
工程(I)により得られた溶液が一相である場合、すなわち固形分が沈殿する場合には、工程(II-2)を続けて行うことが好ましい。工程(II-2)においては、溶液を固液分離し、得られた溶液を濃縮した後、乾燥することで、薬剤が得られる。
(Step (II-2))
When the solution obtained in the step (I) is one phase, that is, when the solid content precipitates, it is preferable to continue the step (II-2). In step (II-2), the solution is solid-liquid separated, the obtained solution is concentrated, and then dried to obtain a drug.
上述の本発明の製造方法により得られる薬剤は、数平均分子量が比較的低分子なため、熱溶融性や溶剤溶解性が高く、作業性に優れた薬剤を製造することができる。
また、本発明の薬剤は、天然物由来の成分のため毒性が極めて低く、防腐性及び抗菌性、特に優れた防腐性を有しており、比較的低分子であるにもかかわらず、揮発が少なく、基本的に水に対し不溶であるため、一度処理すれば揮発や溶出による防腐効果等の喪失の懸念は極めて小さい。
Since the drug obtained by the above-mentioned production method of the present invention has a relatively low number average molecular weight, it is possible to produce a drug having high thermal meltability and solvent solubility and excellent workability.
In addition, the agent of the present invention has extremely low toxicity because it is a component derived from a natural product, has antiseptic and antibacterial properties, and has particularly excellent antiseptic properties, and is volatile even though it is a relatively small molecule. Since it is small and basically insoluble in water, there is very little concern about loss of antiseptic effect due to volatilization and elution once it is treated.
以下、本発明を実施例及び比較例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.
[実施例1]
(原料リグニン溶液の調整)
原料としてバガス(試料サイズ3mm角以下)と、水及び有機溶媒である1-ブタノールの混合溶媒(モル比で、水/1-ブタノール=8/1になるように調製)とを、内容積0.92LのSUS製回分式装置に入れた。水と1-ブタノールとからなる混合溶媒の質量は、300gであった。バガスの仕込み濃度は、上記混合溶媒に対して、質量比で10質量%とした。
SUS製回分式装置の装置内を窒素でパージした後、200℃まで昇温し、反応温度200℃で2時間の分解反応を行った。反応時間は、200℃に達してからの経過時間とした。また、熱電対にて温度を測定した。反応時の内圧は1.9MPaであった。
処理終了後、SUS製回分式装置を室温付近まで冷却した後、内容物を全て取り出し、ろ過することにより、バイオマス残渣と液相とに分離した。さらに、ろ液の水相と1-ブタノール相とを分液漏斗により液/液分離した。分離された1-ブタノール相を原料リグニン溶液として使用した。固形分(リグニン)濃度は、別途ブタノール相を濃縮し求めたところ、50g/L-ブタノール相であった。
(工程I)
得られた原料リグニン溶液(水+ブタノール相)14mL(リグニンの濃度は6質量%,0.7gのリグニンが14mLのブタノール+水の混合溶媒に溶解)に、イオン交換水178mLを加えた。水の量は原料リグニン溶液に対して12.7倍であった。得られた混合溶液を25℃で15分撹拌した。撹拌後の液相は一相であった。
(工程II-2)
ろ過により固形分をろ別し、得られたろ液を濃縮し、100℃で真空乾燥し、リグニンを主成分(61質量%)とする粘性固形物1を得た。
後述の方法により測定した粘性固形物1の数平均分子量は344、軟化点は45℃だった。また、後述の方法による防腐性評価の結果を表2及び図1に示す。
[Example 1]
(Preparation of raw material lignin solution)
As a raw material, bagasse (sample size 3 mm square or less) and a mixed solvent of water and 1-butanol, which is an organic solvent (prepared so that water / 1-butanol = 8/1 in molar ratio), have an internal volume of 0. Placed in a .92 L SUS batch device. The mass of the mixed solvent composed of water and 1-butanol was 300 g. The bagasse charging concentration was 10% by mass in terms of mass ratio with respect to the above mixed solvent.
After purging the inside of the SUS batch type apparatus with nitrogen, the temperature was raised to 200 ° C., and the decomposition reaction was carried out at a reaction temperature of 200 ° C. for 2 hours. The reaction time was defined as the elapsed time after reaching 200 ° C. In addition, the temperature was measured with a thermocouple. The internal pressure during the reaction was 1.9 MPa.
After the treatment was completed, the SUS batch type apparatus was cooled to near room temperature, and then all the contents were taken out and filtered to separate the biomass residue and the liquid phase. Further, the aqueous phase of the filtrate and the 1-butanol phase were liquid / liquid separated by a separating funnel. The separated 1-butanol phase was used as the raw material lignin solution. The solid content (lignin) concentration was 50 g / L-butanol phase when the butanol phase was separately concentrated and determined.
(Step I)
178 mL of ion-exchanged water was added to 14 mL of the obtained raw material lignin solution (water + butanol phase) (lignin concentration was 6% by mass, 0.7 g of lignin was dissolved in 14 mL of butanol + water mixed solvent). The amount of water was 12.7 times that of the raw material lignin solution. The resulting mixed solution was stirred at 25 ° C. for 15 minutes. The liquid phase after stirring was one phase.
(Step II-2)
The solid content was filtered off by filtration, the obtained filtrate was concentrated, and vacuum dried at 100 ° C. to obtain a viscous solid 1 containing lignin as a main component (61% by mass).
The number average molecular weight of the viscous solid 1 measured by the method described later was 344, and the softening point was 45 ° C. The results of the antiseptic property evaluation by the method described later are shown in Table 2 and FIG.
[実施例2]
(原料リグニン溶液の調整)
原料としてスギ(試料サイズ1mm角以下)と、水及び有機溶媒である1-ブタノールの混合溶媒(モル比で、水/1-ブタノール=4/1になるように調製)とを、内容積0.7LのSUS製回分式装置に入れた。水と1-ブタノールとからなる混合溶媒の質量は、300gであった。スギの仕込み濃度は、上記混合溶媒に対して、質量比で1/30とした。
SUS製回分式装置の装置内を窒素でパージした後、200℃まで昇温し、反応温度200℃で2時間の分解反応を行った。反応時間は、200℃に達してからの経過時間とした。また、熱電対にて温度を測定した。反応時の内圧は1.8MPaであった。
処理終了後、SUS製回分式装置を室温付近まで冷却した後、内容物を全て取り出し、ろ過することにより、バイオマス残渣と液相とに分離した。さらに、ろ液の水相と1-ブタノール相とをピペットにより液/液分離した。分離された1-ブタノール相をエバポレーター(80℃、水浴)で溶媒を除去した後、125℃、30分間の条件で真空乾燥して、可溶化リグニン濃縮物を得た。
(工程I)
得られた可溶化リグニンの濃縮物1gに対し、酢酸エチル70mLを添加した。固形物を濾過で除去し、ろ液はエバポレーター(70℃、水浴)で溶媒を除去した後、130℃、30分間の条件で真空乾燥して、酢酸エチル可溶分を得た。酢酸エチル可溶分1gに、ヘキサンと酢酸エチルの混合溶媒(ヘキサン/酢酸エチル=4/1体積比)を添加した。
(工程II-2)
固形物をろ過で除去し、ろ液はエバポレーター(80℃、水浴)で溶媒を除去した後、130℃、30分間の条件で真空乾燥して、リグニンを主成分とする粘性固形物2を得た。
後述の方法により測定した粘性固形物2の数平均分子量は378、軟化点は50℃だった。また、また、後述の方法による防腐性評価の結果を表2及び図1に示す。
[Example 2]
(Preparation of raw material lignin solution)
As a raw material, a mixed solvent of cedar (sample size 1 mm square or less) and water and 1-butanol, which is an organic solvent (prepared so that water / 1-butanol = 4/1 in molar ratio), has an internal volume of 0. It was placed in a 0.7 L SUS batch type device. The mass of the mixed solvent composed of water and 1-butanol was 300 g. The concentration of Sugi was set to 1/30 by mass ratio with respect to the mixed solvent.
After purging the inside of the SUS batch type apparatus with nitrogen, the temperature was raised to 200 ° C., and the decomposition reaction was carried out at a reaction temperature of 200 ° C. for 2 hours. The reaction time was defined as the elapsed time after reaching 200 ° C. In addition, the temperature was measured with a thermocouple. The internal pressure during the reaction was 1.8 MPa.
After the treatment was completed, the SUS batch type apparatus was cooled to near room temperature, and then all the contents were taken out and filtered to separate the biomass residue and the liquid phase. Further, the aqueous phase of the filtrate and the 1-butanol phase were liquid / liquid separated by a pipette. The separated 1-butanol phase was vacuum dried at 125 ° C. for 30 minutes after removing the solvent with an evaporator (80 ° C., water bath) to obtain a solubilized lignin concentrate.
(Step I)
70 mL of ethyl acetate was added to 1 g of the obtained solubilized lignin concentrate. The solid matter was removed by filtration, and the filtrate was vacuum-dried at 130 ° C. for 30 minutes after removing the solvent with an evaporator (70 ° C., water bath) to obtain an ethyl acetate-soluble component. A mixed solvent of hexane and ethyl acetate (hexane / ethyl acetate = 4/1 volume ratio) was added to 1 g of the ethyl acetate-soluble component.
(Step II-2)
The solid matter was removed by filtration, and the filtrate was vacuum-dried at 130 ° C. for 30 minutes after removing the solvent with an evaporator (80 ° C., water bath) to obtain a viscous solid matter 2 containing lignin as a main component. rice field.
The number average molecular weight of the viscous solid 2 measured by the method described later was 378, and the softening point was 50 ° C. In addition, Table 2 and FIG. 1 show the results of the antiseptic property evaluation by the method described later.
[比較例1]
実施例1の(工程II-2)においてろ別した固形分を125℃で真空乾燥し、リグニンを主成分(95質量%)とする固形物1とした。
後述の方法により測定した固形物1の数平均分子量は1158、軟化点は160℃だった。また、後述の方法による防腐性評価の結果を表2及び図1に示す。
[Comparative Example 1]
The solid content filtered off in (Step II-2) of Example 1 was vacuum dried at 125 ° C. to obtain solid substance 1 containing lignin as a main component (95% by mass).
The number average molecular weight of the solid substance 1 measured by the method described later was 1158, and the softening point was 160 ° C. The results of the antiseptic property evaluation by the method described later are shown in Table 2 and FIG.
[測定及び評価方法]
1.粘性固形物又は固形物中のリグニンの含有量
[前処理]
前処理として、ウィレーミルを用いて試料となる原料(粘性固形物又は固形物)を粉砕し、105℃で乾燥した。
上記粘性固形物又は固形物の試料の適量を量りとり、72%硫酸を加え、30℃において、随時撹拌しながら1時間放置した。この反応液を純水と混釈しながら耐圧瓶に完全に移し、オートクレーブにて120℃で1時間処理した後、ろ液と残渣とを、ろ別した。
[リグニン]
前処理の過程でろ別して得られた残渣を105℃で乾燥し、重量を計測し、分解残渣率を算定した。さらに、灰分量補正することで、リグニンの含有量を算定した。
[Measurement and evaluation method]
1. 1. Content of lignin in viscous solids or solids [pretreatment]
As a pretreatment, a raw material (viscous solid or solid) as a sample was pulverized using a Willey mill and dried at 105 ° C.
An appropriate amount of the viscous solid or solid sample was weighed, 72% sulfuric acid was added, and the mixture was left at 30 ° C. for 1 hour with occasional stirring. This reaction solution was completely transferred to a pressure-resistant bottle while being mixed with pure water, treated in an autoclave at 120 ° C. for 1 hour, and then the filtrate and the residue were filtered off.
[Lignin]
The residue obtained by filtration in the pretreatment process was dried at 105 ° C., weighed, and the decomposition residue rate was calculated. Furthermore, the lignin content was calculated by correcting the ash content.
2.分子量:数平均分子量(Mn)
テトラヒドロフラン溶媒を用いたゲル浸透クロマトグラフ(GPC)法にて、以下の条件で、数平均分子量(Mn)を測定した。
[測定条件]
SEC装置:HLC-8220 GPC(東ソー(株)製)
カラム:TSKgel guardcolumn HXL-H+TSKgel GMH-XL 2本+G2000H-XL 1本(東ソー(株)製)
溶媒:THF(和光純薬工業(株)製安定剤不含特級)
検出器:示差屈折率(RI)検出器、UV検出器
濃度:0.1w/v%
注入量:100μl
流速:1.0ml/min
カラム温度:40℃
検量線用標準試料:東ソー(株)製、TSK標準ポリスチレン
解析ソフト:GPC-8020model II
2. 2. Molecular Weight: Number Average Molecular Weight (Mn)
The number average molecular weight (Mn) was measured under the following conditions by a gel permeation chromatograph (GPC) method using a tetrahydrofuran solvent.
[Measurement condition]
SEC equipment: HLC-8220 GPC (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: TSKgel guardcolumn HXL-H + TSKgel GMH-XL 2 + G2000H-XL 1 (manufactured by Tosoh Corporation)
Solvent: THF (Stabilizer-free special grade manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
Detector: Differential refractive index (RI) detector, UV detector Concentration: 0.1w / v%
Injection volume: 100 μl
Flow velocity: 1.0 ml / min
Column temperature: 40 ° C
Standard sample for calibration curve: Tosoh Corporation, TSK standard polystyrene Analysis software: GPC-8020model II
3.軟化点(℃)
実施例及び比較例で得られた粘性固形分又は固形分(固体試料)を乳鉢で粉砕し、篩(40メッシュ)にかけて大きな粒子を取り除き、砕いた試料をアルミ製カップ(円形上部φ60、下部φ53×深さ15mm)に10~20mgに入れた。試料を入れたアルミ製カップをホットプレート(ASONEND-2A)に置き、ガラス板(厚さ0.5mm)でふたをした。80℃まで加熱後、5℃刻みに温度を上げ、ガラス越しに目視観察を行い、目視により溶解が完了した温度を軟化点として採用した。
3. 3. Softening point (℃)
The viscous solid content or solid content (solid sample) obtained in Examples and Comparative Examples was crushed in a mortar, sieved through a sieve (40 mesh) to remove large particles, and the crushed sample was placed in an aluminum cup (circular upper φ60, lower φ53). × Depth 15 mm) was placed in 10 to 20 mg. The aluminum cup containing the sample was placed on a hot plate (ASONEND-2A) and covered with a glass plate (thickness 0.5 mm). After heating to 80 ° C., the temperature was raised in increments of 5 ° C., visual observation was performed through the glass, and the temperature at which melting was completed by visual inspection was adopted as the softening point.
4.防腐性評価
防腐試験は、ペーパーディスク法により行った。供試菌としてカワラタケを用い、予め麦芽抽出物を含む寒天培地上で培養したものを分取し、滅菌水に分散し、吸光度=0.02となるように希釈した。希釈した供試菌分散液500μLを直径9cmの滅菌シャーレ内に作製した寒天培地上に滴下することで植菌した。製造例1の粘性固形物1を、水とアセトンの混合溶媒(水/アセトン=1/9重量比)を加え10質量%に希釈したものを、植菌後の寒天培地の中央に設置した直径6mmのろ紙(ペーパーディスク)上に15μlを滴下した。26℃に設定した恒温槽内で、植菌株を培養し、3週間後のろ紙周りの様子を観察した。
次の評価基準に基づき評価した。また、上記防腐評価試験後のシャーレ内の写真を図に示す。
◎:菌の繁殖は観察できなかった。
○:菌が繁殖して白色カビがろ紙の一部に観察された。
×:菌が繁殖して白色カビがろ紙全体を覆っていた。
4. Antiseptic property evaluation The antiseptic test was performed by the paper disc method. C. versicolor was used as a test bacterium, and a mixture previously cultured on an agar medium containing a malt extract was collected, dispersed in sterile water, and diluted so that the absorbance was 0.02. The cells were inoculated by dropping 500 μL of the diluted test bacterial dispersion onto an agar medium prepared in a sterile petri dish having a diameter of 9 cm. The viscous solid 1 of Production Example 1 was diluted to 10% by mass by adding a mixed solvent of water and acetone (water / acetone = 1/9 weight ratio), and the diameter was placed in the center of the agar medium after inoculation. 15 μl was dropped on a 6 mm filter paper (paper disc). The inoculum was cultured in a constant temperature bath set at 26 ° C., and the state around the filter paper was observed after 3 weeks.
Evaluation was made based on the following evaluation criteria. The photograph of the petri dish after the antiseptic evaluation test is shown in the figure.
⊚: No bacterial growth was observed.
◯: Bacteria propagated and white mold was observed on a part of the filter paper.
X: Bacteria propagated and white mold covered the entire filter paper.
本発明は、毒性が極めて低く、優れた防腐性を有しており、揮発や溶出も少なく、かつ作業性が良好な薬剤及び薬剤の製造方法であり、薬剤は防腐性のみならず抗菌性を有し得ることから、防腐剤及び抗菌剤として利用可能である。 The present invention is a method for producing a drug and a drug having extremely low toxicity, excellent antiseptic property, less volatilization and elution, and good workability, and the drug has not only antiseptic property but also antibacterial property. Since it can have, it can be used as an antiseptic and an antibacterial agent.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017220276A JP6997440B2 (en) | 2017-11-15 | 2017-11-15 | Drugs, their usage and manufacturing methods |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017220276A JP6997440B2 (en) | 2017-11-15 | 2017-11-15 | Drugs, their usage and manufacturing methods |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019089732A JP2019089732A (en) | 2019-06-13 |
| JP6997440B2 true JP6997440B2 (en) | 2022-02-21 |
Family
ID=66835788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017220276A Expired - Fee Related JP6997440B2 (en) | 2017-11-15 | 2017-11-15 | Drugs, their usage and manufacturing methods |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6997440B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108908592A (en) * | 2018-07-30 | 2018-11-30 | 安徽华宇工艺品股份有限公司 | A kind of plant formula twigs of the chaste tree softening agent |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000128801A (en) | 1998-10-21 | 2000-05-09 | Lotte Co Ltd | Antimicrobial composition |
| JP2000160478A (en) | 1998-11-25 | 2000-06-13 | Suminoe Textile Co Ltd | Manufacturing method of antibacterial carpet |
| JP2000327512A (en) | 1999-05-17 | 2000-11-28 | Sekisui Plastics Co Ltd | Antibacterial deodorant and filter using it |
| JP2001335698A (en) | 2000-05-29 | 2001-12-04 | Erubu:Kk | Functional resin composition |
| JP2006505501A (en) | 2002-04-04 | 2006-02-16 | ナチュラル・ディスインフェクタント・テクノロジーズ | Ophthalmic, pharmaceutical and other health care preparations with naturally occurring plant compounds, extracts and derivatives |
| JP2006111600A (en) | 2004-10-18 | 2006-04-27 | Kansai Paint Co Ltd | Termite-proofing agent |
| JP2006111599A (en) | 2004-10-18 | 2006-04-27 | Kansai Paint Co Ltd | Antiseptic agent |
| JP2006207046A (en) | 2005-01-25 | 2006-08-10 | Kujira House Kk | Antibacterial paper, non-woven or textile products |
| JP2007176885A (en) | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Mitsui Norin Co Ltd | Plant pathogenic fungus control agent |
| WO2009123183A1 (en) | 2008-03-31 | 2009-10-08 | 国立大学法人広島大学 | Antiviral agent and antiviral composition |
| WO2010067869A1 (en) | 2008-12-12 | 2010-06-17 | 国立大学法人広島大学 | Anti-viral agent and anti-viral composition |
| JP2013520398A (en) | 2010-02-26 | 2013-06-06 | 味の素株式会社 | Composition for virus inactivation containing low molecular weight compound and arginine |
| WO2017051911A1 (en) | 2015-09-25 | 2017-03-30 | 出光興産株式会社 | Method for producing purified lignin, purified lignin, resin composition and molded body |
-
2017
- 2017-11-15 JP JP2017220276A patent/JP6997440B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000128801A (en) | 1998-10-21 | 2000-05-09 | Lotte Co Ltd | Antimicrobial composition |
| JP2000160478A (en) | 1998-11-25 | 2000-06-13 | Suminoe Textile Co Ltd | Manufacturing method of antibacterial carpet |
| JP2000327512A (en) | 1999-05-17 | 2000-11-28 | Sekisui Plastics Co Ltd | Antibacterial deodorant and filter using it |
| JP2001335698A (en) | 2000-05-29 | 2001-12-04 | Erubu:Kk | Functional resin composition |
| JP2006505501A (en) | 2002-04-04 | 2006-02-16 | ナチュラル・ディスインフェクタント・テクノロジーズ | Ophthalmic, pharmaceutical and other health care preparations with naturally occurring plant compounds, extracts and derivatives |
| JP2006111600A (en) | 2004-10-18 | 2006-04-27 | Kansai Paint Co Ltd | Termite-proofing agent |
| JP2006111599A (en) | 2004-10-18 | 2006-04-27 | Kansai Paint Co Ltd | Antiseptic agent |
| JP2006207046A (en) | 2005-01-25 | 2006-08-10 | Kujira House Kk | Antibacterial paper, non-woven or textile products |
| JP2007176885A (en) | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Mitsui Norin Co Ltd | Plant pathogenic fungus control agent |
| WO2009123183A1 (en) | 2008-03-31 | 2009-10-08 | 国立大学法人広島大学 | Antiviral agent and antiviral composition |
| WO2010067869A1 (en) | 2008-12-12 | 2010-06-17 | 国立大学法人広島大学 | Anti-viral agent and anti-viral composition |
| JP2013520398A (en) | 2010-02-26 | 2013-06-06 | 味の素株式会社 | Composition for virus inactivation containing low molecular weight compound and arginine |
| WO2017051911A1 (en) | 2015-09-25 | 2017-03-30 | 出光興産株式会社 | Method for producing purified lignin, purified lignin, resin composition and molded body |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2019089732A (en) | 2019-06-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhang et al. | Sustainable extraction of polyphenols from millet using switchable deep eutectic solvents | |
| Mahmud et al. | Evaluation on efficiency of pyroligneous acid from palm kernel shell as antifungal and solid pineapple biomass as antibacterial and plant growth promoter | |
| US20070219141A1 (en) | Plant Materials Extraction Method | |
| US20090283473A1 (en) | Plant materials extraction method | |
| CN102031199A (en) | Method for extracting rose essential oil from fresh rose flowers | |
| CN117100789B (en) | A method for extracting flavonoids from eucalyptus citriodora leaves using a deep eutectic solvent | |
| RS61200B1 (en) | Process for extracting resin and rubber from guayule plants | |
| Fang et al. | Improvement of wood decay resistance with cinnamaldehyde chitosan emulsion | |
| Tsouko et al. | Valorization of Zante currant side‐streams for the production of phenolic‐rich extract and bacterial cellulose: a novel biorefinery concept | |
| JP2025063062A (en) | Plant growth promoter composition, its preparation method and use | |
| Fataliyev et al. | COMPARATIVE EVALUATION AND STUDING OF SOME INDIGENOUS AND INTRODUCED RED GRAPE VARIETIES. | |
| FR3105220A3 (en) | Amendment, processes for its preparation, and uses | |
| EP1044260B1 (en) | Method for obtaining grape tannin, resulting tannin and uses | |
| JP6997440B2 (en) | Drugs, their usage and manufacturing methods | |
| Garde‐Cerdán et al. | Could foliar applications of methyl jasmonate and methyl jasmonate+ urea improve must grape aroma composition? | |
| CN117304181A (en) | Deep eutectic solvents and their applications, extracts containing berberine and their applications | |
| KR102715053B1 (en) | Method for extracting tannin from persimmon using supercritical fluid | |
| Dias-Costa et al. | Polyphenols from winery by-products: Conventional versus unconventional extraction methodologies | |
| CN103554286A (en) | Extraction method of Clavicorona pyxidata mycelium polysaccharide | |
| Soto et al. | Extraction of polyflavonoids from Pinus radiata D. Don bark: Evaluation of effects of solvent composition and of the height on tree bark | |
| CN113416687B (en) | Fermentation culture method for producing schizophyllan by schizophyllum commune | |
| KR20180041870A (en) | Manufacturing method for fermentation products of pueraria lobata leaf and fermentation products manufactured by thereof method | |
| US20220324827A1 (en) | Extraction method of proanthocyanidin from chinese bayberry (myrica rubra sieb. et zucc) leaves | |
| Bisht et al. | Use of waste tea leaves as an aid to culture of some wood-rotting fungi | |
| CN119656074B (en) | Compound essential oil, preservative system containing compound essential oil and application of preservative system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171212 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20171212 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20200930 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20200930 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20201105 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201113 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210810 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210817 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211005 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211124 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211210 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6997440 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |