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公開番号2025106719
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-16
出願番号2024000266
出願日2024-01-04
発明の名称グルコースの製造方法およびその触媒
出願人住友化学株式会社,独立行政法人国立高等専門学校機構
代理人弁理士法人クオリオ,個人,個人,個人
主分類C07H 3/02 20060101AFI20250709BHJP(有機化学)
要約【課題】固体酸触媒を用いたセルロースの加水分解反応を利用して、セルロースから高い収率でグルコースを製造できる方法およびグルコース製造用固体酸触媒を提供する。
【解決手段】セルロースと水とを含む液と固体酸触媒とを接触させることを含むグルコースの製造方法であって、上記固体酸触媒が、炭素元素およびチタン元素とシリカとを含み、表面官能基としてスルホ基を有する、グルコースの製造方法、および、炭素元素およびチタン元素とシリカとを含み、表面官能基としてスルホ基を有する、グルコース製造用固体酸触媒。
【選択図】なし

特許請求の範囲【請求項１】
セルロースと水とを含む液と固体酸触媒とを接触させることを含むグルコースの製造方法であって、
該固体酸触媒が、炭素元素およびチタン元素とシリカとを含み、表面官能基としてスルホ基を有する、グルコースの製造方法。
続きを表示（約 510 文字）【請求項２】
前記シリカがメソ孔を有する、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記炭素元素が前記シリカの表面に担持されている、請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記チタン元素が前記シリカに含まれている、請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項５】
前記チタン元素が前記シリカに含まれている、請求項３に記載の製造方法。
【請求項６】
炭素元素およびチタン元素とシリカとを含み、表面官能基としてスルホ基を有する、グルコース製造用固体酸触媒。
【請求項７】
前記シリカがメソ孔を有する、請求項６に記載のグルコース製造用固体酸触媒。
【請求項８】
前記炭素元素が前記シリカの表面に担持されている、請求項６または７に記載のグルコース製造用固体酸触媒。
【請求項９】
前記チタン元素が前記シリカに含まれている、請求項６または７に記載のグルコース製造用固体酸触媒。
【請求項１０】
前記チタン元素が前記シリカに含まれている、請求項８に記載のグルコース製造用固体酸触媒。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、グルコースの製造方法とグルコース製造用固体酸触媒に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
カーボンニュートラルの達成に向け、低カーボンフットプリントの素材の原料として、バイオエタノールが広く検討されている。特に、可食バイオマスからバイオエタノールを製造し、その脱水反応によるオレフィン化およびそのポリマー化が検討されている。ここで、可食バイオマスからのバイオエタノールへの変換手法は技術確立されており、プラスチック製品の原料製造法として有望視されている。しかし、可食バイオマスは食料用途と競合するという問題があり、近年、バイオエタノールの製造原料として可食バイオマスから非可食バイオマスへの原料転換が進んでいる。
非可食バイオマスであるセルロースは、酵素法または硫酸法による加水分解反応によりグルコースに分解でき、さらにグルコースから微生物による発酵法などによりエタノールに導くことができる。しかし、グルコースへの分解反応は、セルロースが化学的に安定な構造を有しているため、一般に、困難性を伴い、セルロースの転化率およびグルコースの収率は低くなる。
【０００３】
近年、セルロースを加水分解反応させてグルコースを製造する方法において、加水分解触媒として固体酸触媒が注目され、種々検討されている。例えば、固体酸触媒を用いてセルロースからグルコースを製造する方法として、許文献１には、「８００ｍ
２
／ｇ以上２５００ｍ
２
／ｇ以下の比表面積を有し、かつ１００ｍｍｏｌ／ｋｇ以上７００ｍｍｏｌ／ｋｇ以下であるフェノール性水酸基量を有する多孔性炭素材料からなるセルロースまたはヘミセルロース加水分解用触媒」の「少なくとも１種および水の存在下に、セルロースを加水分解して、少なくともオリゴ糖およびグルコースを生成することを含む、グルコースを主成分とする糖含有液の製造方法」が記載されている。また、非特許文献１には、スルホン化シリカ／カーボンナノ複合体を用いてセルロースを加水分解反応させることによりグルコースなどの糖類を製造する方法が記載されている。非特許文献１では、このスルホン化シリカ／カーボンナノ複合体がセルロースのグルコースへの加水分解反応において、グルコースへの変換効率が高いとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１１／０３６９５５号
【非特許文献】
【０００５】
Green Chem., 2010, 12, 1560-1563
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の方法、さらにグルコースへの変換効率が高いとされる非特許文献１に記載の方法においても、グルコースの収率は十分ではない。また、上述のようにカーボンニュートラルの達成に向けてセルロースからグルコースを製造する方法は、工業化を視野に入れて研究開発することが重要であり、工業化の実現性を踏まえるとグルコースの収率をさらに向上させることが求められる。
本発明は、固体酸触媒を用いたセルロースの加水分解反応を利用して、セルロースから高い収率でグルコースを製造できる方法、およびセルロースから高い収率でグルコースを製造できる固体酸触媒を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明の課題は以下の手段によって達成された。
＜１＞セルロースと水とを含む液と固体酸触媒とを接触させることを含むグルコースの製造方法であって、該固体酸触媒が、炭素元素およびチタン元素とシリカとを含み、表面官能基としてスルホ基を有する、グルコースの製造方法。
＜２＞前記シリカがメソ孔を有する、＜１＞に記載の製造方法。
＜３＞前記炭素元素が前記シリカの表面に担持されている、＜１＞または＜２＞に記載の製造方法。
＜４＞前記チタン元素が前記シリカに含まれている、＜１＞～＜３＞のいずれか１項に記載の製造方法。
＜５＞炭素元素およびチタン元素とシリカとを含み、表面官能基としてスルホ基を有する、グルコース製造用固体酸触媒。
＜６＞前記シリカがメソ孔を有する、＜５＞に記載のグルコース製造用固体酸触媒。
＜７＞前記炭素元素が前記シリカの表面に担持されている、＜５＞または＜６＞に記載の製造方法。
＜８＞前記チタン元素が前記シリカに含まれている、＜５＞～＜７＞のいずれか１項に記載の製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、セルロースから高い収率でグルコースを製造できる方法および固体酸触媒を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、セルロース分解液をＨＰＬＣ分析して得られたクロマトグラムの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明および本明細書において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
（【００１１】以降は省略されています）

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