過酸化水素濃度７．５％と同等の酸化分解能力を塩酸等で得る場合

質問

セルロースを過酸化水素濃度7.5%の水溶液で酸化分解反応して実験を行っているのですが、別の酸触媒、たとえば塩酸や硫酸を用いて酸化分解するときには濃度を何％に設定すれば反応条件として「触媒をかえたとき」の比較として発表できるのでしょうか？塩酸の場合でも過酸化水素と同じ7.5%でよいのですか？
計算方法等があれば教えてください。

回答No.6

rei00 · ベストアンサー

rei00 です。補足拝見しました。

> 過酸化水素を用いてセルロースを加圧熱水処理して水への
> 可溶化を図る実験を行っている研究室があり、

　その研究室は，「セルロ－ス」を過酸化水素処理しているのでしょうか。それとも，「樹皮や端材」を過酸化水素処理して「セルロ－ス」を得ているのでしょうか。後者の場合，「樹皮や端材」には「セルロ－ス」以外にリグニン（ポリフェノ－ル）等も含まれています。その研究室は，このリグニンを酸化分解して，ほとんど分解されない「セルロ－ス」を得ていると考えられますが。

> 糖類や有機酸などができることは実験によりわかっています。

　どの程度できたのでしょうか。使ったセルロ－スに比べて微量ということはないですか。

> ほかに何かいい溶媒があれば教えていただきたかったのですが、

　今の目的にどうか分かりませんが，先の成書には，多糖の完全加水分解の方法として，「1 ～ 2 M HCl または H2SO4 で 100 ℃，2 ～ 3 時間」が，部分加水分解の方法として，「1% 以下の希酸溶液」や「低温で無水酢酸－硫酸で処理するアセトリシス（加酢分解），部分メタノリシス，部分メルカプトリシス」の語が見られます。詳細はのっていませんので，何か他の方法で調べる必要がありそうですが。

　MiJun さんもご存知のように，この辺りの事は，私よりも専門家（？）がおられるのですが。御覧になっていないのでしょうか。

補足

樹皮や端材中に含まれるセルロースの水へ可溶化をはかる観点からこの研究室ではモデル実験としてセルロースを加圧熱水処理をして水への可溶化の実験を行っています。過酸化水素を溶媒として用いることで、過酸化水素を添加しない場合よりもセルロースの水への可溶化は進行したことも実験によりわかっています。

可溶化したセルロースのカーボンベースによる収率は２０～３０％程度で、うちグルコースの収率は５％程度とたしかにかなり低いかもしれません。

ご紹介いただいた文献は参考になりそうなので探してみたいと思います。
ありがとうございました

回答No.7

noname#211914

MiJunです。
少しネット検索してみました。
以下の参考ＵＲＬサイトでの研究でしょうか（日化では立教大との共同発表も）？

rei00さんの＃６の回答のように、反応させたい物質は「セルロース」でしょうかあるいはＮＩＲＥのように「樹皮」でしょうか・・・？
さらに、最終目的物質あるいは成分は何でしょうか？

さらに補足お願いします。

参考URL：

http://www.aist.go.jp/NIRE/publica/nenpo/h11/2-1-6.htm

回答No.5

rei00

rei00 です。私も糖類（特に多糖）はあまり扱っていないのですが。

> セルロースを加水分解して糖類などを得る実験において
> 糖類収率の比較をしたいと考えています。

　セルロ－スを「過ヨウ素酸」あるいは「過ヨウ素酸ナトリウム」で酸化分解すると，バラバラになって「単糖などの糖類」は得られないと思います。「過酸化水素」で反応が進むかどうか疑問ですが，反応が進んだ場合は同じ結果になると思います。

　セルロ－スを分解して糖類を得る事が目的であれば，酸による加水分解だと思います。糖類の酸加水分解については，多くの成書に記載されているように思いますが，「生化学実験講座」などは御覧になっていますか。

　その他にも多数ありますが，MiJun さんが詳しそうですので，私は一つだけ『阿武喜美子，瀬野信子　著「糖化学の基礎」（講談社）』ご紹介しておきます。

回答No.4

noname#211914

rei00さんの回答とも関連するのですが・・・？
>セルロースを加水分解して糖類などを得る実験において糖類収率の比較をしたいと考えています。

なぜ酸加水分解反応に「過酸化水素」を選択されたのでしょうか・・・？？？

補足お願いします。

補足

糖類などという言い方は、ちょっと語弊があったかもしれません。
過酸化水素を用いてセルロースを加圧熱水処理して水への可溶化を
図る実験を行っている研究室があり、その応用？として樹皮や端材中の
セルロースの有効利用をはかる目的で、その研究室も使用している過酸化水素を用いて水への可溶化を行っています。

過酸化水素を用いて水に可溶化した場合、糖類や有機酸などができることは
実験によりわかっています。

今日、塩酸を用いて同様の実験を行いましたが、それらしき物質は得ることができました。

ほかに何かいい溶媒があれば教えていただきたかったのですが、
自分の実験ですので、いろいろ探求していきたいと思います。
ありがとうございました。

回答No.3

Zincer

（＃１補足）と言うことらしいです。
有機系の反応は大の苦手としていますので、後はrei00さん他専門家におまかせします。

回答No.2

rei00

Zincer さんと同じく，実験の意図がわからないのですが，多糖で酸化分解といえば「過ヨウ素酸分解」です。ただ，これは酸そのものではなくて，ナトリウム塩（過ヨウ素酸ナトリウム）を使いますが。

　ところで，セルロ－スは過酸化水素で酸化分解を受けるのですか。反応しそうな所は，還元末端のアノメリック位だけのように思いますが，違うのでしょうか。

　よければ実験の意図を補足して下さい。その内容によっては，追加回答が可能かも知れません。

回答No.1

Zincer

実験内容を理解していませんので定かではありませんが、過酸化水素には酸化力がありますが、塩酸及び硫酸にはありませんので、直接比較する意味はないように思われます。例えば、過酸化水素による酸化分解反応における酸触媒の影響などを調べたいのでしょうか。あるいは酸化分解反応と酸触媒による加水分解反応の速度を比較するのですか。
酸化性の酸と言えば、硝酸、クロム酸、次亜塩酸等が有名なところだと思いますよ。

補足

そうなんですか・・・勉強不足ですみません。
実験は酸化分解反応と酸触媒による加水分解反応の比較です。
セルロースを加水分解して糖類などを得る実験において糖類収率の
比較をしたいと考えています。