게시 및 게시 날짜 : 2009/04/20

저렴한 설탕에서 생물 활성 물질 바카라를 신속하게 제조

-고온, 고압 미세 반응기에 의한-

포인트

  • 고혈압 및 당뇨병과 같은 생활 양식 관련 질병에 효과적 일 것으로 예상되는 바카라를 빠르고 저렴하게 제조하는 기술
  • 포도당 및 과당과 같은 저렴한 설탕에서 유기 용매를 사용하지 않고 용매로 물을 사용하여 생산 방법을 개발했습니다
  • 부산물이 거의없고 순도가 높기 때문에 의약품, 식품 첨가제 등에 적용될 것으로 예상됩니다

요약

바카라 커뮤니티 (Nomaguchi ARI 의장) (이하 AIST ") 컴팩트 화학 프로세스 연구 센터 [연구 센터 Mizukami Fujio] Compact System Engineering 팀 [연구 팀 Director Suzuki Akira] Kawanami Hajime 대변인 연구원 및 Hokkaido Center의 Hokkaido Center] 환경 시스템 인 환경 에너지 부서 연구원은 대사 증후군, 고혈압, 당뇨병 등에 예방 효과가있을 것으로 예상됩니다Hydroxymethylfurfural(이하 "바카라"라고 함)는 포도당과 같은 저렴한 설탕에서 사용됩니다고온 및 고압수를 사용하여 높은 수율과 고순도로 쉽게 합성 할 수있는 기술을 개발했습니다

이 기술은 고온, 고압수를 함유 한 수용액을 설탕 함유 용액과 즉시 혼합 할 수 있으며, 이는 즉시 (400 ° C), 냉각 (25 ° C)고온 고압 미세 반응기를 개발함으로써 달성되었습니다

바카라는 혈압 감소 (혈액 흡연 효과), 대사 증후군, 고혈압, 당뇨병 등의 효과가있는 제약 및 식품 첨가제에 적용될 것으로 예상됩니다 그러나 기존의 제조 방법은 비효율적이며 포도당 등의 합성이 낮으며, 질량 생산도 수행 할 수 없으며 가격도 높습니다

이번에 개발 된 기술이 바카라의 대량 생산 문을 열고 실질적으로 사용할 수있게되면 미래에 비싼 바카라의 비용이 라이프 스타일 관련 질병을 예방하기위한 응용 프로그램을 포함하여 미래에 감소 될 것으로 예상 할 수 있습니다

이 기술에 대한 세부 사항은 4 월 21 일부터 23 일까지 도쿄 빅 광경에서 열리는 제 8 회 국제 제약 성분 및 중간체 전시회에서 발표 될 예정입니다

HMF 제조 장비 및 HMF 수용액 사진
사진 왼쪽 : 바카라 제조 장비 사진 오른쪽 : 바카라 수성 용액 (비본화로 인한 색상)

개발의 사회적 배경

Hydroxymethylfurfural (바카라)은 꿀과 같은 많은 음식에서 소량으로 발견되는 화합물로 오랫동안 알려져 왔지만 불순물로 취급되며 특별한 관심을받지 못했습니다 최근 몇 년 동안 미국에서낫 모양의 적혈구 질환의 치료법으로 사용되는 것과 같이 대사 증후군, 고혈압, 당뇨병 및 예방을 예방하는 데 효과적이라고보고되었습니다 (미국 FDA 승인 2007 년 2 월)는 혈압을 낮추고 (혈액 금연 효과), 혈액의 유리 지방산을 감소 시키는데 효과적이며, 대사 증후군, 고혈압, 당뇨병을 예방하는 데 효과적이며, 이는 갑자기 관심을 끌기 시작했다 더욱이, 바카라는 또한 플라스틱 및 다양한 유기 화합물을위한 원료로 사용될 수 있기 때문에, 석유에 대한 대안의 대안이 저렴한 바이오 매스와 같은 설탕에서 전환되면 광범위한 응용 분야를 개발할 것으로 예상된다

그러나, 바카라는 합성이 비효율적이고 물에 쉽게 용해되기 때문에, 기존의 방법은 정제를위한 복잡한 단계를 가지고있어 대량을 얻기가 어렵고 비싸다 따라서, 우수한 생리 학적 활동과 현대 질병을 개선하고 예방하는 효과가있을 것으로 예상되었지만, 제약 또는 건강 식품으로 사용하는 데 매일 소비 할 수는 없었습니다

연구 기록

바카라는 초 임계 물을 사용하여 유기 합성 방법의 연구 및 개발을 수행하고 있으며, 실내 온도에서 고압 수 (600 ° C, 300mpa)에 이르기까지 광범위한 온도 및 압력에서 물을 사용하여 다양한 재료에 대한 작고 환경 친화적 인 유기 합성 및 다양한 재료의 연구 및 개발을 수행하고 있습니다 소형 화학 공정 연구 센터는 고온 및 고압 하에서 광범위한 합성 기술을 가지고 있으며, 분광 측정을 통해 고온 및 고압 수의 기본 물리적 특성 측정을 보유하고 있으며, 이들을 최대한 활용하는 재료 및 재료에 대한 제조 기술의 높은 개발을 축적했습니다 이러한 축적을 사용하여, 우리는 식물 바이오 매스에서 얻은 다양한 설탕을 고온 고압 수수 활용 기술을 사용하여 석유 대체물로 전환하는 것에 대한 연구를 수행하고 있습니다 이러한 연구 중에서, 우리는 석유 대체물 생산의 부산물 인 HMF에 초점을 맞추었지만 다양한 생리적 활동을 가질 것으로 예상되며, 환경 친화적 인 제조 방법을 연구하고 개발하고 있으며, 여기서 물은 고도로 선택적으로 그리고 높은 수율로 반응 용매로 사용됩니다

연구 컨텐츠

이 기술에서, 고온, 고압 수 및 설탕을 함유하는 수용액은 고온, 고압 수 및 실온 (25 ° C)에서 001 초 이내로 가열되는 빠른 온도 및 빠른 냉각을 사용하여 즉시 혼합되고 빠르게 냉각됩니다 고온, 고압 미세 반응기의 개략도가도 1에 도시되어있다

고온 고압 미세 반응기의 개략도
그림 1 : 고온, 고압 미세 반응기의 개략도 (실제 크기는 약 10cm x 15cm)

이 고온, 고압 미세 반응기는 가열 및 냉각 시간을 0에 가까이하게 만들고 필요한 온도, 압력 및 시간을 정확하게 제어함으로써 부작용과 제품의 분해를 크게 줄일 수있었습니다 처음으로 원료에서 70% 이상 및 순도에서 80% 이상의 바카라 수율을 지속적으로 제조하는 것이 가능해졌습니다 또한, 반응 시간은 10 초 이내이며 반응이 연속적이므로 생성물이 즉시 냉각되고 생성물의 열분해 반응이 작다

기존의 방법 (배치 유형)에서, 표적 온도 (400 ℃) 로의 가열은 최소 30 초 이상이 필요했고, 가열 및 냉각 동안 부작용은 불가피했다 (그림 2의 파란색 라인의 그래프는 기존 방법의 반응 온도의 시간 변동 변화를 보여준다) 또한, 기존의 방법은 저렴한 포도당으로부터 2 단계 이상의 반응을 필요로하며, 수율과 선택성은 약 수십 %에서 낮다 또한, 수율을 향상시키기 위해, 이온 성 액체와 같은 특수 용매 및 크롬과 같은 복잡한 촉매가 필요하며, 생산 된 바카라는 정교한 정제를 필요로하므로 생산 공정을 개발하기가 매우 어렵다

이번에는이 기술의 발전으로 유기 용매를 사용하지 않고 용매로 물을 사용하여 고수익, 높은 선택성 및 환경 친화적 제조 공정을 달성했으며, 한 단계의 반응에서 높은 수율 및 높은 선택성이 있으므로, 획득 된 바카라는 특수 정화없이 음식과 음료에 적용될 수 있지만 불순물로 인해 약간 색이 적용됩니다

이번에 개발 된 기술과 기존 기술 사이의 반응 온도의 시간 변화의 그림
그림 2 : 이번에 개발 된 기술 사이의 반응 온도에서의 시간 변화 (빨간색)와 기존 기술 (파란색)

그것은 빠른 온도 상승과 빠른 냉각을 허용하기 때문에 부작용이 발생하지 않으므로 원하는 반응 만 발생합니다 배치 유형에서, 가열 또는 냉각 동안 표적 반응 이외의 반응이 발생한다 미세 반응기에 의한 연속 반응으로 인해, 생성물은 즉시 냉각되고 생성물의 열분해가 거의 없다

미래 계획

이번에 개발 된 제조 방법은 더 넓고 에너지 절약 및 소형 데스크톱과 같은 저렴한 바카라 제조 장비를 개발하여 중소 규모의 비즈니스에서 바카라를 쉽게 합성 할 수 있도록합니다 따라서 우리는 공동 연구를 수행하고 개발을 진행하려는 회사를 모집하고 싶습니다

보도 자료 수정 정보

수정 된 부품
1, "Hydroxymethylfurfural (바카라)"에 대한 화학적 구조 공식의 수정 "개요"(2009 년 4 월 21 일, 10:00)의 다이어그램에 표시된
2, "Hydroxymethylfurfural (바카라)"에 설명 된 화학 구조 공식의 변형 "용어 설명"(2009 년 4 월 21 일, 10:00)


터미널 설명

◆ Hydroxymethylfurfural (바카라)
 
리그 노 셀룰로스 바이오 매스에서 얻은 화합물 중 하나 소량의 꿀, 주스 (과일 기반), 우유 등에 포함되어 있습니다 특히 꿀의 노란색은 바카라에서 파생되며 품질을 측정하기위한 기준 재료입니다 소량 만 포함하고 열에 민감하므로 증류 할 수 없어 산업적으로 정제하기가 어렵고 대량 생산되지 않았습니다[참조로 돌아 가기]
Hydroxymethylfurfural의 화학 구조 다이어그램
Hydroxymethylfurfural의 화학 구조
◆ 고온 및 고압수
 
수압 및 온도 상태는 아래 다이어그램에 표시됩니다 고온, 고압수에 대한 특별한 정의는 없지만, 수증기보다 높은 온도의 조건에서 정상 압력보다 높은 물을 의미합니다 고온, 고압수의 특징은 임계점 근처의 영역에서 물이 가스의 확산 성과 액체의 용해도를 결합하여 물리적 특성의 극적인 변화를 초래한다는 것입니다 예를 들어, 임계점 (374 ° C, 22mpa) 이상의 물은 수소 결합을 감소시키고 용매 극성을 크게 감소시키고, 또한 탄화수소 및 셀룰로오스와 같은 유기 화합물을 용해시킬 것이다[참조로 돌아 가기]
고온, 고압 물의 설명 다이어그램
◆ 고온, 고압 미세 반응기
 
수백 μm의 순서 미만의 유량 경로 폭을 갖는 작은 원자로를 미세 반응기라고합니다 흐름 경로 너비는 작기 때문에 볼륨 당 표면적은 기존 플라스크 또는 기타 반응 용기의 표면적보다 크기 때문에 빠르고 효율적인 혼합 및 열 교환을 가능하게합니다 빠른 가열 및 빠른 냉각 기술은 고온 고압수에 미세 반응기를 사용하여 달성됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ 낫 모양의 적혈구 질환
 
적혈구가 초승달 모양이되는 유전 질환 적혈구는 깨지기 쉽고 쉽게 파손되기 때문에 혈관의 폐쇄가 발생하기 쉬우므로 혈류 장애로 인해 빈혈을 유발하여 많은 기관 및 발작에 영향을 미칩니다 유전자 질환으로 인해이 단계에서는 치료가 어렵고 치료는 특별한 약물을 사용하여 증상을 완화하기 위해 주어지고 있습니다[참조로 돌아 가기]

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