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橘 熊野 Yuya Tachibana

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橘 熊野(たちばな ゆや、1975年–)は、日本の化学者である。専門は環境材料、高分子化学、有機化学、超分子化学。現在、群馬大学大学院理工学府 准教授。

経歴

1999 大阪府立大学工学部 卒業(高田 十志和 教授)
2001 大阪府立大学大学院工学研究科 博士前期課程 修了(高田 十志和 教授)
2004 東京工業大学大学院理工学研究科 博士後期課程 博士(工学)(高田 十志和 教授)
2004-2009 和歌山県工業技術センター 研究員(技術吏員)
2009-2011 独立行政法人産業技術総合研究所 特別研究員(国岡 正雄 グループリーダー)
2010-2011 Michigan State University (USA) 客員研究員(Prof. Ramani Narayan)(兼務)
2011-2019 群馬大学大学院工学研究科 助教(粕谷 健一 教授)
2013-2017 JSTさきがけ研究者「CO2資源化」領域(兼務)
2015 Université de Mons (Belgium) 客員研究員(Prof. Philippe Dubois)(兼務)
2018- 群馬大学食健康科学教育研究センター(兼務)
2019- 群馬大学大学院理工学府 准教授(粕谷 健一 教授)

受賞歴

2003 日本化学会第83春季年会 学生講演賞
2014 平成26年度繊維学会年次大会 若手優秀発表賞
2018 横山科学技術賞

研究業績

環境調和型材料の研究を幅広く実施しており、入口(原料)の研究として、バイオベース高分子の化学合成に関する研究を、出口(廃棄処理)の研究として、生分解性高分子の分解性制御に関する研究を実施している。

バイオベース高分子

バイオベース高分子の開発にとって、コストと供給量を考慮した上で原料を選択する必要がある。フルフラールは非可食バイオマス資源であるヘミセルロースから生産可能であり、安価かつ豊富な供給量を有する化合物である。橘らは、有機化学的手法を用い、フルフラールを化学変換することでバイオベースモノマーの合成を行なっている。汎用プラスチックのモノマーとして、ポリエチレンテレフタレート(PET)モノマーのテレフタル酸や、ポリブチレンサクシネート(PSB)モノマーである1,4-ブタンジオールとコハク酸を合成している(図1)。また、オキサビシクロ骨格やビフラン骨格を有するモノマー合成し、生分解性高分子や高強度材料を開発している(図2)。

図1. フルフラールからのバイオベースモノマー合成。

図2. フルフラール由来バイオベース高分子の合成。

 

生分解性高分子

環境中の微生物によって二酸化炭素などに分解される生分解性高分子は、社会実装が進められている。しかしながら、どのような化学構造なら生分解性を発現するか、環境流出時にすみやかに生分解性を発現させるにはどのようにすればいいのかなど、解決すべき課題が残っている。橘らは、直鎖の脂肪族ポリエステルなどを系統的に合成し、その生分解性を評価することで、化学構造と生分解性の相関を明らかにしてきている(図3)。また、還元応答性を示すジスルフィド結合を高分子主鎖中に導入することで,環境流出時に受ける還元応答に応答して生分解性を発現させることに成功している(図4)。

図3. 高分子の化学構造と生分解性の相関。

図4. 環境刺激で分解する高分子。

 

関連文献

    1. Hayashi, S.; Narita, A.; Wasano, T.; Tachibana, Y.; Kasuya, K. Synthesis and Cross-Linking Behavior of Biobased Polyesters Composed of Bi(Furfuryl Alcohol). Polym. J. 2019, 121, 109333. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2019.109333.
    2. Tachibana, Y.; Hayashi, S.; Kasuya, K. I. Biobased Poly(Schiff-Base) Composed of Bifurfural. ACS Omega 2018, 3 (5), 5336–5345. https://doi.org/10.1021/acsomega.8b00466.
    3. Tachibana, Y.; Yamahata, M.; Kimura, S.; Kasuya, K. I. Synthesis, Physical Properties, and Biodegradability of Biobased Poly(Butylene Succinate-co-Butylene Oxabicyclate). ACS Sustain. Chem. Eng. 2018, 6 (8), 10806–10814. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.8b02112.
    4. Tachibana, Y.; Baba, T.; Kasuya, K. ichi. Environmental Biodegradation Control of Polymers by Cleavage of Disulfide Bonds. Degrad. Stab. 2017, 137, 67–74. https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2017.01.003.
    5. Baba, T.; Tachibana, Y.; Suda, S.; Kasuya, K. Evaluation of Environmental Degradability Based on the Number of Methylene Units in Poly(Butylene n-Alkylenedionate). Degrad. Stab. 2017, 138, 18–26. https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2017.02.007.
    6. Tachibana, Y.; Baba, T.; Kasuya, K. Environmental Biodegradation Control of Polymers by Cleavage of Disulfide Bonds. Degrad. Stab. 2017, 137, 67–74. https://doi.org/http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2017.01.003.
    7. Tachibana, Y.; Kimura, S.; Kasuya, K. I. Synthesis and Verification of Biobased Terephthalic Acid from Furfural. Rep. 2015, 5, 1–5. https://doi.org/10.1038/srep08249.
    8. Tachibana, Y.; Torii, J.; Kasuya, K.; Funabashi, M.; Kunioka, M. Hardening Process and Properties of an Epoxy Resin with Bio-Based Hardener Derived from Furfural. RSC Adv. 2014, 4 (99), 55723–55731. https://doi.org/10.1039/C4RA11636D.
    9. Tachibana, Y.; Yamahata, M.; Kasuya, K. Synthesis and Characterization of a Renewable Polyester Containing Oxabicyclic Dicarboxylate Derived from Furfural. Green Chem. 2013, 15 (5), 1318–1325. https://doi.org/10.1039/c3gc36938b.

    Tachibana, Y.; Masuda, T.; Funabashi, M.; Kunioka, M. Chemical Synthesis of Fully Biomass-Based Poly(Butylene Succinate) from Inedible-Biomass-Based Furfural and Evaluation of Its Biomass Carbon Ratio. Biomacromolecules 2010, 11 (10), 2760–2765. https://doi.org/10.1021/bm100820y.

関連動画

2020年6月2日 第四回ケムステバーチャルシンポジウム「持続可能社会をつくるバイオプラスチック」より

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大学院生。化学科、ケミカルバイオロジー専攻。趣味はスポーツで、アルティメットフリスビーにはまり中。

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