(57)【要約】【課題】リグニンの構造中に導入でき、かつリグニンを易分解性とすることが可能な化合物を含む易分解性リグニン生成剤を提供する。【解決手段】一般式（１）：2018008900.tif 000028［一般式（１）中、Ｒ１〜Ｒ３は同一又は異なって、水素原子、アルコキシ基、又はアルキル基を示し、Ｒ４は有機基を示す。ｎは０〜３の整数を示す。］で表される化合物を含む、易分解性リグニン生成剤。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（１）：
【化１】
2018008900.tif 000026
［一般式（１）中、Ｒ１〜Ｒ３は同一又は異なって、水素原子、アルコキシ基、又はアルキル基を示し、Ｒ４は有機基を示す。ｎは０〜３の整数を示す。］
で表される化合物を含む、易分解性リグニン生成剤。
【請求項２】
前記Ｒ４が、ヒドロキシ基、ホルミル基、カルボキシ基、置換若しくは非置換アルコキシカルボニル基、又は置換若しくは非置換アミノカルボニル基である、請求項１に記載の易分解性リグニン生成剤。
【請求項３】
前記Ｒ３が、水素原子である、請求項１又は２に記載の易分解性リグニン生成剤。
【請求項４】
前記Ｒ１が、水素原子又はアルコキシ基である、請求項１〜３のいずれかに記載の易分解性リグニン生成剤。
【請求項５】
前記Ｒ２が、水素原子又はアルコキシ基である、請求項１〜４のいずれかに記載の易分解性リグニン生成剤。
【請求項６】
前記Ｒ１がアルコキシ基であり、かつ前記Ｒ２が水素原子又はアルコキシ基である、請求項１〜５のいずれかに記載の易分解性リグニン生成剤。
【請求項７】
一般式（２）：
【化２】
2018008900.tif 000027
［一般式（２）中、Ｒ１〜Ｒ３は同一又は異なって、水素原子、アルコキシ基、又はアルキル基を示す。ｍは１〜３の整数を示す。］
で表される、化合物。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載の易分解性リグニン生成剤又は請求項７に記載の化合物を植物に取り込ませる工程を含む、易分解性リグニンの製造方法。
【請求項９】
前記植物に取り込ませる工程が、請求項１〜６のいずれかに記載の易分解性リグニン生成剤又は請求項７に記載の化合物を植物生育環境中に混合又は溶解させる工程である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
請求項１〜６のいずれかに記載の易分解性リグニン生成剤又は請求項７に記載の化合物を植物に取り込ませる工程、及び
紫外線を照射する工程
を含む、リグニンの分解方法。
【請求項１１】
前記植物に取り込ませる工程が、請求項１〜６のいずれかに記載の易分解性リグニン生成剤又は請求項７に記載の化合物を植物生育環境中に混合又は溶解させる工程である、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、易分解性リグニン生成剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
化石燃料は埋蔵量に限度があり、また、地球温暖化の原因の一つとされる大気中の二酸化炭素濃度を上昇させる等の理由から、化石燃料の代替燃料としてバイオマス燃料が注目されている。バイオマス燃料として、砂糖やデンプン等の糖類を原料としたバイオエタノール等の第１世代バイオマス燃料がさかんに開発されているが、バイオエタノールは主にさとうきびや穀物などから生産されることから、食糧との競合が問題視されている。
【０００３】
食糧との競合を回避するため、食用とならない植物を利用した第２世代バイオマス燃料が提案されている。しかしながら、植物の細胞壁にはリグニンという難分解性ポリマーが存在することから、第２世代バイオマス燃料の実用化は進んでいない。
【０００４】
植物の細胞壁の主成分は、セルロース（約４０％）、ヘミセルロース（約３０％）、及びリグニン（約２５％）から構成されるリグノセルロースである。このうち、バイオマス燃料として使用可能なものはセルロース及びヘミセルロースである。セルロース及びヘミセルロースはリグニンに囲まれているため、セルロース及びヘミセルロースを用いるためには、リグニンを分離する必要がある。
【０００５】
リグニンは、複雑な３次元網目構造を疎水性かつ難分解性のフェノール系ポリマーであり、主に、ｐ−ヒドロキシシンナミルアルコール（Ｓユニット；シリンジルアルコール）、コフェリルアルコール（Ｇユニット；グアシルアルコール）及びシナピルアルコール（Ｈユニット）の３種類のリグニンモノマー（モノリグノール）から構成されている。
【０００６】
上記の通り、セルロース及びヘミセルロースはリグニンに囲まれているため、セルロース及びヘミセルロースを用いるためには、リグニンを分離する前処理を行う必要がある。
【０００７】
前処理としては、例えば、７２％硫酸を用いる化学的手法（クレーソン法）（非特許文献１）、リグニン等を分解する微生物や酵素を用いた生物学的手法（非特許文献２）、高温高圧の蒸気を用いる物理化学的手法（水蒸気爆砕法）（非特許文献３）などの手法が知られている。しかしながら、クレーソン法では使用した硫酸の回収に大きなエネルギーが必要であり、生物学的手法では分解速度が非常に遅く、水蒸気爆砕法では高温高圧を生み出すのに多くのエネルギーが必要であるなどの課題を抱えており、低コストで効率良くリグニンを分解する方法が切望されている。
【０００８】
一方、リグニンを分解する前処理を工夫するだけではなく、植物に存在するリグニン自体を改変し、易分解性とする技術も報告されている。例えば、リグニンのβ−Ｏ−４構造を酵素等で酸化した後、含水ギ酸で処理する方法（非特許文献４）、リグニンモノマーとしてフェルラ酸を用いてリグニンの構造中にフェルラ酸を導入し、酸性条件下で処理する方法（非特許文献５）などが報告されている。しかしながら、上記の通り、リグニンは３次元網目構造をとることから、リグニン構造の外側から逐次的にリグニンを分解するため、効率が悪いという問題が指摘されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｒｅｒｓｏｕｒ  Ｃｏｎｓｅｒｖ  Ｒｅｃｙ，２０１０，５５，１７１
【非特許文献２】Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．，２０１０，１１８，４６９
【非特許文献３】ウッドケミカルスの最新技術  普及版，ＣＭＣ出版，２００７
【非特許文献４】Ｎａｔｕｒｅ，２０１４，５１５，２４９
【非特許文献５】Ｐｌａｎｔ  Ｊ，２００８，５３，３６８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、リグニンの構造中に導入でき、かつリグニンを易分解性とすることが可能な化合物を含む易分解性リグニン生成剤を提供することを目的とする。また、リグニンを低コストで効率良く分解することができるリグニンの分解方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは上記した目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、驚くべきことに、ｐ−ヒドロキシシンナミルアルコール、コフェリルアルコール及びシナピルアルコール等のリグニンモノマーにおけるベンゼン環のオルト位にニトロ基を導入した化合物が、植物に取り込まれることによりリグニンの構造中に導入され、さらに、外部刺激として紫外線を照射することによりリグニン構造中のβ−Ｏ−４構造を分解できることを見出した。さらに、合成した化合物の一部は新規化合物であることが分かった。本発明者らはかかる知見に基づきさらなる研究を重ねることにより本発明を完成させるに至った。
【００１２】
即ち、本発明は以下の項に記載の発明を包含する。
項１．
一般式（１）：
【００１３】
【化１】
2018008900.tif 000002
【００１４】
［一般式（１）中、Ｒ１〜Ｒ３は同一又は異なって、水素原子、アルコキシ基、又はアルキル基を示し、Ｒ４は有機基を示す。ｎは０〜３の整数を示す。］
で表される化合物を含む、易分解性リグニン生成剤。
項２．
前記Ｒ４が、ヒドロキシ基、ホルミル基、カルボキシ基、置換若しくは非置換アルコキシカルボニル基、又は置換若しくは非置換アミノカルボニル基である、上記項１に記載の易分解性リグニン生成剤。
項３．
前記Ｒ３が、水素原子である、上記項１又は２に記載の易分解性リグニン生成剤。
項４．
前記Ｒ１が、水素原子又はアルコキシ基である、上記項１〜３のいずれかに記載の易分解性リグニン生成剤。
項５．
前記Ｒ２が、水素原子又はアルコキシ基である、上記項１〜４のいずれかに記載の易分解性リグニン生成剤。
項６．
前記Ｒ１がアルコキシ基であり、かつ前記Ｒ２が水素原子又はアルコキシ基である、上記項１〜５のいずれかに記載の易分解性リグニン生成剤。
項７．
一般式（２）：
【００１５】
【化２】
2018008900.tif 000003
【００１６】
［一般式（２）中、Ｒ１〜Ｒ３は同一又は異なって、水素原子、アルコキシ基、又はアルキル基を示す。ｍは１〜３の整数を示す。］
で表される、化合物。
項８．
前記Ｒ３が、水素原子である、上記項７に記載の化合物。
項９．
前記Ｒ１が、水素原子又はアルコキシ基である、上記項７又は８に記載の化合物。
項１０．
前記Ｒ２が、水素原子又はアルコキシ基である、上記項７〜９のいずれかに記載の化合物。
項１１．
前記Ｒ１がアルコキシ基であり、かつ前記Ｒ２が水素原子又はアルコキシ基である、上記項７〜１０のいずれかに記載の化合物。
項１２．
上記項１〜６のいずれかに記載の易分解性リグニン生成剤又は上記項７〜１１に記載の化合物を植物に取り込ませる工程を含む、易分解性リグニンの製造方法。
項１３．
前記植物に取り込ませる工程が、上記項１〜６のいずれかに記載の易分解性リグニン生成剤又は上記項７〜１１に記載の化合物を植物生育環境中に混合又は溶解させる工程である、上記項１２に記載の方法。
項１４．
上記項１〜６のいずれかに記載の易分解性リグニン生成剤又は上記項７〜１１に記載の化合物を植物に取り込ませる工程、及び
紫外線を照射する工程
を含む、リグニンの分解方法。
項１５．
前記植物に取り込ませる工程が、上記項１〜６のいずれかに記載の易分解性リグニン生成剤又は上記項７〜１１に記載の化合物を植物生育環境中に混合又は溶解させる工程である、上記項１４に記載の方法。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の易分解性リグニン生成剤を植物に取り込ませることにより易分解性リグニンが生成されることから、低コストで効率良くリグニンを分解することができる。その結果、低コストで第２世代バイオマス燃料を生産することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１の結果を示す図である。
【図２】実施例２の結果を示す図である。
【図３】実施例３の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００２０】
１．易分解性リグニン生成剤 
本発明は、易分解性リグニン生成剤を包含する。本発明の易分解性リグニン生成剤は、下記一般式（１）で表される化合物を含む。
【００２１】
【化３】
2018008900.tif 000004
【００２２】
［一般式（１）中、Ｒ１〜Ｒ３は同一又は異なって、水素原子、アルコキシ基、又はアルキル基を示し、Ｒ４は有機基を示す。ｎは０〜３の整数を示す。］
【００２３】
一般式（１）中、Ｒ１〜Ｒ３は、同一又は異なって、水素原子、アルコキシ基、又はアルキル基を示す。
【００２４】
アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基などの直鎖状又は分岐鎖状の炭素数１〜４のアルコキシ基が挙げられる。
【００２５】
アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基などの直鎖状又は分岐鎖状の炭素数１〜４のアルキル基が挙げられる。
【００２６】
一般式（１）中、Ｒ３は水素原子であることが好ましい。
【００２７】
一般式（１）中、Ｒ１は水素原子又はアルコキシ基であることが好ましく、アルコキシ基であることがより好ましい。
【００２８】
一般式（１）中、Ｒ２は水素原子又はアルコキシ基であることが好ましい。
【００２９】
一般式（１）中、Ｒ４は、有機基を示す。有機基としては特に限定的ではなく、例えば、ヒドロキシ基、ホルミル基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、又は置換若しくは非置換アミノカルボニル基などが挙げられる。
【００３０】
アルコキシカルボニル基としては、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、イソプロポキシカルボニル基などの炭素数１〜３のアルコキシカルボニル基が挙げられる。
【００３１】
アミノカルボニル基の置換基としては、特に限定的ではなく、例えば、ニトロベンゾフラザン、ジメチルアミノクマリンなどの蛍光作用を有する分子が挙げられる。また、アミノカルボニル基は、スペーサーを介して蛍光分子と結合していてもよい。スペーサーとしては、例えば、−（ＣＨ２）２ＮＨ−などが挙げられる。
【００３２】
一般式（１）中、ｎは０〜３の整数、好ましくは０〜２の整数、より好ましくは０〜１の整数を示す。なお、Ｒ４がヒドロキシ基である場合には、ｎは１〜３の整数、好ましくは１〜２の整数、より好ましくは１を示す。
【００３３】
一般式（１）で表される化合物の具体例としては、例えば、下記式（３）で表される化合物（４−（３−ヒドロキシプロパ−１−エン−１−イル）−２−メトキシ−３−ニトロフェノール）、下記式（４）で表される化合物（４−（３−ヒドロキシプロパ−１−エン−１−イル）−３−ニトロフェノール）、下記式（５）で表される化合物（４−（３−ヒドロキシプロパ−１−エン−１−イル）−２、６−ジメトキシ−３−ニトロフェノール）などが挙げられる。なお、下記式（３）〜（５）中、Ｍｅはメチルを示す。
【００３４】
【化４】
2018008900.tif 000005
【００３５】
【化５】
2018008900.tif 000006
【００３６】
【化６】
2018008900.tif 000007
【００３７】
また、Ｒ４が蛍光分子で置換されたアミノカルボニル基である場合の一般式（１）で表される化合物の具体例としては、例えば、下記式（６）で表される化合物（（Ｅ）−３−（４−ヒドロキシ−３−メトキシ−２−ニトロフェニル）−Ｎ−（２−（（７−ニトロベンゾ［ｃ］［１，２，５］オキサジアゾール−４−イル）アミノ）エチル）アクリルアミド）、下記式（７）で表される化合物（（Ｅ）−３−（４−ヒドロキシ−２−ニトロフェニル）−Ｎ−（２−（（７−ニトロベンゾ［ｃ］［１，２，５］オキサジアゾール−４−イル）アミノ）エチル）アクリルアミド）、及び下記式（８）で表される化合物（（Ｅ）−３−（４−ヒドロキシ−３，５−ジメトキシ−２−ニトロフェニル）−Ｎ−（２−（（７−ニトロベンゾ［ｃ］［１，２，５］オキサジアゾール−４−イル）アミノ）エチル）アクリルアミド）などが挙げられる。なお、下記式（６）〜（８）中、Ｍｅはメチルを示す。
【００３８】
【化７】
2018008900.tif 000008
【００３９】
【化８】
2018008900.tif 000009
【００４０】
【化９】
2018008900.tif 000010
【００４１】
上記した一般式（１）で表される化合物は、例えば、下記一般式（９）で表される化合物をニトロ化し、次いで、マロン酸等のジカルボン酸とクネーフェナーゲル縮合を行うことにより、一般式（１）におけるＲ４がカルボキシ基である化合物を合成することができる。また、得られた化合物を還元することによって一般式（１）におけるＲ４がホルミル基又はヒドロキシ基である化合物を合成することができる。
【００４２】
【化１０】
2018008900.tif 000011
【００４３】
［一般式（９）中、Ｒ１〜Ｒ３は前記と同一である。］
【００４４】
一般式（９）で表される化合物の具体例としては、例えば、バニリンなどが挙げられる。
【００４５】
なお、一般式（９）で表される化合物のニトロ化反応、ジカルボン酸とのクネーフェナーゲル縮合反応、及び還元反応の各種反応における溶媒、触媒、反応条件等は特に限定的ではなく、常法に応じて適宜設定することができる。
【００４６】
例えば、バニリンをＤＭＡＰ存在下で無水酢酸と反応させてアセチル保護した後、発煙硝酸によってニトロ化する。続いて、２Ｍ水酸化カリウム水溶液中で還流してアセチル基の脱保護を行い、３−メトキシ−２−ニトロ−４−ヒドロキシベンズアルデヒド（化合物１）及びその位置異性体の混合物を得る。当該混合物とマロン酸をピペリジン触媒、ピリジン溶媒中でクネーフェナーゲル縮合反応を行うことで（Ｅ）−３−（４−ヒドロキシ−３−メトキシ−２−ニトロフェニル）アクリル酸（化合物２）を得る。当該化合物２をメタノール溶媒中、濃硫酸触媒存在下で還流することでカルボン酸をエステルに変換し、ＤＩＢＡＬ還元を行うことにより、４−（３−ヒドロキシプロパ−１−エン−１−イル）−２−メトキシ−３−ニトロフェノール（化合物３）を得ることができる。
【００４７】
また、一般式（１）におけるＲ４が蛍光分子で置換されたアミノカルボニル基である場合の化合物は、上記した方法によりＲ４が蛍光分子で置換されたアミノカルボニル基でない一般式（１）で表される化合物を合成した後、当該化合物と蛍光分子とを縮合することにより合成することができる。一般式（１）で表される化合物と蛍光分子との縮合反応における溶媒、触媒、反応条件等は特に限定的ではなく、用いる蛍光分子の種類等に応じて適宜設定することができる。
【００４８】
例えば、二炭酸ジ−ｔｅｒｔ−ブチル（Ｂｏｃ２Ｏ）に過剰量のエチレンジアミンを作用させ、エチレンジアミンの一方のアミンをＢｏｃ保護した化合物を得る。続いて、４−クロロ−７−ニトロベンゾオキサジアゾールとの芳香族求核置換反応の後、トリフルオロ酢酸によってＢｏｃを脱保護し、Ｎ−（７−ニトロベンズ−２−オキサ−１，３−ジアゾール−４−イル）アミノエチルアミン（化合物５）を得る。続いて、（Ｅ）−３−（４−ヒドロキシ−３−メトキシ−２−ニトロフェニル）アクリル酸（化合物２）と化合物５とを、結合剤としてＥＤＣ・ＨＣｌ及びＤＭＡＰを用いてアミド縮合を行うことにより、（Ｅ）−３−（４−ヒドロキシ−３−メトキシ−２−ニトロフェニル）−Ｎ−（２−（（７−ニトロベンゾ［ｃ］［１，２，５］オキサジアゾール−４‐イル）アミノ）エチル）アクリルアミド（化合物６）を得ることができる。
【００４９】
本発明の易分解性リグニン生成剤は、後述するように、植物に取り込ませることにより、当該剤に含まれる上記一般式（１）で表される化合物が植物に吸収され、植物中でリグニンの生合成において使用される。その結果、リグニンの構造中に上記一般式（１）で表される化合物が導入される。
【００５０】
上記一般式（１）で表される化合物がリグニンの構造中に取り込まれると、下記で示されるように、リグニンのβ−Ｏ−４構造中に２−ｏ−（ニトロフェニル）エチル構造が形成される。２−ｏ−（ニトロフェニル）エチル構造は光分解性であることから、光による分解が可能な易分解性リグニンを生成することができる。なお、下記の構造式中、Ｍｅはメチルを示す。
【００５１】
【化１１】
2018008900.tif 000012
【００５２】
本発明の易分解性リグニン生成剤に含まれる一般式（１）で表される化合物の含有量としては、植物が易分解性リグニンを形成することが可能な範囲であれば特に限定的ではなく、対象となる植物の成長段階などに応じて適宜決定することができる。
【００５３】
本発明の易分解性リグニン生成剤は、上記した一般式（１）で表される化合物の他、必要に応じて他の成分を含んでいてもよい。その他の成分としては、例えば、肥料などが挙げられる。
【００５４】
２．化合物（リグニンモノマー）
本発明は、さらに、新規の化合物（リグニンモノマー）を包含する。本発明の化合物は、下記一般式（２）で表される化合物である。
【００５５】
【化１２】
2018008900.tif 000013
【００５６】
［式中、Ｒ１〜Ｒ３は同一又は異なって、水素原子、アルコキシ基、又はアルキル基を示す。ｍは１〜３の整数を示す。］
【００５７】
一般式（２）中、Ｒ１〜Ｒ３は、同一又は異なって、水素原子、アルコキシ基、又はアルキル基を示す。
【００５８】
アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基などの直鎖状又は分岐鎖状の炭素数１〜４のアルコキシ基が挙げられる。
【００５９】
アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基などの直鎖状又は分岐鎖状の炭素数１〜４のアルキル基が挙げられる。
【００６０】
一般式（２）中、Ｒ３は水素原子であることが好ましい。
【００６１】
一般式（２）中、Ｒ１は水素原子又はアルコキシ基であることが好ましく、アルコキシ基であることがより好ましい。
【００６２】
一般式（２）中、Ｒ２は水素原子又はアルコキシ基であることが好ましい。
【００６３】
一般式（２）中、ｍは１〜３の整数、好ましくは１〜２の整数、より好ましくは１を示す。
【００６４】
一般式（２）で表される化合物の具体例としては、例えば、上記式（３）で表される化合物（４−（３−ヒドロキシプロパ−１−エン−１−イル）−２−メトキシ−３−ニトロフェノール）、上記式（４）で表される化合物（４−（３−ヒドロキシプロパ−１−エン−１−イル）−３−ニトロフェノール）、上記式（５）で表される化合物（４−（３−ヒドロキシプロパ−１−エン−１−イル）−２、６−ジメトキシ−３−ニトロフェノール）などが挙げられる。
【００６５】
上記した本発明の化合物は、例えば、上記一般式（９）で表される化合物をニトロ化し、次いで、マロン酸等のジカルボン酸とクネーフェナーゲル縮合を行うことにより得られた化合物を還元することによって合成することができる。
【００６６】
なお、上記一般式（９）で表される化合物のニトロ化反応、ジカルボン酸とのクネーフェナーゲル縮合反応、及び還元反応の各種反応における溶媒、触媒、反応条件等は特に限定的ではなく、常法に応じて適宜設定することができる。
【００６７】
例えば、バニリンをＤＭＡＰ存在下で無水酢酸と反応させてアセチル保護した後、発煙硝酸によってニトロ化する。続いて、２Ｍ水酸化カリウム水溶液中で還流してアセチル基の脱保護を行い、３−メトキシ−２−ニトロ−４−ヒドロキシベンズアルデヒド（化合物１）及びその位置異性体の混合物を得る。当該混合物とマロン酸をピペリジン触媒、ピリジン溶媒中でクネーフェナーゲル縮合反応を行うことで（Ｅ）−３−（４−ヒドロキシ−３−メトキシ−２−ニトロフェニル）アクリル酸（化合物２）を得る。当該化合物２をメタノール溶媒中、濃硫酸触媒存在下で還流することでカルボン酸をエステルに変換し、ＤＩＢＡＬ還元を行うことにより、４−（３−ヒドロキシプロパ−１−エン−１−イル）−２−メトキシ−３−ニトロフェノール（化合物３）を得ることができる。
【００６８】
３．易分解性リグニンの製造方法
本発明は、さらに、易分解性リグニンの製造方法を包含する。本発明の易分解性リグニンの製造方法は、上記した易分解性リグニン生成剤又は上記した一般式（２）で表される化合物を植物に取り込ませる工程を含む。
【００６９】
本発明の易分解性リグニンの製造方法では、上述の通り、上記した易分解性リグニン生成剤又は上記した一般式（２）で表される化合物を植物に取り込ませることにより、易分解性リグニン生成剤に含まれる一般式（１）で表される化合物、又は一般式（２）で表される化合物が植物に吸収され、植物中でリグニンの生合成において使用される。その結果、リグニンの構造中に上記一般式（１）で表される化合物又は一般式（２）で表される化合物が導入される。また、一般式（１）で表される化合物又は一般式（２）で表される化合物がリグニンの構造中に取り込まれると、上記の構造式で示されるように、リグニンのβ−Ｏ−４構造中に２−ｏ−（ニトロフェニル）エチル構造が形成される。２−ｏ−（ニトロフェニル）エチル構造は光分解性であることから、光による分解が可能な易分解性リグニンを生成することができる。
【００７０】
本発明の易分解性リグニンの製造方法における投与対象となる植物としては、リグニンを生合成し得る植物であれば特に限定されない。例えば、第２世代バイオマス燃料として利用が期待されている植物などが挙げられる。
【００７１】
上記した易分解性リグニン生成剤又は上記した一般式（２）で表される化合物を植物に取り込ませる方法としては、植物が上記した易分解性リグニン生成剤又は上記した一般式（２）で表される化合物を取り込むことができる方法であれば特に限定的ではなく、例えば、植物生育環境（例えば、土壌、水、固体培地、液体培地など）中に混合又は溶解させる方法、空中散布などが挙げられる。
【００７２】
上記した易分解性リグニン生成剤又は上記した一般式（２）で表される化合物を植物に取り込ませる時期としては特に限定的ではなく、植物の種類、成長段階などに応じて適宜決定することができる。なお、植物の成長段階の初期に取り込ませると植物体中の易分解性リグニンの含有量が多くなることから、成長段階の早い時期に取り込ませることが好ましい。
【００７３】
上記した易分解性リグニン生成剤又は上記した一般式（２）で表される化合物を植物に投与する間隔としては特に限定的ではなく、植物の種類、成長段階などに応じて適宜決定することができる。
【００７４】
４．リグニンの分解方法
本発明は、さらに、リグニンの分解方法を包含する。本発明のリグニンの分解方法は、上記した易分解性リグニン生成剤又は上記した一般式（２）で表される化合物を植物に取り込ませる工程、及び紫外線を照射する工程を含む。
【００７５】
上記した易分解性リグニン生成剤又は上記した一般式（２）で表される化合物を植物に取り込ませる工程は、上記した本発明の易分解性リグニンの製造方法における方法と同一である。
【００７６】
本発明のリグニンの分解方法における紫外線を照射する工程において、照射する紫外線の波長としては特に限定的ではなく、例えば、３００〜３６５ｎｍ程度とすることができる。また、紫外線の光源についても特に限定的ではなく、公知の光源を用いることができる。紫外線の照射量、照射時間等の各種条件についても特に限定的ではなく適宜設定することができる。
【００７７】
紫外線を照射する対象は特に限定的ではなく、例えば、植物の生体、植物の加工等の際に発生する残材、植物から分離されたリグノセルロースなどが挙げられる。また、植物の生体、植物の加工等の際に発生する残材を必要に応じて粉砕した粉砕物（チップ）なども挙げられる。粉砕の方法は特に限定的ではなく、公知の方法を採用することができる。また、粉砕物のサイズは特に限定的ではなく、例えば、ミリメートルオーダーの大きさとすることができ、１〜５０ｍｍ程度とすることが好ましい。なお、残材や植物から分離されたリグノセルロースを対象とする場合には、一般式（１）で表される化合物又は易分解性リグニン生成剤を植物に取り込ませる工程と、紫外線を照射する工程との間に、必要に応じて、植物を加工する工程、植物からリグノセルロースを分離する工程等の各種工程を含むことができる。
【実施例】
【００７８】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は下記の例に限定されるものではない。
【００７９】
製造例１：リグニンモノマーの合成
本製造例１では、リグニンモノマーとして、以下の手順に従って、４−（３−ヒドロキシプロパ−１−エン−１−イル）−２−メトキシ−３−ニトロフェノール（化合物３）及び（Ｅ）−３−（４−ヒドロキシ−３―メトキシ−２−ニトロフェニル）アクリル酸メチル（化合物４）の合成を行った。
【００８０】
（１）３−メトキシ−２−ニトロ−４−ヒドロキシベンズアルデヒド（化合物１）の合成
３−メトキシ−４−ヒドロキシベンズアルデヒド（１０ｇ、６６ｍｍｏｌ）の無水ＴＨＦ溶液（２００ｍＬ）に、無水酢酸（７．５ｍＬ、７９ｍｍｏｌ）、トリエチルアミン（１４ｍＬ、１００ｍｍｏｌ）、及びＮ，Ｎ−ジメチルアミノピリジン（２５ｍｇ、０．２１ｍｍｏｌ）を加え、室温で４時間撹拌した後、蒸発乾固した。残渣をジクロロメタン（１００ｍＬ）に溶解し、１Ｍ  ＨＣｌ溶液（１００ｍＬ）を加えた後、混合物をジクロロメタンで抽出した。一体化された有機層を塩水で洗浄し、無水Ｎａ２ＳＯ４で乾燥した後、蒸発乾固することにより白色の酢酸塩を得た。
【００８１】
発煙硝酸（５０ｍＬ）を−２０℃で冷却した後、上記で得られた酢酸塩を少量ずつ加えた。次いで、混合物を−１０〜０℃で３時間撹拌した後、氷冷水（〜２００ｍＬ）に注ぎ、１０分間撹拌した。混合物を酢酸エチルで抽出し、一体化された有機層を塩水で洗浄し、無水Ｎａ２ＳＯ４で乾燥した後、蒸発乾固して粗生成物を得た。
【００８２】
上記で得られた粗生成物を２Ｍ  ＫＯＨ溶液（２００ｍＬ）に加え、１５分間還流加熱を行った。室温まで冷却した後、０℃で濃塩酸をゆっくりと添加して反応を停止した。固形物を濾過した後、冷水で洗浄し、真空乾燥することにより、茶色固体の化合物１とその位置異性体の混合物を得た（７．６ｇ、６２％）。
【００８３】
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，４００ＭＨｚ）δ９．８１（ｓ，１Ｈ），７．６５（ｄ，Ｊ＝８．６Ｈｚ,１Ｈ），７．２１（ｄ，Ｊ＝８，６Ｈｚ,１Ｈ），３．９８（ｓ，３Ｈ）
【００８４】
なお、上記した合成スキームを下記に示す。
【００８５】
【化１３】
2018008900.tif 000014
【００８６】
（２）（Ｅ）−３−（４−ヒドロキシ−３−メトキシ−２−ニトロフェニル）アクリル酸（化合物２）の合成
上記（１）で得られた化合物１とその位置異性体との混合物（２．００ｇ、９．０ｍｍｏｌ）の無水ピリジン溶液（２．０ｍＬ）に、マロン酸（１．４１ｇ、１４ｍｍｏｌ）及びピペリジン（０．１５ｍＬ、１．５ｍｍｏｌ）を加えた。次いで、混合物を９０℃で１９時間加熱した後、室温まで冷却し、蒸発乾固した。２Ｍ  ＨＣｌ溶液を加え、混合物を酢酸エチルで抽出した。一体化された有機層を無水Ｎａ２ＳＯ４で乾燥して、蒸発乾固した。残渣を酢酸エチルに溶解し、飽和ＮａＨＣＯ３溶液で抽出した。０℃で水層に２Ｍ  ＨＣｌ溶液を固体が形成されるまで加えた。その後、濾過することにより、黄色固体の化合物２の沈殿物を得た（１．３３ｇ、６２％）。
【００８７】
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤ３ＯＤ，４００ＭＨｚ）δ７．４７（ｄ，Ｊ＝９．２Ｈｚ,１Ｈ），７．３４（ｄ，Ｊ＝１５．９Ｈｚ,１Ｈ）， ７．０４（ｄ，Ｊ＝８．６Ｈｚ,１Ｈ），６．４０（ｄ，Ｊ＝１５．９Ｈｚ,１Ｈ），３．９０（ｓ，３Ｈ）
【００８８】
なお、上記した合成スキームを下記に示す。
【００８９】
【化１４】
2018008900.tif 000015
【００９０】
（３）４−（３−ヒドロキシプロパ−１−エン−１−イル）−２−メトキシ−３−ニトロフェノール（化合物３）の合成
上記（２）で得られた化合物２（１．０ｇ、４．２ｍｍｏｌ）のメタノール溶液（１５ｍＬ）に、濃硫酸を３滴添加した。混合物を１７．５時間還流加熱（９２℃）し、室温まで冷却した後、蒸発乾固した。残渣を水に溶解し、酢酸エチルで抽出した後、飽和ＮａＨＣＯ３溶液及び塩水で洗浄し、無水Ｎａ２ＳＯ４で乾燥して、真空乾燥することにより、粗生成物（１．０３ｇ）を得た。
【００９１】
上記で得られた粗生成物（９５３ｍｇ、２．８ｍｍｏｌ）の無水トルエン溶液（１２ｍＬ）に、水素化ジイソブチルアルミニウム（１Ｍ  トルエン中；８．０ｍＬ、８．０ｍｍｏｌ）を０℃で３０分間にわたって添加し、さらに３０分間撹拌した。次いで、０℃でエタノール（２．５ｍＬ）、水（〜５ｍＬ）、２Ｍ  ＨＣｌ溶液及び酢酸エチルを添加することにより反応を停止した。混合物を酢酸エチルで抽出し、一体化された有機層を塩水で洗浄し、Ｎａ２ＳＯ４で乾燥して、蒸発乾固した。粗生成物をカラムクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル＝３：２）により精製して、黄色固体の化合物３（６８５ｍｇ、８０％）を得た。
【００９２】
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，４００ＭＨｚ）δ７．２３（ｄ，Ｊ＝８．６Ｈｚ,１Ｈ），７．０３（ｄ，Ｊ＝８．６Ｈｚ,１Ｈ），６．４３（ｄ，Ｊ＝１５．９Ｈｚ,１Ｈ），６．２８（ｄ，Ｊ＝１５．６，５．６Ｈｚ,１Ｈ），６．１２（ｂｒ，１Ｈ），４．３０（ｔ，２Ｈ），３．９２（ｓ，３Ｈ）
【００９３】
なお、上記した合成スキームを下記に示す。
【００９４】
【化１５】
2018008900.tif 000016
【００９５】
（４）（Ｅ）−３−（４−ヒドロキシ−３―メトキシ−２−ニトロフェニル）アクリル酸メチル（化合物４）の合成
上記（１）で得られた化合物１とその位置異性体との混合物（４５６ｍｇ、３．０ｍｍｏｌ）の無水ジクロロメタン溶液（９．０ｍＬ）に、（トリフェニルホスホラニリデン）酢酸メチル（１．２ｇ、３．６ｍｍｏｌ）を加えて２時間撹拌した後、混合物をジクロロメタンで希釈して蒸発乾固した。粗生成物をカラムクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル＝１：１）により精製して、黄色固体の化合物４（４９４ｍｇ、７９％）を得た。
【００９６】
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，４００ＭＨｚ）δ７．４７（ｄ，Ｊ＝１５．９Ｈｚ,１Ｈ），７．３６（ｄ，Ｊ＝８．６Ｈｚ,１Ｈ），７．１１（ｄ，Ｊ＝８．６Ｈｚ,１Ｈ），６．３５（ｄ，Ｊ＝１５．３Ｈｚ,１Ｈ），６．１７（ｂｒ，１Ｈ），３．９４（ｓ，３Ｈ），３．８０（ｓ，３Ｈ）
【００９７】
なお、上記した合成スキームを下記に示す。
【００９８】
【化１６】
2018008900.tif 000017
【００９９】
製造例２：蛍光修飾リグニンモノマーの合成
本製造例２では、蛍光修飾リグニンモノマーとして、以下の手順に従って、（Ｅ）−３−（４−ヒドロキシ−３−メトキシ−２−ニトロフェニル）−Ｎ−（２−（（７−ニトロベンゾ［ｃ］［１，２，５］オキサジアゾール−４‐イル）アミノ）エチル）アクリルアミド（化合物６）の合成を行った。
【０１００】
（１）Ｎ−（７−ニトロベンズ−２−オキサ−１，３−ジアゾール−４−イル）アミノエチルアミン（化合物５）の合成
エチレンジアミン（１．０ｍＬ、１５ｍｍｏｌ）のジクロロメタン溶液（１０ｍＬ）に、二炭酸ジ−ｔｅｒｔ−ブチル（Ｂｏｃ２Ｏ）（５８０μＬ、２．５ｍｍｏｌ）のジクロロメタン溶液（１０ｍＬ）を激しく撹拌しながら３時間にわたってゆっくりと添加して、さらに１５．５時間撹拌を行った。蒸発乾固して２０％Ｎａ２ＣＯ３水溶液（３ｍＬ）を加えた後、ジクロロメタンで抽出し、無水Ｎａ２ＳＯ４で乾燥し、蒸発乾固し、真空乾燥を行い、無色油状の生成物を得た。
【０１０１】
上記で得られた生成物（２０１ｍｇ、１．３ｍｍｏｌ）及びＮ，Ｎ−ジイソプピルエチルアミン（ＤＩＰＥＡ）（４４０μＬ、２．８ｍｍｏｌ）のジクロロメタン溶液（１０ｍＬ）に、４−クロロ−７−ニトロベンゾフラザン（２５０ｍｇ、１．３ｍｍｏｌ）を加えた。７時間後、混合物をジクロロメタン（１０ｍＬ）で希釈し、有機層を１０ｍＬ飽和ＮａＨＣＯ３溶液で３回洗浄し、１０ｍＬ蒸留水で２回洗浄した後、Ｎａ２ＳＯ４で乾燥して蒸発乾固した。得られた残渣をジクロロメタン（５ｍＬ）に溶解し、５ｍＬのトリフルオロ酢酸を滴下し、混合物を室温で６０分間撹拌した。６０ｍＬのジエチルエーテルを加え、吸引濾過により沈殿物を回収し、ジエチルエーテルで洗浄して真空乾燥することにより、茶色固体の化合物５を得た（２７８ｍｇ、８０％）。
【０１０２】
１Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６，４００ＭＨｚ）δ８．５８（ｄ，Ｊ＝９．２Ｈｚ,１Ｈ），６．４７（ｄ，Ｊ＝９．２Ｈｚ,１Ｈ），３．８５−３．７３（ｍ，２Ｈ），３．１８−３．１１（ｍ，２Ｈ）
【０１０３】
なお、上記した合成スキームを下記に示す。
【０１０４】
【化１７】
2018008900.tif 000018
【０１０５】
（２）（Ｅ）−３−（４−ヒドロキシ−３−メトキシ−２−ニトロフェニル）−Ｎ−（２−（（７−ニトロベンゾ［ｃ］［１，２，５］オキサジアゾール−４‐イル）アミノ）エチル）アクリルアミド（化合物６）の合成
製造例１（２）で得られた化合物２（５９ｍｇ、０．２５ｍｍｏｌ）、上記（１）で得られた化合物５（６７ｍｇ、０．３０ｍｍｏｌ）、及び１−（３−ジメチルアミノプロピル）−３−エチルカルボジイミド塩酸塩（ＥＤＣ・ＨＣｌ）（５９．６ｍｇ、０．３１ｍｍｏｌ）の無水ＤＭＦ溶液（１．５ｍＬ）に、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ）（１５ｍｇ、０．１３ｍｍｏｌ）を加えた。室温で１４．５時間撹拌し、０℃で０．１Ｍ  ＨＣｌ溶液を加え、室温で１０分間撹拌した後、酢酸エチルで抽出した。一体化された有機層を飽和ＮａＨＣＯ３溶液で洗浄し、Ｎａ２ＳＯ４で乾燥し、蒸発乾固した。得られた粗生成物をフラッシュカラムクロマトグラフィー（クロロホルム：メタノール＝１０：１）で精製し、橙色固体の化合物６を得た（１１．５ｍｇ、１０％）。
【０１０６】
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤ３ＯＤ，４００ＭＨｚ）δ８．５３（ｄ，Ｊ＝８．６Ｈｚ,１Ｈ），７．３５（ｄ，Ｊ＝９．２Ｈｚ,１Ｈ），７．２６（ｄ，Ｊ＝１５．９Ｈｚ,１Ｈ），７．００（ｄ，Ｊ＝８．６Ｈｚ,１Ｈ），６．４８−６．３８（ｍ，２Ｈ），３．８９（ｓ，３Ｈ），３．８１−３．５８（ｍ，４Ｈ）
【０１０７】
なお、上記した合成スキームを下記に示す。
【０１０８】
【化１８】
2018008900.tif 000019
【０１０９】
製造例３：β−Ｏ−４構造を有するリグニンモデル化合物の合成
本製造例３では、β−Ｏ−４構造を有するリグニンモデル化合物として、以下の手順に従って、１−（３，４−ジメトキシ−２−ニトロフェニル）−２−フェノキシプロパン−１，３−ジオール（化合物１１）の合成を行った。
【０１１０】
（１）３，４−ジメトキシ−２−ニトロベンズアルデヒド（化合物７）の合成
上記製造例１（１）で得られた化合物１とその位置異性体との混合物（３．９４ｇ、２０ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム（３．３２ｇ、２４ｍｍｏｌ）、及びヨウ化メチル（３．７５ｍＬ、６０ｍｍｏｌ）の無水ＤＭＦ溶液（２０ｍＬ）を５０℃で一晩加熱した。混合物を室温まで冷却した後、ジエチルエーテルで抽出した。一体化された有機層を塩水で洗浄し、無水Ｎａ２ＳＯ４で乾燥した後、蒸発乾固した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル＝３：２）で精製し、黄色固体の化合物７を得た（３．１２ｇ、７４％）。
【０１１１】
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，４００ＭＨｚ）δ９．７８（ｓ，１Ｈ），７．６５（ｄ，Ｊ＝８．６Ｈｚ,１Ｈ），７．１１（ｄ，Ｊ＝８．６Ｈｚ），４．０１（ｓ，３Ｈ），３．９４（ｓ，３Ｈ）
【０１１２】
なお、上記した合成スキームを下記に示す。
【０１１３】
【化１９】
2018008900.tif 000020
【０１１４】
（２）（Ｅ）−（３，４−ジメトキシ−２−ニトロフェニル）アクリル酸メチル（化合物８）の合成
上記（１）で得られた化合物７（５６８ｍｇ、２．７ｍｍｏｌ）及び（トリフェニルホスホラニリデン）酢酸メチル（１．０８ｇ、３．２ｍｍｏｌ）の無水ジクロロメタン溶液（８．５ｍＬ）を室温で１４．５時間撹拌した。溶媒を蒸発させた後、得られた粗生成物をカラムクトマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル＝１：１）で精製し、黄色固体の化合物８を得た（５４７ｍｇ、７６％）。
【０１１５】
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，４００ＭＨｚ）δ７．４５（ｄ，Ｊ＝１５．９Ｈｚ,１Ｈ），７．３８（ｄ，Ｊ＝９．２Ｈｚ，１Ｈ），７．０３（ｄ，Ｊ＝９．２Ｈｚ,１Ｈ），６．３４（ｄ，Ｊ＝１５．９Ｈｚ），３．９５（ｓ，３Ｈ），３．９４（ｓ，３Ｈ），３．７９（ｓ，３Ｈ）
【０１１６】
なお、上記した合成スキームを下記に示す。
【０１１７】
【化２０】
2018008900.tif 000021
【０１１８】
（３）（Ｅ）−３−（３，４−ジメトキシ−２−ニトロフェニル）プロパ−２−エン−１−オール（化合物９）の合成
上記（２）で得られた化合物８（２３２ｍｇ、０．８７ｍｍｏｌ）の無水トルエン溶液（３．０ｍＬ）に、水素化ジイソブチルアルミニウム（ＤＩＢＡＬ）（１Ｍ  トルエン中；３．０ｍＬ、３．０ｍｍｏｌ）を０℃で３．５時間にわたって滴下した。エタノール（〜１ｍＬ）、水、及び１Ｍ  ＨＣｌを加え、反応を停止した。混合物をエーテルで抽出した後、一体化された有機層を塩水で洗浄し、無水ＭｇＳＯ４で乾燥し、蒸発乾固した。得られた粗生成物をフラッシュカラムクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル＝３：２）で精製し、黄色油状の化合物９を得た（８７ｍｇ、４２％）。
【０１１９】
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，４００ＭＨｚ）δ７．２６（ｄ，Ｊ＝８．６Ｈｚ,１Ｈ），６．９８（ｄ，Ｊ＝９．２Ｈｚ，１Ｈ），６．４２（ｄ，Ｊ＝１５．９Ｈｚ,１Ｈ），６．２９（ｄｔ，Ｊ＝１５．２，５．６Ｈｚ，１Ｈ），４．２９（ｔ，２Ｈ），３．９２（ｓ，３Ｈ）
【０１２０】
なお、上記した合成スキームを下記に示す。
【０１２１】
【化２１】
2018008900.tif 000022
【０１２２】
（４）（３−（３，４−ジメトキシ−２−ニトロフェニル）オキシラン−２−イル）メタノール（化合物１０）の合成
上記（３）で得られた化合物９（８８ｍｇ、０．３７ｍｍｏｌ）及び炭酸ナトリウム（５８ｍｇ、０．５５ｍｍｏｌ）の無水ジクロロメタン溶液（２．０ｍＬ）に、０℃でｍ−クロロペルオキシ安息香酸（ｍＣＰＢＡ）（１０８ｍｇ、０．４４ｍｍｏｌ）の無水ジクロロメタン溶液（２．０ｍＬ）を滴下した。次いで、混合物を室温まで加温し、６時間撹拌した。蒸留水を加え、混合物をジクロロメタンで抽出した。一体化された有機層を塩水で洗浄し、Ｎａ２ＳＯ４で乾燥し、蒸発乾固した。得られた粗生成物をフラッシュカラムクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル＝３：２）で精製し、淡黄色固体の化合物９を得た（６８ｍｇ、７２％）。
【０１２３】
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，４００ＭＨｚ）δ７．０７（ｄ，Ｊ＝８．６Ｈｚ,１Ｈ），７．０２（ｄ，Ｊ＝９．２Ｈｚ，１Ｈ），３．９９（ｄｄ，Ｊ＝１２．８，２．４Ｈｚ,１Ｈ），３．９５（ｓ，３Ｈ），３．９１（ｓ，３Ｈ），３．８６（ｄ，Ｊ＝２．４Ｈｚ，１Ｈ），３．７７（ｄｄ，Ｊ＝１２．８，３．１Ｈｚ，１Ｈ），３．１０（ｍ，１Ｈ）
【０１２４】
なお、上記した合成スキームを下記に示す。
【０１２５】
【化２２】
2018008900.tif 000023
【０１２６】
（５）１−（３，４−ジメトキシ−２−ニトロフェニル）−２−フェノキシプロパン−１，３−ジオール（化合物１１）の合成
上記（４）で得られた化合物１０（２５ｍｇ、０．１０ｍｍｏｌ）の無水ＤＭＦ溶液（０．２５ｍＬ）に、０℃でフェノール（１４ｍｇ、０．１５ｍｍｏｌ）及び水素化ナトリウム（６０％鉱油分散物；６．４ｍｇ、０．１６ｍｍｏｌ）の無水ＤＭＦ溶液（０．２５ｍＬ）を滴下した。次いで、混合物を室温まで加温し、４．５時間撹拌した。その後、５時間８０℃に加熱して、室温にまで冷却し、蒸留水を加え反応を停止した。混合物をジクロロメタンで抽出し、一体化された有機層を塩水で洗浄し、無水Ｎａ２ＳＯ４で乾燥し、蒸発乾固した。得られた粗生成物をフラッシュカラムクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル＝３：２→１：１）で精製し、黄色油状の化合物１１を得た（８．３ｍｇ、２４％）。
【０１２７】
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤ３ＯＤ，４００ＭＨｚ）δ７．２８（ｄ，Ｊ＝８．６Ｈｚ,１Ｈ），７．１７（ｍ，３Ｈ），６．８８（ｍ，３Ｈ），５．２１（ｄ，Ｊ＝６．７Ｈｚ，１Ｈ），３．８９（ｍ,４Ｈ），３．８７（ｓ，３Ｈ），３．７８（ｄｄ，Ｊ＝１１．６，３．１Ｈｚ，１Ｈ），３．７０（ｄｄ，Ｊ＝１０．８，５．２Ｈｚ，１Ｈ）
【０１２８】
なお、上記した合成スキームを下記に示す。
【０１２９】
【化２３】
2018008900.tif 000024
【０１３０】
実施例１：リグニンモノマーの植物への取り込みの評価
本実施例１では、リグニンモノマーを植物に取り込ませることにより、リグニンモノマーがリグニンの構造中に取り込まれるか否かについて検討を行った。
【０１３１】
植物としてシロイヌナズナのｃｏｌ−０系統を用いた。なお、ｃｏｌ−０はシロイヌナズナの野生型種でモデル植物として広く利用されている。滅菌処理を行ったｃｏｌ−０の種子を１／２  ＭＳ  ０．５％  Ｓｕｃ.培地で３日間生育した。次いで、培地における化合物の濃度が１００μＭとなるように、上記製造例２で合成した化合物６のＤＭＳＯ溶液（実施例１−１）を添加し、さらに育成した。３日後、蛍光顕微鏡で観察を行った。また、対照として、ＤＭＳＯ溶液（比較例１−１）、及び既に報告されている蛍光修飾リグニンモノマー（２−（（３−（４−ヒドロキシフェニル）アリル）オキシ）−Ｎ−（２−（（７−ニトロベンゾ［ｃ］［１，２，５］オキサジアゾール−４−イル）アミノ）エチル）アセトアミド）のＤＭＳＯ溶液（比較例１−２）についても同様の実験を行った。結果を図１に示す。
【０１３２】
図１から明らかなように、比較例１−１では紫外線照射時に蛍光が観察されなかったのに対して、実施例１−１及び比較例１−２では紫外線照射時に細胞壁から蛍光が観察された。実施例１−１と比較例１−２とでは蛍光強度に顕著な違いが観察されなかったことから、化合物６はリグニンに取り込まれることが分かった。
【０１３３】
実施例２：易分解性リグニンの光分解性の検討
本実施例２では、リグニンモノマーの二量体をモデル化合物として用いて、リグニンモノマーが取り込まれたリグニンが光（紫外線）の照射によって分解するか否かを検討した。なお、β−Ｏ−４構造を有するリグニンモデル化合物として上記製造例３で合成した化合物１１を用いた。
【０１３４】
重メタノール中で化合物１１に対して３６５ｎｍの紫外線を照射し、１Ｈ−ＮＭＲを測定した。結果を図２に示す。なお、図２では、紫外線照射前（０ｈ）、１．５時間紫外線照射後（１．５ｈ）、及び１２時間紫外線照射後（１２ｈ）のデータに加え、フェノールに１２時間紫外線を照射した際のデータを併せて示している。また、化合物１１に紫外線を照射することにより想定される光分解の反応機構を下記に示す。
【０１３５】
【化２４】
2018008900.tif 000025
【０１３６】
図２から明らかなように、６．８ｐｐｍ付近の化合物１１の芳香族性のプロトンの消失に伴い、６．７５ｐｐｍ付近に新たなピークが生成されることが確認された。紫外線照射後に形成されたピークの一部はフェノールにおけるピークと一致していることから、紫外線照射によってフェノールが脱離していると考えられる。さらに、化合物１１のベンジル位のプロトン由来の５．２ｐｐｍのピークは紫外線の照射時間に応じて減少しており、化合物１１の光分解反応が進行しているものと考えられる。また、フェノール以外の芳香族領域のプロトンが減少していることから、化合物１１の光分解反応によって生成されたニトロ基を含む化合物はさらに光分解を起こしていることが分かった。
【０１３７】
実施例３：易分解性リグニンの分解速度の検討
本実施例３では、リグニンモノマーの二量体をモデル化合物として用いて、リグニンモノマーが取り込まれたリグニンが光（紫外線）の照射によって分解される速度を検討した。なお、β−Ｏ−４構造を有するリグニンモデル化合物として上記製造例３で合成した化合物１１を用いた。
【０１３８】
７．３ｍｇの化合物１１及び内部標準として１．６ｍｇのテトラクロロエタンを重メタノールに溶解した。この溶液から０．５ｍｌをＮＭＲチューブに移し３０２ｎｍの紫外線を照射後、化合物１１のベンジル位のプロトン由来の５．２ｐｐｍのピークの積分値を定量した。時間ごとの化合物１１の残存量を図３に示す。
【０１３９】
図３から明らかなように、化合物１１は光照射により消失し、その半減期は約１７分であった。また、現れたフェノール由来の６．７５ｐｐｍのピークの積分値から、生成したフェノールの収率は７８％であった。
【図１】
2018008900.tif 000029
【図２】
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【図３】
2018008900.tif 000031