(57)【要約】  亜炭を過酸化水素またはアルカリ性過酸化水素で処理して、大部分の分子量が１０００未満の様々な新規な機能的有効有機分子を製造する。分子量は過酸化水素濃度、反応時間、反応温度、亜炭／過酸化水素比、亜炭の質などの反応条件により変化する。これらの機能的有効有機分子は、過酸化水素またはアルカリ性過酸化水素処理による反応性の向上により、亜炭やレナーダイト（leonardite）に天然に存在する、亜炭の分解により生じる通常の有機分子（フミン酸、フルボ酸など）よりも機能的有効性が高く、農業や医薬などの様々な分野に利用される。
2010509311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜炭と過酸化水素またはアルカリ性過酸化水素を反応させて、亜炭から抽出される機能的有効有機分子であって、前記機能的有効有機分子の製造方法は、
（ａ）亜炭を過酸化水素またはアルカリ性過酸化水素に添加するステップと、
（ｂ）反応後、遠心または沈殿により、不溶性亜炭から可溶性の機能的有効有機分子を回収するステップとを含む、機能的有効有機分子。
【請求項２】
前記機能的有効有機分子は、過酸化水素またはアルカリ性過酸化水素処理による反応性向上により、亜炭に存在する、亜炭の分解により生じる通常の有機分子（フミン酸、フルボ酸など）よりも機能的有効性が高い、請求項１に記載の機能的有効有機分子。
【請求項３】
５〜２５％過酸化水素を微細化亜炭に１：２〜１：５（ｖ／ｗ）の割合で添加し、添加前に、過酸化水素を−２０℃で２〜３時間冷却し、１０〜１５℃で１時間反応させた後、２０℃で３時間反応させ、反応終了後、前記工程を２回、３回またはそれ以上の回数繰り返し、その後、５０％過酸化水素を、室温（２５〜３０℃）で得られた処理液に１：１（ｖ／ｗ）の割合で直接添加し、得られた処理液を水で抽出し、次いで５０００〜１００００ｒｐｍで連続遠心することにより得られる可溶性の機能的有効有機分子であって、反応時間の長期化、反応温度の上昇、過酸化水素の高濃度化、多量の過酸化水素の使用により、低分子量の機能的有効有機分子が得られ、機能的有効有機分子のサイズは亜炭と過酸化水素との反応条件に依存する、請求項１に記載の機能的有効有機分子。
【請求項４】
亜炭の質に応じて、アルカリ性過酸化水素（１〜１０％のアルカリ、ＮａＯＨまたはＫＯＨと、０．２〜２０％の過酸化水素を含有）を亜炭に１：２〜１：５の割合で添加し、室温（２５〜３０℃）で反応させ、２〜６時間反応後、沈殿または遠心により抽出される、請求項１に記載の機能的有効有機分子。
【請求項５】
大部分の分子量は１０００未満である、請求項１に記載の機能的有効有機分子。
【請求項６】
機能的有効有機分子を含む液体サンプルは、フッ化カルシウムセル・アクセサリーを用いてＦＴＩＲ分析したとき、波数１６００±２００（ｃｍ−１）において特徴的な吸収ピークが観察される、請求項１に記載の機能的有効有機分子。
【請求項７】
ウランを含むアクチニド元素などの毒性重金属の分解能を有する、請求項１に記載の機能的有効有機分子。
【請求項８】
植物を成長させる性質および収穫量を増加させる性質を有する、請求項１に記載の機能的有効有機分子。
【請求項９】
リン酸系肥料とブレンドとすると、植物のリン酸利用率を増加させて収穫量を増加させる、請求項１に記載の機能的有効有機分子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は材料科学の分野に関し、特に、亜炭（lignite）の分解による機能的有効有機分子（functionally effective organic molecule）の製造に関する。本発明はまた、医薬および農業などの様々な分野に利用される、亜炭由来の機能性有機分子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
亜炭（lignite）は褐炭とも呼ばれ、最も低品位の石炭であるため蒸気発電用燃料としてしかほぼ利用されていない。他の用途として、付加価値のある亜炭製品を製造しようとする試みがなされているものの、主に発電を目的として消費されている。炭素豊富なこの亜炭は、腐敗植物が数百年間に亘って加熱および圧縮された結果生じたものである。植物由来であるため、亜炭は様々な機能的有効有機分子を豊富に含み、これら有機分子の利用は有益であると考えられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の機能的有効有機分子は、亜炭やレナーダイト（leonardite）に存在する、亜炭の分解により生じる通常の有機分子（フミン酸、フルボ酸など）よりも機能的有効性が高い。これは、過酸化水素またはアルカリ性過酸化水素で処理することにより反応性が向上するからである。
【０００４】
よって、本発明は、亜炭を過酸化水素またはアルカリ性過酸化水素で分解して、亜炭から機能的有効有機分子を製造する方法を発明することを目的とする。
【０００５】
したがって、本発明の第一の目的は、医薬および農業における様々な用途に有益な機能的有効有機分子を発明することである。本発明の他の目的は、亜炭から機能的有効有機分子を製造する方法を開発することである。
【０００６】
本発明の更に他の目的は、ウイルス病などの様々な病気を治療するための医薬品に有用な、様々な分子量の機能的有効有機分子を発明することである。
【０００７】
本発明の更に他の目的は、農業用途における栄養素の供給に有用な、様々な分子量の所望の分解物の製造に必須な方法を提供することである。この機能的有効有機分子は、植物保護と、二倍の栄養供給の両方を目的として使用可能である。
【０００８】
本発明の更に他の目的は、汚染予防などの様々な分野で利用される様々な有機ハイブリッドを合成するための機能的有効有機分子を製造することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明は、治療用途、栄養用途、固定化用途など様々な分野での用途を有し、かつ優れた性能を得るための特異性および選択性を有する製品を設計できる有効成分である、亜炭由来の新規な機能的有効有機分子を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】亜炭からの機能的有効有機分子の製造方法に係る様々なステップを示す図である。
【図２】亜炭を過酸化水素で分解して生成された機能的有効有機分子のＦＴＩＲ分析結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の顕著な特徴を説明するために本発明を詳細に説明する。
【００１２】
本発明の一実施形態では、亜炭を過酸化水素またはアルカリ性過酸化水素で分解して機能的有効有機分子が提供される。本発明の他の実施形態は、亜炭を過酸化水素またはアルカリ性過酸化水素と適切に反応させる、所望の分子量を有する機能的有効有機分子の製造方法に関する。
【００１３】
前記製造方法はまた、病気治療、効果的な栄養素設計、有機／無機ハイブリッド合成などに利用される所望の１種および／または複数の物質と組み合わすことが可能な、可溶性の機能的有効有機分子を製造する。
【００１４】
好適な実施形態において、本発明は、（ａ）亜炭を２０μｍ未満のサイズに微細化するステップと、（ｂ）前記微細化された亜炭を乾燥して、余分な水分を除去するステップと、（ｃ）前記パウダー化された亜炭を過酸化水素またはアルカリ性過酸化水素で処理するステップと、（ｄ）過酸化水素またはアルカリ性過酸化水素による分解反応の終了後、遠心・上清回収により機能的有効有機分子を抽出するステップと、（ｅ）（パウダー状が望ましい場合）得られた溶液を乾燥機で乾燥するステップとを含む、亜炭からの有機分子の製造方法を提供する。
【００１５】
他の実施形態において、亜炭のパウダー化はグラインダーを用いて行い、また亜炭の微細化はマイクロナイザーを用いて行い、所望の粒子サイズ（μｍオーダー）とする。
【００１６】
更なる一実施形態において、亜炭と過酸化水素またはアルカリ性過酸化水素との反応を温度および組成を変えて最適化し、所望の分子量の機能的有効有機分子を得る。
【００１７】
他の実施形態において、亜炭を過酸化水素またはアルカリ性過酸化水素で分解して得られた溶液を遠心により精製する。
【００１８】
他の実施形態において、前記溶液を限外ろ過して所望の分子量の分子を得る。
【００１９】
亜炭を過酸化水素またはアルカリ性過酸化水素で処理することにより、小サイズの可溶性有機分子が生じる。
【００２０】
以下、本発明の本質および本発明の実施方法を詳細に説明する。図１は、亜炭からの機能的有効有機分子の製造方法に係る様々なステップに関する。図２は、亜炭から生成されている機能的有効有機分子のＦＴＩＲ分析に関する。液体サンプルを、フッ化カルシウムセル・アクセサリーを用いてＦＴＩＲ分析した。波数１６００±２００（ｃｍ−１）において特徴的な吸収ピークが観察された。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。
【００２２】
亜炭の質に応じて、５〜２５％過酸化水素を微細化亜炭に１：２〜１：５（ｖ／ｗ）の割合で添加した。添加前に、過酸化水素を−２０℃で２〜３時間冷却した。１０〜１５℃で１時間反応させた後、２０℃で３時間更に反応させた。反応終了後、亜炭の種類に応じて前記工程を２回、３回またはそれ以上の回数繰り返した。その後、５０％過酸化水素を、室温（２５〜３０℃）で得られた処理液に１：１（ｖ／ｗ）の割合で直接添加した。得られた処理液を水で抽出し、次いで５０００〜１００００ｒｐｍで連続遠心することにより、可溶性の機能的有効有機分子を得た。反応時間の長期化、反応温度の上昇、過酸化水素の高濃度化、多量の過酸化水素による処理など、過酸化水素で激しく処理することにより、低分子量の機能的有効有機分子が得られる一方、機能的有効有機分子のサイズは亜炭と過酸化水素との反応条件に依存する。
【００２３】
亜炭の質に応じて、アルカリ性過酸化水素（１〜１０％のアルカリ、ＮａＯＨまたはＫＯＨと、０．２〜２０％の過酸化水素を含有）を亜炭に１：２〜１：５の割合で添加し、室温（２５〜３０℃）で反応させた。２〜６時間反応後、沈殿または遠心により機能的有効有機分子を得た。
【００２４】
有機分子抽出液５ｍｌを、濃度２０ｐｐｍの硝酸ウラニル含有水５００ｍｌに添加した。適切に攪拌後、得られた溶液を５０００ｒｐｍで遠心し、ＰＡＲ試薬を用いた比色法によりウラン含有量を波長５４０ｎｍで測定したところ、機能的有効有機分子は、ウランをｐｐｍレベルからｐｐｂレベルまで顕著に減少させて、除去した。
【００２５】
機能的有効有機分子抽出液３ｍｌを蒸留水１００ｍｌに添加した溶液を用いてイネ種子をペトリ皿内で発芽させた。約１００個のイネ種子を、Ｗｈａｔｍａｎ社製のフィルター紙を底に載置した、前記溶液１００ｍｌを含むペトリ皿（直径１６ｃｍ）に入れた。１０日後、発芽量１５〜２０％増という成長の増強が観察された。これは、機能的有効有機分子が成長増強性を有し、収穫量の増加に貢献しうることを示している。
【００２６】
植物栄養素を機能的有効有機分子と反応させて、葉面塗布および土壌塗布用の高吸収・高利用効率キレート化植物栄養素を製造した。キレート化は、例えば、アルコールを添加または未添加の、硝酸銅溶液、硝酸亜鉛溶液または硝酸マグネシウム溶液を機能的有効有機分子抽出液に添加して行った。
【００２７】
亜炭から得た機能的有効有機分子抽出液を、リン酸塩やＤＡＰなどのリン酸肥料（１〜１０％  ｖ／ｗ）に添加して有機リン酸肥料を製造した。機能的有効有機分子をリン酸（１〜１０％  ｖ／ｖ）に添加し、得られた有機リン酸を好適なフィラーを用いてリン酸肥料とした。得られた有機リン酸肥料をワタ、ハマビシ、イネなどの農作物に塗布すると、通常のリン酸肥料と比較して、基本塗布量で収穫量が１０〜２０％増加した。リン酸肥料への機能的有効有機分子の添加により、植物のリン酸利用率が向上した。
【００２８】
Amicon stirred ultrafiltration cell（ミリポア社製）を用いた限外ろ過により機能的有効有機分子のサイズを測定したところ、大部分の機能的有効有機分子の分子量は１０００未満であった。
【００２９】
可溶性の機能的有効有機分子を、アルコールを添加または添加しないで、少量の過酸化水素と共に様々な害虫に散布したところ、害虫数が減少して収穫量が増加した。
【００３０】
これら機能的有効有機分子には、植物または動物のウイルス病を治す潜在的可能性がある。
【００３１】
可溶性の機能的有効有機分子は滴下施肥製剤として使用可能である。
【００３２】
様々な物質に固定化した可溶性の機能的有効有機分子は、金属、ペプチドなどの分子を封鎖した。
【００３３】
可溶性の機能的有効有機分子は、溶液中の金属、タンパク質、ウイルスなどを沈殿させる性質を有する。
【００３４】
有機または無機ポリマーや、金属と結合した機能的有効有機分子は、様々な分野で利用される材料となる。
【００３５】
可溶性の機能的有効有機分子を回収した後の残余物質は、他の肥料とブレンドすることにより植物栄養素／肥料としての用途があり、農作物収穫量を増加させる。
【００３６】
本発明は、亜炭を過酸化水素またはアルカリ性過酸化水素で分解することによる、様々な用途を有する新規な機能的有効有機分子の製造について説明する。
【００３７】
本発明の結果から、亜炭から得られた機能的有効有機分子が医薬、農業などの様々な用途で使用されうることがわかる。
【００３８】
以上、例示としての本発明を説明したが、本発明は上記説明に限定されず、他の用途でも同様に有効に使用される。
【００３９】
特定の実施形態に基づいて本発明を説明したことが理解されるだろう。さらに、本発明の要旨から逸脱しない範囲で様々な組み合わせが可能であることが理解されよう。
【図１】
2010509311.tif 000003
【図２】
2010509311.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成20年11月7日(2008.11.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜炭から、フミン酸およびフルボ酸を含む機能的有効有機分子を抽出する方法であって、
（ａ）約−２０℃に２〜３時間冷却した５〜２５％過酸化水素を微細化亜炭に１：２〜１：５（ｖ／ｗ）の割合で添加するステップと、
（ｂ）前記過酸化水素と前記微細化亜炭とを１０〜１５℃で１時間反応させ、次いで２０℃で３時間反応させるステップと、
（ｃ）前記ステップ（ｂ）を２回、３回、またはそれ以上の回数繰り返すステップと、
（ｄ）５０％過酸化水素を、室温２５〜３０℃で、前記ステップ（ｃ）で得られた処理物に１：１（ｖ／ｗ）の割合で直接添加するステップと、
（ｅ）前記ステップ（ｄ）で得られた処理物を水で抽出し、次いで５０００〜１００００ｒｐｍで連続遠心して機能的有効有機分子を得るステップとを含み、
前記抽出された機能的有効有機分子は、分子量１０００未満のフミン酸およびフルボ酸を主要成分として含み、かつ、前記機能的有効有機分子を含む液体サンプルをフッ化カルシウムセル・アクセサリーを用いてＦＴＩＲ分析したときに、波数１６００±２００（ｃｍ−１）において特徴的な吸収ピークを示す、機能的有効有機分子を抽出する方法。
【請求項２】
亜炭から、フミン酸およびフルボ酸を含む機能的有効有機分子を抽出する方法であって、
（ａ）アルカリ１〜１０％と過酸化水素０．２〜２０％を含有するアルカリ性過酸化水素を亜炭に１：２〜１：５（ｖ／ｗ）の割合で添加し、室温で反応させるステップと、
（ｂ）２〜６時間反応後、沈殿または遠心により機能的有効有機分子を抽出するステップとを含み、
前記抽出された機能的有効有機分子は、分子量１０００未満のフミン酸およびフルボ酸を主要成分として含み、かつ、前記機能的有効有機分子を含む液体サンプルをフッ化カルシウムセル・アクセサリーを用いてＦＴＩＲ分析したときに、波数１６００±２００（ｃｍ−１）において特徴的な吸収ピークを示す、機能的有効有機分子を抽出する方法。
【請求項３】
前記機能的有効有機分子は、過酸化水素処理による反応性向上により、亜炭に存在する、亜炭の分解により生じる通常の有機分子（フミン酸、フルボ酸など）よりも機能的有効性が高い、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記機能的有効有機分子は、アルカリ性過酸化水素処理による反応性向上により、亜炭に存在する、亜炭の分解により生じる通常の有機分子（フミン酸、フルボ酸など）よりも機能的有効性が高い、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記抽出された機能的有効有機分子の大部分の分子量は１０００未満である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記抽出された機能的有効有機分子の大部分の分子量は１０００未満である、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記抽出された機能的有効有機分子を含む液体サンプルは、フッ化カルシウムセル・アクセサリーを用いてＦＴＩＲ分析したときに、波数１６００±２００（ｃｍ−１）において特徴的な吸収ピークを示す、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記抽出された前記機能的有効有機分子を含む液体サンプルは、フッ化カルシウムセル・アクセサリーを用いてＦＴＩＲ分析したときに、波数１６００±２００（ｃｍ−１）において特徴的な吸収ピークを示す、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記抽出された機能的有効有機分子は、ウランを含むアクチニド元素などの毒性重金属の分解能を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記抽出された機能的有効有機分子は、ウランを含むアクチニド元素などの毒性重金属の分解能を有する、請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
前記抽出された機能的有効有機分子は、植物を成長させる性質および収穫量を増加させる性質を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記抽出された機能的有効有機分子は、植物を成長させる性質および収穫量を増加させる性質を有する、請求項２に記載の方法。
【請求項１３】
前記抽出された機能的有効有機分子は、リン酸肥料とブレンドすると、植物のリン酸利用率を増加して収穫量を増加させる、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記抽出された機能的有効有機分子は、リン酸肥料とブレンドすると、植物のリン酸利用率を増加して収穫量を増加させる、請求項２に記載の方法。
【国際調査報告】
2010509311.tif 000005
2010509311.tif 000006
2010509311.tif 000007