(57)【要約】【課題】バイオマス資源から製造した芳香族カルボニル化合物と化石資源から製造した芳香族カルボニル化合物と外観上同じものであり、一見区別がつかない。このため、化石資源から製造した芳香族カルボニル化合物を、バイオマス資源から製造した芳香族カルボニル化合物と間違って使用する可能性がある。【解決手段】本発明は、バイオマス資源から製造した芳香族カルボニル化合物の割合が５０重量％以上であることの判別方法において、芳香族カルボニル化合物中のmodern reference standardに対する１４Ｃの濃度比が５０．０ｐＭＣ以上であることを分析することを特徴とする判別する方法である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオマス資源から製造した芳香族カルボニル化合物の判別方法であって、芳香族カルボニル化合物中の１４Ｃの濃度比がmodern reference standardに対して５０．０ｐＭＣ以上であることを特徴とする芳香族カルボニル化合物の判別方法。
【請求項２】
芳香族カルボニル化合物が芳香族カルボン酸化合物又は芳香族カルボン酸エステル化合物である請求項１記載の芳香族カルボニル化合物の判別方法。
【請求項３】
芳香族カルボニル化合物が安息香酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、無水フタル酸、安息香酸メチル、テレフタル酸ジメチル、テレフタル酸ジエチル、テレフタル酸ジイソプロピル、テレフタル酸ジ−ｎ−プロピル、イソフタル酸ジメチル、イソフタル酸ジエチル、イソフタル酸ジイソプロピル、イソフタル酸ジ−ｎ−プロピル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジイソプロピル、フタル酸ジ−ｎ−プロピル、ナフタレンジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸ジメチル、ナフタレンジカルボン酸ジエチル、ナフタレンジカルボン酸ジイソプロピル又はナフタレンジカルボン酸ジ−ｎ−プロピルであることを特徴とする請求項１又は２記載の芳香族カルボニル化合物の判別方法。
【請求項４】
modern reference standardは１９５０年時点の循環炭素中の１４Ｃ濃度を基準（１００％）であることを特徴とする請求項項１〜３のいずれか１項記載の芳香族カルボニル化合物の判別方法。
【請求項５】
modern reference standardは米国国立標準・技術研究所が発行した蓚酸であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の芳香族カルボニル化合物の判別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオマス資源から製造した芳香族カルボニル化合物、詳しくは芳香族カルボン酸化合物及び／又は芳香族カルボン酸エステル化合物の割合が５０重量％以上であることを判別方法に関するものであり、詳しくは、得られる芳香族カルボニル化合物中のmodern reference standardに対する１４Ｃの濃度比が５０．０ｐＭＣ以上であることを特徴とする芳香族カルボニル化合物の判別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
芳香族カルボニル化合物は、そのほとんどが石油、天然ガス及び石炭などの化石資源を原料として製造されている。近年、化石資源の枯渇化の資源問題や二酸化炭素濃度の増加による地球環境への懸念から、化学原料をバイオマス資源から変換する方法に対して注目が集まっている。
【０００３】
化石資源を原料とせず、バイオマス資源から芳香族カルボニル化合物を製造する方法として、微生物醗酵によりバイオマス資源から製造したメタンから、触媒反応により中間体としてベンゼンを製造し、更には各種ベンゼン誘導体誘導体を製造する方法（例えば特許文献１参照。）が開発されてきた。
【０００４】
しかしながら、バイオマス資源から製造した芳香族カルボニル化合物は、化石資源から製造した芳香族カルボニル化合物と外観上同じものであり、芳香族カルボニル化合物を原料とした製品において、バイオマス資源由来のものかどうか判別できないという問題点がある。
【特許文献１】特開２００４−１２３６６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、従来技術が有していた問題点を解決し、バイオマス資源から製造した芳香族カルボニル化合物を化石資源から製造した芳香族カルボニル化合物と簡易な方法で判別する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは上記従来技術に鑑み、鋭意検討を行った結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、バイオマス資源から製造した芳香族カルボニル化合物の割合が約５０重量％以上であることの判別方法において、芳香族カルボニル化合物中のmodern reference standardに対する１４Ｃの濃度比が５０．０ｐＭＣ（percent Modern Carbon）以上であることを分析することを特徴とする判別する方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の方法によれば、バイオマス資源から製造した芳香族カルボニル化合物と化石資源から製造した芳香族カルボニル化合物と外観上同じものであり、一見区別がつかない。このため、加速器質量分析法を採用することにより、簡易に且つ高感度で１４Ｃ含有量を測定し、バイオマス資源から製造された芳香族カルボニル化合物か簡易に判定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明において、バイオマス資源とは太陽エネルギーを使い、水と二酸化炭素から生成される再生可能な生物由来のカーボンニュートラルな有機性資源を指し、化石資源を除く。バイオマス資源はその発生形態から廃棄物系、未利用系、資源作物系の３種に分類される。バイオマス資源は具体的には、セルロース系作物（パルプ、ケナフ、麦わら、稲わら、古紙、製紙残渣など）、リグニン、木炭、堆肥、天然ゴム、綿花、サトウキビ、油脂（菜種油、綿実油、大豆油、ココナッツ油など）、グリセロール、炭水化物系作物（トウモロコシ、イモ類、小麦、米、キャッサバなど）、バガス、テルペン系化合物、パルプ黒液、生ごみ、排水汚泥などが挙げられる。また、バイオマス資源から芳香族カルボニル化合物を製造する方法は、特に限定はされないが、菌類や細菌などの微生物などの働きを利用した生物学的処理方法、酸、アルカリ、触媒、熱エネルギー、光エネルギーなどを利用した化学的処理方法、微細化、圧縮、マイクロ波処理、電磁波処理など物理的処理方法など既知の方法が挙げられる。
【０００９】
バイオマス資源から生成される芳香族カルボニル化合物としては、具体的には芳香族カルボン酸化合物又は芳香族カルボン酸エステル化合物を挙げる事ができる。さらに具体的には、安息香酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、無水フタル酸、安息香酸メチル、テレフタル酸ジメチル、テレフタル酸ジエチル、テレフタル酸ジイソプロピル、テレフタル酸ジ−ｎ−プロピル、イソフタル酸ジメチル、イソフタル酸ジエチル、イソフタル酸ジイソプロピル、イソフタル酸ジ−ｎ−プロピル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジイソプロピル、フタル酸ジ−ｎ−プロピル、ナフタレンジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸ジメチル、ナフタレンジカルボン酸ジエチル、ナフタレンジカルボン酸ジイソプロピル又はナフタレンジカルボン酸ジ−ｎ−プロピルなどが挙げられる。
【００１０】
バイオマス資源から芳香族カルボニル化合物に変換する方法としては、バイオマス資源から、メタン、エタン、メタノール、エタノール、グリセロールなどの低分子化合物に変換し、さらに触媒を用いて化学反応により、芳香族化合物の混合物を生成する。この得られた芳香族化合物を更に各種化学反応により、芳香族カルボニル化合物及び／又は芳香族カルボン酸化合物、芳香族カルボン酸エステル化合物へ変換する方法などが挙げられる。
【００１１】
本発明の実施方法は、バイオマス資源、或いは化石資源から製造された芳香族カルボニル化合物に対して、芳香族カルボニル化合物中に含まれる放射性炭素である１４Ｃの濃度を測定する方法（放射性炭素濃度測定）である。
【００１２】
１４Ｃの濃度測定は、タンデム加速器と質量分析計を組合せた加速器質量分析法（ＡＭＳ：Accelerator Mass Spectrometry）によって、分析する試料に含まれる炭素の同位体（具体的には１２Ｃ、１３Ｃ、１４Ｃが挙げられる。）を加速器により原子の重量差を利用して物理的に分離し、同位体の原子一つ一つの存在量を計測する方法である。
【００１３】
炭素原子１モル（６．０２×１０２３個）中には、通常の炭素原子の約一兆分の一である約６．０２×１０１１個の１４Ｃが存在する。１４Ｃは放射性同位体と呼ばれ、その半減期は５７３０年で規則的に減少している。これらが全て崩壊するには２２．６万年を要する。従って大気中の二酸化炭素等が植物等に取り込まれて固定化された後、２２．６万年以上が経過したと考えられる石炭、石油、天然ガスなどの化石燃料においては、固定化当初はこれらの中にも含まれていた１４Ｃ元素は全てが崩壊しており、２１世紀である現在は全く含まれていない。故にこれらの化石燃料を原料として生産された化学物質にも１４Ｃ元素は全く含まれていない。一方、１４Ｃは宇宙線が大気中で原子核反応を行い、絶え間なく生成され、放射壊変による減少とがバランスし、地球の大気環境中では、１４Ｃの量は一定量となっている。
【００１４】
一方、大気中の二酸化炭素が植物やそれを食する動物などに取り込まれて固定化された場合には、その取り込まれた状態では、１４Ｃは新たに補充されることなく、１４Ｃの半減期に従って、時間の経過とともに１４Ｃ濃度は一定の割合で低下する。このため、芳香族カルボニル化合物中の１４Ｃ濃度を分析することにより、化石資源を原料としたものか、或いはバイオマス資源を原料にした芳香族カルボニル化合物か簡易に判別することが可能となる。またこの１４Ｃ濃度は１９５０年時点の自然界における循環炭素中の１４Ｃ濃度をmodern standard referenceとし、この１４Ｃ濃度を１００％とする基準を用いる事が通常行われる。現在のこのようにして測定される１４Ｃ濃度は約１１０ｐＭＣ（percent Modern Carbon）前後の値であり、仮に試料として用いられているプラスチック等が１００％天然系（生物系）由来の物質で製造されたものであれば、１１０ｐＭＣ程度の値を示すことが知られている。一方石油系（化石系）由来の物質を用いてこの１４Ｃ濃度を測定した場合、ほぼ０ｐＭＣを示す。これらの値を利用して天然由来系−化石由来系の混合比を算出する事が出来る様になる。更にこの１４Ｃ濃度の基準となるmodern standard referenceとしてはＮＩＳＴ（National Institute of Standards and Technology：米国国立標準・技術研究所）が発行した蓚酸標準体を用いる事が好ましく採用する事が出来る。この蓚酸中の炭素の比放射能（炭素１ｇ当たりの１４Ｃの放射能強度）を炭素同位体毎に分別し、１３Ｃについて一定値に補正して、西暦１９５０年から測定日までの減衰補正を施した値を標準の１４Ｃ濃度濃度の値として用いている。
【００１５】
芳香族カルボニル化合物中の１４Ｃ濃度の分析方法は、まず芳香族カルボニル化合物の前処理が必要となる。具体的には芳香族カルボニル化合物に含まれる炭素を酸化処理し、すべて二酸化炭素へと変換する。更に、得られた二酸化炭素を水や窒素と分離し、二酸化炭素を還元処理し、固形炭素であるグラファイトへと変換する。この得られたグラファイトにＣｓ＋などの陽イオンを照射して炭素の負イオンを生成させ、タンデム加速器を用いて炭素イオンを加速し、負イオンから陽イオンへ荷電変換させ、質量分析電磁石により１２Ｃ３＋、１３Ｃ３＋、１４Ｃ３＋の進行する軌道を分離し、１４Ｃ３＋は静電分析器により測定を行う。同位体原子ひとつひとつを測定する事ができるので、従来の１／１０００以下の少量の試料量で高精度の測定をすることができるのが特徴である。
【実施例】
【００１６】
以下、実施例により本発明の内容を更に具体的に説明するが、本発明はこれにより何ら限定を受けるものではない。尚実施例及び比較例において「部」と称しているものは重量部を表す。また化石資源から製造した芳香族カルボニル化合物（安息香酸、テレフタル酸、テレフタル酸ジメチル）とは、通常工業的に製造されている石油、天然ガス又は石炭などの化石資源を原料として製造された芳香族カルボニル化合物を指す。
【００１７】
（１）１４Ｃ濃度（ｐＭＣ：percent Modern Carbon）
１９５０年時点の循環炭素中の１４Ｃを基準（１００％）として、上記の加速器質量分析法（ＡＭＳ）による測定を行い１４Ｃの濃度比較を行った。
【００１８】
〔実施例１、比較例１〕
バイオマス資源から製造した安息香酸と化石資源から製造した安息香酸を、それぞれ別々に１０重量部ずつ採取し、グラファイトに変換し加速器質量分析法により分析を行った。その結果、バイオマス資源から製造した安息香酸は、１０５．５ｐＭＣであり（実施例１）、一方、化石資源から製造した安息香酸は、＜０．０６ｐＭＣであった（比較例１）。
【００１９】
〔実施例２〕
バイオマス資源から製造した安息香酸５０％と化石資源から製造した安息香酸を等量混合し、その混合物から１０重量部採取した。また、化石資源から製造した安息香酸も同様に１０重量部採取し、実施例１と同様に分析を行った。その結果、バイオマス資源と化石資源から製造した安息香酸は、５３．０ｐＭＣであり、一方、化石資源から製造した安息香酸は、＜０．０６ｐＭＣであった。
【００２０】
〔実施例３、比較例２〕
バイオマス資源から製造したテレフタル酸と化石資源から製造したテレフタル酸を、それぞれ別々に１０重量部ずつ採取し、グラファイトに変換し加速器質量分析法により分析を行った。その結果、バイオマス資源から製造したテレフタル酸は、１０７．２ｐＭＣであり（実施例３）、一方、化石資源から製造したテレフタル酸は、＜０．０６ｐＭＣであった（比較例２）。
【００２１】
〔実施例４〕
バイオマス資源から製造したテレフタル酸５０％と化石資源から製造したテレフタル酸を等量混合し、その混合物から１０重量部採取した。また、化石資源から製造したテレフタル酸も同様に１０重量部採取し、実施例３と同様に分析を行った。その結果、バイオマス資源と化石資源から製造したテレフタル酸は、５３．１ｐＭＣであり、一方、化石資源から製造したテレフタル酸は、＜０．０６ｐＭＣであった。
【００２２】
〔実施例５、比較例３〕
バイオマス資源から製造したテレフタル酸ジメチルと化石資源から製造したテレフタル酸ジメチルを、それぞれ別々に１０重量部ずつ採取し、グラファイトに変換し加速器質量分析法により分析を行った。その結果、バイオマス資源から製造したテレフタル酸ジメチルは、１０６．９ｐＭＣであり（実施例５）、一方、化石資源から製造したテレフタル酸ジメチルは、＜０．０６ｐＭＣであった（比較例３）。
【００２３】
〔実施例６〕
バイオマス資源から製造したテレフタル酸ジメチル５０％と化石資源から製造したテレフタル酸ジメチルを等量混合し、その混合物から１０重量部採取した。また、化石資源から製造したテレフタル酸ジメチルも同様に１０重量部採取し、実施例３と同様に分析を行った。その結果、バイオマス資源と化石資源から製造したテレフタル酸ジメチルは、５２．８ｐＭＣであり、一方、化石資源から製造したテレフタル酸ジメチルは、＜０．０６ｐＭＣであった。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明により、バイオマス資源から製造した芳香族カルボニル化合物と化石資源から製造した芳香族カルボニル化合物を簡易な方法で判別する方法を提供することにより、バイオマス資源のより効果的な利用が促進することができ、その工業的な意義は大きい。