実験で固定化酵母によるエタノール合成をやりました。
グルコース水溶液に、塩化カルシウムで固定化したパン酵母を入れてエタノールを作ったんですが、もしパン酵母を固定化をしなかったらどうなるんですか?
グルコース水溶液+ただのパン酵母をアルコール発酵させて、ろ過したらど―なるんですか?教えて下さい。
それから、こういった生化学的なエタノール合成法の他に、どんなエタノール合成法があるんですか?教えて下さい。
出来れば化学反応式なんかがあると嬉しいです。

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A 回答 (4件)

 アルギン酸ナトリウムによる固定化法もあるのですが。


 ご質問の「固定化しなかったら」でしたら、普通のアルコール発酵は固定化してしない溶液で行います。この方法だと、アルコール濃度が高くなると発酵量が低下します。あるところで、発酵停止となります。
 (固定化法の有利な点は、一定濃度の糖質溶液を一定の流量でカラムに入れるれ、温度を一定にすると、同じ濃度のアルコール溶液が得られることです。)
 さて、液体でのアルコール発酵は「醸造」と同じことになります。発酵後の溶液には、アルコール、残った糖、増殖した酵母菌が存在します。もちろん、目のきわめて細かいセラミックフィルターなどでろ過すれば酵母を除くことは可能ですが、通常のろ過では完全には酵母を除くことはできません。
 反応式
  C6H12O6→2C2H5OH+2CO2
その他としては、エチレンの水の付加反応があります。
 反応式
  CH2=CH2+H2O→CH3CH2OH

 
 
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。参考にさせていただきます。ところで、液体のアルコール発酵では、アルコールなどが残るということですが、私の作ったエタノールにもこれらが残ってるということですか?

お礼日時:2001/01/18 13:10

アルデヒドにリチハイを加えるとかホルムアルデヒドにGrinard試薬加えるとかエチレンに水と無機酸硫酸加えるとか簡単な方法ですがあ

るのではないかと思います
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この回答へのお礼

回答ありがとうございました。
実は、ずいぶん前に質問して忘れていました。
これを機にもう一度学習してみようかと思います。

お礼日時:2004/07/03 02:01

dragon-2先生の回答がありますので、直接的な回答ではありませんが、以下のサイトはいかがでしょうか?


古いですが、「物質工研」のサイトです。

「エタノール合成」は大きく分類して、2つでしょうか?
1.エチレン由来(参考サイト参照)
2.糖蜜由来
更に、マイナーですが、
リグノセルロース由来が古くて新しい(?)ものです。
この中で稼動しているのは、ブラジル等での例で「バガス」由来のものです。自動車燃料にしてます。
USA等で継続的に研究されているのは木材・廃棄物由来の
ものです。
工程は、リグノセルロース→前処理→セルロース→グルコース→エタノール
です。
もちろん、現状ではコスト問題がありますが、Renewable Resourceとして地球温暖化防止としても注目されてます。

ご参考まで。

参考URL:http://www.aist.go.jp/RIODB/c1db/annual/s21/s21p …
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この回答へのお礼

ありがとうございます。大変参考になりました。

お礼日時:2001/01/18 12:59

エタノールの合成法は、化学合成で一般的なのはGrignard反応や、ホフマン分解などで、効率的にアルコールを合成できると思います。

どっちも難しい話ではないと思うので反応式は省略しますが、ホフマンは第4級アンモニウム塩からアルコール(副生成物)を合成していきます。

ちなみに酵母などの微生物の嫌気代謝は、グルコース→ピルビン酸→エタノール(+2ATP)です。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。参考にさせていただきます。

お礼日時:2001/01/18 13:00

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Qベンゼンからサリチル酸を合成する方法

コルベ法を使わずに、ベンゼンからサリチル酸を合成する方法を教えてください。

使える反応(反応と組み合わせ可能)・反応と試薬

・加熱
・氷冷
・カラムによる異性体の分離
・酸性化[HCIaq]
・塩基性化[NaOHaq]
・ジアゾ化[NaNO2*HCIaq]
・ニトロ化[concHNO3*concH2SO4]
・メチル化[CH3Cl*AlCl3]
・過マンガン酸酸化[KMnO4*H3O+]
・還元[Sn*HClaq]


回答お願いします

Aベストアンサー

ざっと、添付図のような感じだと思います。
何れの反応も、大学の学部生が有機化学系の講義で用いる極一般的な有機化学の教科書に載っている反応です。

Qアスピリンの薄層クロマトグラフィーについて

 化学実験で、サリチル酸と無水酢酸からアスピリンを合成し、精製したアスピリンと未精製のアスピリン、さらに比較物質として標準サリチル酸、標準アスピリンの4つをスポットしてクロマトグラフしました。
 その結果、サリチル酸のRf値がアスピリンのそれよりも大きくなりました。シリカゲルTLCにおいて、シリカゲル表面に対する官能基の吸着の強さは、COOH>OH>OCORだから、アスピリンの方が大きくなると思うのですが・・・
 あと、未精製のアスピリンを展開したところ、アスピリンの他に、薄いスポットが見られたのですが、これは未反応のサリチル酸と考えてよいですか?それとも解離した状態のものが含まれているのでしょうか?
 展開溶媒にはヘキサン、酢酸エチル、ギ酸を15:4:1で混合したものを用いました。
 どなたかお答えしていただけたら嬉しいです。お願いします!

Aベストアンサー

補足です。
>サリチル酸で分子内水素結合が起こったとき、ヒドロキシル基の酸素と、カルボキシル基の水素で起こるんですよね?
ヒドロキシル基の水素と、カルボキシル基の酸素(C=Oの方)で起こります。

>シリカゲルが水素結合を形成できなくなるのは、試料の極性に関わるんですか?
シリカゲルが試料と水素結合を作ると、シリカゲルと試料が強く引き合うことになり、展開溶媒が移動しても、試料の移動が起こりにくくなり、極性が大きくなると言うわけです。
サリチル酸、アセチルサリチル酸ともにCOOHのHがシリカゲルと水素結合を作ることは共通ですので、それ以外のOHとCH3COOの部分を比較することになります。
普通は、OHの方がCH3COOの場合よりも極性を大きくするのですが、この場合には分子内水素結合のために、OHによる極性の増大効果が小さいということです。

>試料の展開溶媒への溶解度はこの場合関係ないのでしょうか?
試料の展開溶媒への溶解度が極端に小さいとか、TLCプレートにつけた試料が著しく多いという場合以外には、あまり気にする必要はありません。

類似の質問はこれまでにも多く出ていますので、そちらの説明も読んでみて下さい。
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1723458

なお、未精製のアスピリン中の薄いスポットは、サリチル酸と考えるの妥当だと思いますが、断定するには標品との比較が必要でしょうし、それが未反応のものなのか、生成物が分解したものかを判断するのは難しいと思います。

補足です。
>サリチル酸で分子内水素結合が起こったとき、ヒドロキシル基の酸素と、カルボキシル基の水素で起こるんですよね?
ヒドロキシル基の水素と、カルボキシル基の酸素(C=Oの方)で起こります。

>シリカゲルが水素結合を形成できなくなるのは、試料の極性に関わるんですか?
シリカゲルが試料と水素結合を作ると、シリカゲルと試料が強く引き合うことになり、展開溶媒が移動しても、試料の移動が起こりにくくなり、極性が大きくなると言うわけです。
サリチル酸、アセチルサリチル酸ともにCOOHのHが...続きを読む

Q近似曲線の数式を手計算で出したい。

エクセルを用いずに、近似曲線の数式をエクセルを用いずに算出したいです。

資料となるデータはあるし、計算機もあるのですが、エクセルは手元にないという状態です。

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Aベストアンサー

線形近似においては、最小二乗法による推定が最も優れている(不偏かつ分散が小さい)ことがガウス=マルコフ定理によって証明されています。
最小二乗法とはデータが(X1,Y1),(X2,Y2),・・・(Xi,Yi)のように示されていると思うので、そのもとで
Σ(Yi-aXi-b)^2   (i=1,2,3・・・)
を最小化するようなa,bの組を見つけるという方法です。a,bの偏微分によって求めます。
具体的な式としては、Xの平均をX'、Yの平均をY'とし、データ数(標本数)をnとすると、
a=(ΣXiYi-nX'Y')/(ΣXi^2-nX'^2), b=Y'-aX'   (i=1,2,3・・・)
を得ます。
なお、ΣXiYiというのはX1・Y1+X2・Y2+・・・を意味し、ΣXi^2とはX1^2+X2^2+・・・を意味します。

例えば(X,Y)=(10,6),(12,9),(14,10),(16,10)というデータを考えると、標本数は4、Xの平均は13、Yの平均は8.75、ΣXi^2=696、ΣXiYi=468なので、これを代入して
a=(468-4×13×8.75)/(696-4×13^2)=0.65, b=8.75-0.65×13=0.3となり、
求める式はy=0.65x+0.3となります。

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Q検量線に吸収極大波長を用いるのはなぜですか?

Fe(II)イオンのo‐フェナントロリンキレート錯体の吸光度を測定し、横軸にFe(II)イオンの濃度、縦軸に吸光度をとって検量線を作成するという実験をおこないました。

この際、波長は吸収極大波長である510nmを用いたのですが、吸収極大波長を用いる理由は何でしょうか?

吸収極大波長以外の波長を用いると、何か不都合でも生じるのでしょうか?

お分かりの方がいらっしゃいましたら、ぜひ教えて下さい。

よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

まず、吸収極大波長を用いると感度が良くなります。よって、より低い濃度でも測定できます。
また、ノイズの影響を小さくする(SN比を大きくする)ことが出来ます。
あと、今回はおそらく関係ないかと思われますが、近い波長に吸収がさらにあると極大波長以外の場合、どちらの波長の吸光の影響が大きいか分からなくなります。


しかし、最大の原因は基本的に吸収極大波長で取るのが普通だからです。他で取ると、過去の知見を生かすことが出来ません。

QTLCでのRf値

シリカゲルTLCにおいて、シリカゲル表面に対する官能基の吸着の強さは、COOH>OH>OCORの順であるとかいてあったので、これから予想するとサリチル酸のRf値はアスピリンのRf値よりも小さいはずであるけれども、実験結果では逆になりました。
どうしてでしょう・・・?
そして他の参考書では吸着の強さは全然逆の結果となっていました。教科書自体がちがうのでしょうか。もしかしたら、酸素元素がベンゼン環から電子をひきつけて、電子密度を偏らせることからその誤差が生まれるのかと考えてみましたが、不安です。

Aベストアンサー

同様の質問がこれまでにも何回かでており、yoshitakasanさんとは逆の実験結果を書いたものもあります。

ただ、色々なことから判断して、サリチル酸のRf値はアスピリンのRf値よりも大きいというのが正しい実験結果だと思います。
また、COOH>OH>OCORの順も正しいと思います。

すなわち、サリチル酸ではヒドロキシル基の水素が、カルボキシル基に対して分子内で水素結合を形成するために、シリカゲルなどに対する吸着が起こりにくいと考えられます。こういったことは、オルト位にカルボニル基などを有するフェノールにおいてよく観察されることです。
 -O-H・・・O=C(OH)-:同一分子内
こういった、サリチル酸の構造に基づいた分子内での相互作用によって、順序が逆転していると考えるのがよいでしょう。

「TLC サリチル酸」で化学のカテゴリーを検索すると何件かヒットしますが、その中の1件をあげておきます。

参考URL:http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=884011

Q当量点と中和点の違い

質問タイトルの通りですが、
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 (ちなみにwikipediaで調べたら
  当量点:全ての被滴定物質が反応し尽した時点とありました。)

どうかこの疑問に答えていただきたいです。よろしくおねがいします。

Aベストアンサー

回答としては #4 でいいと思いますが,そういうことなので,中和点という言い方を止めて欲しいと常々思っています.
どうしても中和=中性という感覚がついてまわり,#2,#3 のように思っている人は専門家や経験者であってもかなり多いと思います.
しかし,中和点を中性の点という意味で使う場合もあり得ます.たとえば,酸廃液を中和してから廃棄するときに,どれだけ塩基を入れるかとかいう場合ですね.分析化学的な意味での「中和点」ではなく,あくまでも中性にした点という意味で使われてしまいます.なので,酸塩基だろうがなんだろうが,当量点に統一して欲しいわけですが...まあ,無理ですかね...

QTLCによるアスピリンの純度検定

サリチル酸とアスピリンの標品をTLC(シリカゲル、展開溶媒ベンゼン:酢酸=95:5)で展開したところ、サリチル酸の方がアスピリンよりもRf値が大きくなりました。
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ちなみに、展開層内は十分に溶媒蒸気で満たされており、実験書にもアスピリンとサリチル酸のRf値が0.30と0.38と記載されておりました。
よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

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2つの極性基が独立してその効果を発揮すれば Rf値は小さくなりそうですね。
外から見て極性が弱くなるような状態が、分子内で見つかるかもしれません。

Q緩衝液の実験

先日、塩酸、酢酸、リン酸を使って中和滴定を行いました。すべて水酸化ナトリウム使用です。実験の題名は「緩衝液とpH」です。
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酢酸とリン酸には緩衝作用があると思うのですがこの実験でどのような緩衝液の性質が分かったのでしょう‥。どこらへんで緩衝作用が出てるんだかイマイチ分からなくて↓
なんだか質問の意味も分かりにくいと思うのですが分かる方お願いします!

Aベストアンサー

 酢酸とリン酸の滴定曲線を眺めて下さい。
 酢酸の場合は、滴定終点のNaOH消費量の半分の滴定位置で、NaOH添加量に対するpH変化が一番緩くなっていますよね。 つまりここのpH付近が一番緩衝性が良いところだと分かります。
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 つまり、リン酸緩衝液の場合、緩衝作用のあるpHが複数在る事がわかります。
 これに対して、塩酸の場合は滴定の中間点のpHは低すぎるし、終点付近でのpH変化は大きいし、終点後のpHは高過ぎるし、実用的なpH域での緩衝作用が期待できない事が分かるでしょう。

Q薄層クロマトグラフィーの原理

展開溶媒に『ヘキサン:酢酸エチル=10:1』『ヘキサン:酢酸エチル=4:1』『ヘキサン:酢酸エチル=0:1』のものを使い実験をしました。

展開溶媒に関しては極性が大きいほうが進みやすくRf値が大きくなることは実験からわかったのですが、なぜ極性が大きいほうが進みやすくなるのかがわかりません。

固定相(シリカゲル)と酢酸エチルカルボニル基の水素結合がキーワードになるのかなぁとは思うのですが、詳しく説明できるほどは理解できていません。

なので、なぜ展開溶媒の極性が大きいほうがRf値が大きく、進みやすいのかを教えてください。

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

例えば多くの有機分子はヘキサンとメタノールで分液を振るとメタノール層にもってこれます。これは分子とヘキサンとの相互作用(溶媒和)に比べ、メタノールとの相互作用が大きく分子が安定化されるためです。薄層クロマトグラフィーの場合はこのメタノールの代わりにシリカゲルなどを用い、分子と移動相の相互作用と、分子と固定相の相互作用の差を利用します。つまり分子はヘキサンに溶けた方が安定なのか、シリカゲルにくっついているほうが安定なのかということになり、多くの分子は後者のほうが安定なのでヘキサン100%では動きもしません。そこに極性を持つ酢酸エチルを加えることで分子と移動相との相互作用は増加します。この際、固定相と移動相の相互作用の差があまり大きくないと分子は溶けたりくっついたりでゆっくりと進みます。こうして展開溶媒の極性によるRf値の差が生じます。
さてここでヘキサンとともに用いる溶媒ですが、クロロホルムなどの様々な有機分子を溶解させるいかにも使えそうな溶媒は一般的には薄層クロマトグラフィーには適していません。展開溶媒は有機分子とのほどよい相互作用を持っているだけではなく固定相とも程よく相互作用を持っているものが適しているのです、これは簡単に説明すると溶媒が固定相と相互作用を持つことで分子を固定相から引き剥がし、移動相に盛ってくることが出来るためです。takachan00さんがご自分で考えている通り酢酸エチルのカルボニル基が水素結合できることが大きな意味を成しています。ちなみにそれでもだめな場合はメタノールやアミンを流すこともありますし、逆に少しでも酢酸エチルを混合するだけでもどんどん動くような分子の場合はクロロホルムやトルエンなどを展開溶媒の片割れとして使ったりもします。

例えば多くの有機分子はヘキサンとメタノールで分液を振るとメタノール層にもってこれます。これは分子とヘキサンとの相互作用(溶媒和)に比べ、メタノールとの相互作用が大きく分子が安定化されるためです。薄層クロマトグラフィーの場合はこのメタノールの代わりにシリカゲルなどを用い、分子と移動相の相互作用と、分子と固定相の相互作用の差を利用します。つまり分子はヘキサンに溶けた方が安定なのか、シリカゲルにくっついているほうが安定なのかということになり、多くの分子は後者のほうが安定なのでヘ...続きを読む

Q酢酸(CH3COOH)の酸解離定数

酢酸(CH3COOH)の酸解離定数なんですが、文献によって(解離定数の逆数の対数値)pKa=4.56のものと4.76のものなどがあったのですが、正しくはどれなのでしょうか?また、なぜ違いがあるのでしょうか?

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化学便覧 基礎編 改訂5版(丸善)によると、酢酸の pKa は
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とのことです。

濃度によって pKa が変わるみたいですね(より正確には、濃度ではなくてイオン強度に依存するので、共存する電解質の濃度によっても変化します)。


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