炭水化物の化学合成方法を教えて下さい

質問

単糖類とか多糖類などいろいろ種類がありますが CmH2nOn という化学式なので炭素と水素と酸素から化学合成できないのでしょうか？

あとこの分野に関して現在どのような状況なのか知っている方教えて下さい。

もし簡単にできたら食料問題はほとんど解決するし、大儲けできそうなので誰も研究していない、または途中でギブアップすることは無いと思うんですが。

回答No.6

malaytrace

簡単に言ってしまえば、食用になるような糖類は構造が複雑な化合物なので、化学合成は多大な困難とエネルギーを要し、植物の光合成に対して勝負にならないということです。

　アルコール、特にエタノールは石油からも生産されますが、発酵法も用いられ、燃料用に「バイオエタノール」として一部実用化されている、ちょうど化学合成と生物生産が共存する物質です。廃糖蜜を利用できるブラジルなど、糖類を安価に調達できれば発酵の方が安く生産できるでしょう。

　それよりはるかに構造が複雑な糖類では非現実的、「もし簡単にできたら」の仮定が成立しません。農産物として安価に調達できる糖類（化学でいう糖類＝炭水化物、とします）を化学合成するなら、食品ではなく特別な付加価値を持ち、天然では得難いような物質しかあり得ないでしょう。（そういう場合も生物由来の糖類を加工するのがはるかに有利だと思います）

>炭素と水素と酸素から化学合成できないのでしょうか？

　それで作られるのはメタノールでしょうね。有毒ですが、化学薬品・燃料に用いられ、将来は燃料電池の「燃料」として電気エネルギーの源となり、広く用いられるかもしれません。そういう話までなら現実的です。

回答No.5

Tacosan

エネルギーはどこから入手します?

補足

知っている方からの回答を募集しています。はい。

回答No.4

ORUKA1951

＞太刀打ちできないという精神論以外の知識を教えて下さいませ。
では、まずデンプンの化学合成方法を教えて下さい - 化学 - 教えて！goo( http://okwave.jp/qa/q8659568.html )をしっかり読んでください。

＞デンプンと炭水化物は全く同じなんですか？
　そのような夢をお持ちでしたら、
　⇒炭水化物 - Wikipedia( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%82%AD%E6%B0%B4%E5%8C%96%E7%89%A9 )
　ごく大雑把に言うと植物は二酸化炭素と水から、太陽光をエネルギーとしてグルコースを作り出します。このグルコースや他の多くの単糖類--フルクトース、スクロースやラクトース · マルトースなどのニ糖類、そして植物の骨格となるセルロースや貯蔵形であるデンプンなどを作ります。
・炭水化物( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%82%AD%E6%B0%B4%E5%8C%96%E7%89%A9 )
・単糖( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8D%98%E7%B3%96%E9%A1%9E )
・二糖( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%8C%E7%B3%96 )
・多糖( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%9A%E7%B3%96 )
　これらは、解糖系( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%A7%A3%E7%B3%96%E7%B3%BB )によって代謝利用されます。
　セルロースも炭水化物ですが、人の代謝系では利用できません。人は蓄えるときはグリコーゲンと呼ばれる多糖類に変換して蓄えます。

　人と言う生物は、元々炭水化物--栄養学的には糖質は利用してきませんでしたが、木から下りて肉を食べ、やがて農耕によって効率的な栄養源として、これらを利用できるようになりました。肉の利用は数百万年前に始まりまりそれに合わせて進化適応してきましたが、栽培による糖質の利用は高々数先年の歴史しかありません。そのため肉は長寿の秘訣と言われますが、炭水化物の取りすぎは寿命を縮めます。

　その基礎知識があるとして
光合成 - Wikipedia( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%85%89%E5%90%88%E6%88%90 )
特に光化学反応( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%85%89%E5%8C%96%E5%AD%A6%E5%8F%8D%E5%BF%9C )をご覧になると分かるように、キーは太陽光を電子の出入り(=酸化還元)に使う発電ですね。
　言い換えれば、糖類の合成は太陽光発電と本質的には変わりません。『広義の人工光合成には太陽電池を含むことがある( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%BA%E5%B7%A5%E5%85%89%E5%90%88%E6%88%90 )』とされるのは、その理由によるものです。人工光合成で蟻酸を得る手法は植物の0.2%と言われる効率に匹敵するとされていますが、まだその段階なのです。とてもじゃないけど、それから炭水化物--簡単なグルコースへの道は険しいでしょう。

＞もし簡単にできたら食料問題はほとんど解決するし、大儲けできそうなので誰も研究していない、
　食料として利用するなら、植物に任せたほうがはるかに効率的ですから、学問的興味の研究にとどまって今すが、太陽光発電というほうは、大儲けできそうなので盛んに研究が行なわれています。

　まず、上記リンク先をしっかり読んでおきましょう。あなたの夢の実現には絶対に必要な知識ですからね。

回答No.3

ORUKA1951

⇒デンプンの化学合成方法を教えて下さい - 化学 - 教えて！goo( http://okwave.jp/qa/q8659568.html )
でまったく同じ内容の質問をされていて、締め切られて内容ですが。

　生物の効率には太刀打ちできないということです。

　土を耕してジャガイモ植えれば、太陽の光と空気中の二酸化炭素と水でデンプン作ってくれます。ほとんど何もしなくても炭水化物取り出せますので大儲けできますよ。

補足

デンプンと炭水化物は全く同じなんですか？

太刀打ちできないという精神論以外の知識を教えて下さいませ。

回答No.2

trytobe

二酸化炭素と水で、デンプンをつくってくれている、植物の光合成に感謝してから研究をはじめてください。

補足

植物の光合成に感謝してから研究をはじめてください。

これってどういう意味ですか？
生まれたことに感謝してから授業で生物学を勉強するみたいな感じですか？

いただきますと言ってからご飯を食べなさい( ^^) _旦~~
みたいですね。

回答No.1

doc_somday

ごく簡単に言うと、組成式「CmH2nOn」に翻弄されて居られます。

植物から得る方が「絶対的」にエネルギー効率が高いのです。
穀物で無ければ、木材の酸性加水分解が控えています、リグニンがあるので何と百五十年前から研究されているのに未だに採算に乗らない。
研究の「副産物」として「リグニンの化学」が刊行される程、二十巻ほども有る、最近少し改善されてやはりバイオ関連でリグニンの利用が部分的に始まりました。

この手の話しは結構多いのです、大昔になりますがバイエルが「柳の葉」に鎮痛効果があるという「欧米型漢方薬」言い換えれば「民間療法」からサリチル酸が本体だと云う事を見出し、サリチル酸を合成して売り出しました、サリチル酸は構造が簡単なので化学合成の方が、柳の葉から抽出するより安価です。
だが、粉末なので飲みにくい、親が苦労して居るのを憂慮した研究者が、サリチル酸の「誘導体」に目を付け、アセチル化に成功、バイエルの「アスピリン」は世界を席巻しました、だけど元は「民間療法」

最近の例だと、インフルエンザの特効薬「タミフル」、これは「化学合成」されていません、中華料理に使われる「八角」の成分から十段階で合成されます。その為最初のパンデミックパニックの時八角が中国で払底してしまいました。
なお、同じく有名なリレンザとは「薬理学的」に全く無関係、効くウィルスも違う、だから最初にリレンザを処方された患者のかなりの方には「地獄」だった。

この様に石油を起源とする物質とエネルギーから「全てが」作れれば「無敵」と思うのは、申し訳ないが「無知」と呼ばれても反論出来ません。

参考URL：

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AA%E3%82%BB%E3%83%AB%E3%82%BF%E3%83%9F%E3%83%93%E3%83%AB

補足

木材の酸性加水分解が未だに採算に乗らない。これはその通りですね、想像以上に難しそうですね。回答者様の一言一言が鋭いですね、ありがとうございます。

アメリカで研究されているというＨＰがありました。
カリフォルニア工科大学は、非常にいくつかの手順を必要とする単純明快な方法で炭水化物の分子を構築するための新しい方法を考案することに成功した
http://www.news-medical.net/news/2004/08/13/5/Japanese.aspx