JPH02234683A - ポリエステル共重合体の製造方法 - Google Patents

ポリエステル共重合体の製造方法

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JPH02234683A
JPH02234683A JP1053414A JP5341489A JPH02234683A JP H02234683 A JPH02234683 A JP H02234683A JP 1053414 A JP1053414 A JP 1053414A JP 5341489 A JP5341489 A JP 5341489A JP H02234683 A JPH02234683 A JP H02234683A
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hexanediol
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Yoshiharu Doi
義治 土肥
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、3−ヒドロキシブチレート単位(以下3 I
−I B成分と記す)と4−ヒドロキシブチレート単位
(以下9 8 B成分と記す)を含有する共重合体の製
造法に関し、更に詳しくは、/ ポリエステルを蓄積できる微生物を用いて製造される3
HB成分、+HB成分からなる新規の共重合ポリエステ
ルの製造法に関する。
〔従来の技術〕
ポリ−3−ヒドロキシブチレート(PH8)は、エネル
ギー貯蔵物質として数多くの微生物の菌体内に蓄積され
、優れた生物分解性と生体適合性を示す熱可塑注高分子
であることから、環境を保全する“クリーン″プラスチ
ックとして注目され、手術糸や骨折固定用材などの医用
材科および医薬や農薬を徐々に放出する徐放性システム
などの多方面への応用が長年にわだシ期待されてきた。
特に近年、合成プラスチックが環境汚染や資源循環の観
点から深刻な社会問題となるに至シ、PH8は石油に依
存しないパイオポリマーとして注目されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、PH8は耐衝撃性に劣るとゆう物性上の
問題とともに、生産コストが高いことから工業的生産が
見送られてきた。
近時、3HB成分および3−ヒドロキシバリレート単位
(以下3HV成分と記す)を含有する共重合体およびそ
の製造法について、研究、開発がなされ、たとえば、特
開昭k7−/!r0393号公報および特開昭!?−2
20/9J号公報にそれぞれ記載されている。
融解温度(Tm)がigo℃からg3℃まで急激に低下
することが知られてお9 ( T. L. Bl uh
met al, Macromolecules, /
9, 2と7/(/l’4))そのため、3HV成分含
有率の高い共重合体は耐熱性に劣っていた。
一方、本発明者は、3HB成分およびQHB成分を含有
する共重合体およびその製造法について研究、開発を行
ない、先に出願した(特願昭42−204’53g、同
t3−yqois、同63−l367弘8、同43−i
7gグ弘g)。かがる共重合体は+HB成分の共重合成
分含有率が高い場合でも、高い融点を有することから工
業的な価値は高い。しかしながら、この方法では炭素源
として高価な試薬を使う必要があったため、工業的に容
易に入手できる汎用の炭素源を見い出すことに対する極
めて高い要請があった。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者は、以上の点を鑑み、3HB成分およびQHB
成分からなる共重合体を工業的に有利にかつ容易に製造
すべく鋭意検討した結果、後段の窒素もしくはリンを制
限する培養においてl,6−ヘキサンジオールの存在下
でPH8生産能を有する微生物を培養するとこの菌体中
に所望の共重合体が生成・蓄積されるとの新知見を得て
、本発明に到達した。
すなわち本発明は、ポリ−3−ヒドロキシブテレート生
産能を有するアルカリゲネス属菌を前段で菌体を増殖さ
せ、後段で該菌体を窒素あるいはリンの制限下で培養し
て該菌体内にポリ3−ヒドロキシブテレートを生成・蓄
積させるに際して、後段の培養を/,A−ヘキサンジオ
ールの存在下で行々うことを特徴とする3−ヒドロキシ
ブテレート単位およびグーヒドロキシブテレート単位か
らなるポリエステル共重合体の製造方法に存する。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において、共重合体に含有される3HB成分およ
び+HB成分はそれぞれ次式であらわれる。
3HB成分;  −OCH(CH3)CH2ClIHB
成分;−OCH2CH2CH2C本発明で使用される微
生物は、PH8生産能を有する微生物であれば特に制限
はないが、実用上は、たとえば、アルカリゲネス 7エ
カリス(Alcaligenes faecalis 
)、アルカリゲネスルーランデイ4 (Alcalig
enes ruhlandii )、アルカリゲネス 
ラタス(Alcaligenes latus )、ア
ルカリゲネス アクアマリヌス(Alcaligene
s aquamarinus )およびアルカリゲネス
ユウトロフス(Alcaligenes eutrop
hs)等のアルカリゲネス属などがある。
これらの菌種に属する菌株の代表例として、アルカリゲ
ネス フェカリスkTccgqzo,アルカリゲネス 
ルーランディイATCC /zクグ9、アルカリゲネス
 ラタスATCC 2ワ7/2、アルカリゲネス アク
アマリヌスATCCllIダooならびにアルカリゲネ
ス ユウトロフスH−/6ATCC/7699およびこ
のH−/A株の突然変異株であるアルカリゲネス ユウ
トロフスNCIB//!97、同NCIB//J9g,
同NCIB/l1霊、同NCIBllAOθなどを挙げ
ることができる。これらのうち、実用上、アルカリゲネ
スユウトI:l;’スH−/AATCC/749?およ
びアルカリゲネス ユウトロフスNCIB/Ik9タが
特に好ましい。
アルカリゲネス属に属するこれらの微生物の菌学的性質
は、たとえば、” BERGEY’ SMANUAL 
OF DETERMINATIVE BACTERIO
−LOGY; Ei.ghth  Edition,T
he Wil liams  &Wj.Iki.ns 
Company/8altimore” に、また、ア
ルカリゲネス ユウトロフスH−/乙の菌学的註質は、
たとえば、”J.Gen.Miclobiol, ,/
/!;,Igタ〜/9ユ(/979)にそれぞれ記載さ
れている。
これらの微生物は、従来の方法と同様に、主として菌体
を増殖させる前段の培養と、窒素もしくはシんを制限し
て菌体内に共重合体を生成、蓄積させる後段の培養との
a段で培養される。
前段の培養は、微生物を増殖させる為の通常の培養法を
適用することができる。すなわち、使用する微生物が増
殖し得る培地および培養条件を採用すればよい。
培地成分は、使用する微生物が資化し得る物質であれば
特に制限はないが、実用上は、炭素源としては、たとえ
ば、メタノール、エタノールおよび酢酸などの合成炭素
源、二酸化炭素などの無機炭素源、酵母エキス、糖蜜、
ペプトンおよび肉エキスなどの天然物、アラビノース、
グルコース、マンノース、フラクトースオヨヒガラクト
ースなどの糖類ならびにソルピトール、マンニトールお
よびイノシトールなど、窒素源としては、たとえば、ア
ンモニア、アンモニウム塩、硝酸塩などの無機窒素化合
物および/または、たとえば、尿素、コーン・スティー
ゾ・リカー カゼイン、ベプトン、酵母エキス、肉エキ
スなどの有機窒素含有物ならびに無機成分としては、た
とえば、カルシウム塩、マグネシウム塩、カリウム塩、
ナトリウム塩、りん酸塩、マンガン塩、亜鉛塩、鉄塩、
銅塩、モリブデン塩、コバルト塩、ニッケル塩、クロム
塩、ほう素化合物およびよう素化合物などからそれぞれ
選択される。
まだ、必要に応じて、ビタミン類なども使用することが
できる。
培養条件としては、温度は、たとえば、20〜クθ℃程
度、好ましくは25〜35℃程度とされ、また、pHは
、たとえば、6〜/O程度、好ましくは乙,夕〜ワ.S
程度とされる。このよう−1?  − な条件で好気的に培養する。
これらの条件をはずして培養した場合には、微生物の増
殖は比較的悪くなるが、これらの条件をはずして培養す
ることを妨げない。
培養方式は、回分培養まだは連続培養のいずれでもよい
前段の培養によって得られた菌体を、さらに窒素および
/まだはりん制限条件下で培養する。
すなわち、前段の培養で得られた培養液から微生物の菌
体を、F過および遠心分離のような通常の固液分離手段
により分離回収し、この菌体を後段の培養に付するか、
または、前段の培養において、窒素および/またはりん
を実質的に枯渇させて、菌体を分離回収することなく、
この培養液を後段の培養に移行させることによってもで
きる。
この後段の培養においては、培地または培養液に窒素お
よび/または)んを実質的に含有させず、/,A−ヘキ
サンジオールを炭素源として含有させること以外は前段
の培養と異なるところはない。
尚、培養液に/,A−ヘキサンジオールを含有させる場
合は、培養の初期々いし後期のどの時点でもよいが、培
養の初期が好ましい。
本発明に用いられる/,A−ヘキサンジオールは、共重
合体を生成させることができ、かつ微生物の生育を阻害
しないような量であればよく使用した微生物の菌株およ
び所望の共重合割合(モル比)などによって異なるが、
一般的には培地もしくは培養液/lに3〜/001程度
が適当である。
この後段の培養においては/,6−ヘキサンジオールを
唯一の炭素源としてもよいが、使用した微生物が資化し
得る他の炭素源、たとえば、グルコース、フラクトース
、メタノール、エタノール、酢酸、プロピオン酸、n一
酪酸、乳酸および吉草酸などを共存させることもできる
たとえば、グルコースを使用する場合には、多くてもハ
!rf/l程度とされる。
このように培養して得られた培養液から、涙過および遠
心分離などの通常の固液分離手段によって菌体を分離回
収し、この菌体を洗浄、乾燥して乾燥菌体を得、この乾
燥菌体から、常法によシ、たとえば、クロロホルムのよ
うな有機溶剤で生成された共重合体全抽出し、この抽出
液に、たとえば、ヘキサンのような貧溶媒を加えて、共
重合体を沈澱させる。
本発明の製造法によ扛ば、共重合体中の3HB成分、4
’HB成分の割合は任意に調節することができる。
〔実施例〕
本発明を、実施例によりさらに具体的に説明する。なお
、本発明は、こ扛らの実施例に限定さ扛るものではない
実施例l〜3及び比較例/〜コ アルカリゲネス ユウトロフスH/A(ATCCtqb
qq )を使用して共重合体を製造した。すなわち、 前段培養: つぎの組成を有する培地で前記の微生物を30℃で2q
時間培養し、対数増殖期終期の培養液から遠心分離によ
シ菌体を分離した。
前段培養用培地の組成 酵母エキス /Og  ポリペプトン   /09肉エ
キス 3 ,!i’  (NH4)2SO4   k 
,!i’これらを脱イオン水il!に溶解し、pH 7
.0に調整しfc。
後段培養: 前段培養で得られた菌体を、つぎの組成を有する培地に
、/73あた9/0−20jjの割合でと 懸濁さP30℃でyg時間培養踵得らf′Lfc培養液
から遠心分離により菌体を分離して、菌体を得た。
後段培養用培地の組成 OJM     りん酸水素カリウム水溶液    2
2.7mlOJM     りん酸水素二ナ}IJウム
水溶液 //0.7yd20wt/V%  硫酸マグネ
シウム水溶液      /.O一炭素源8 −1l一 の化合物を用いた。(単位11/13培地)**  ミ
ネラル溶液 CoCl2      / / 9.OttqFeCl
3        9.79 CaCl2                 ク.t
gNiCl2      / / t.0■CrCl2
       62.2mgCaSO4/ j 6.1
1 mf を0.I N−HC 1  / IIに溶解これらを脱
イオン水に溶解し/Itとし、pH74に調整した。
菌体の処理: 後段培養で得られた菌体を蒸溜水で洗浄し、引続きアセ
トンで洗浄し、これを減圧乾燥(20℃、0./閣Hg
)Lて乾燥菌体を得た。
共重合体の分離回収: このようにして得られた乾燥菌体から熱クロロホルムで
共重合体を抽出し、この抽出液にヘキサンを加えて共重
合体を沈澱させ、この沈澱1”取、乾燥して共重合体を
得た。
共重心休の骨姓: このようにして得ら扛た共重合体の組成を’H−NMR
スペクトルによシ測定した。
測定結果を第/表に示す。
尚、実施例/で得ら扛た共重合体の!;00 MH z
”H−NMRスペクトルf第/図に、/JjMHZ”C
−NMRスペクトルを第2図に各々示した。
ダ 〔発明の効果〕 本発明によ扛ば、.?I−{B成分、グH B成分を含
有する新規のポリエステル共重合体を容易に得ることが
できる。
さらに本発明で得らnた共重合体は、優fLた種々の特
性を有しているので、手術糸および骨折固定用材などの
医用材料の原料として極めて好適であ9、′=iた徐放
性システムへの利用などの多方面への応用が期待さ扛る
【図面の簡単な説明】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ポリ−3−ヒドロキシブチレート生産能を有する
    アルカリゲネス属菌を前段で菌体を増殖させ、後段で該
    菌体を窒素あるいはリンの制限下で培養して該菌体内に
    ポリ−3−ヒドロキシブチレートを生成・蓄積させるに
    際して後段の培養を1,6−ヘキサンジオールの存在下
    で行なうことを特徴とする3−ヒドロキシブチレート単
    位および4−ヒドロキシブチレート単位からなるポリエ
    ステル共重合体の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1996025509A1 (en) * 1995-02-17 1996-08-22 Monsanto Company Process for the microbiological production of pha-polymers
EP2265659A2 (en) 2008-03-28 2010-12-29 The Coca-Cola Company Bio-based polyethylene terephthalate polymer and method of making the same
EP2403894A2 (en) 2009-03-03 2012-01-11 The Coca-Cola Company Bio-based polyethylene terephthalate packaging and method of making thereof

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