JPH0227992A - 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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JPH0227992A
JPH0227992A JP63178448A JP17844888A JPH0227992A JP H0227992 A JPH0227992 A JP H0227992A JP 63178448 A JP63178448 A JP 63178448A JP 17844888 A JP17844888 A JP 17844888A JP H0227992 A JPH0227992 A JP H0227992A
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hydroxybutylate
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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3HB
成分と記す)と4−ヒドロキシブチレート単位(以下4
HB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3HB成分、48B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(PHB)は、エネル
ギー貯蔵物質として数多(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性高分子
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
材料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たり期待されてきた。
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り、PHBは石油に依
存しないバ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、PHB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−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57−150393号公報および特開昭59−22
0192号公報にそれぞれ記載されている。
しかしながら、共重合体の3HV成分がOから33モル
%まで増大するとこの増大に伴って融解温度(Tm)が
180℃から85℃まで急激に低下することが知られて
おり(T、L、Bluhmet  al、Macrom
olecules。
■、2871  (1986))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4HB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、先に出願したく特願昭62−204538)。か
かる共重合体は4HB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4HB
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T−ブチロラクトンの存在下でPH
B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−ヒドロキシブチレート生
産能を有するアルカリ土類金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T−ブチロラクトン
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に存する。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明において、共重合体に含有される3HB成分およ
び4HB成分はそれぞれ次式であられされる。
3HB成分; −0CH(CH3)CH,C−4HB成
分;   OCH! CHt CHt C−本発明で使
用される微生物は、PHB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 フェカリス(AIcaligenes  fae
calts)、アルカリゲネス ルーランディイ (A
lcaligenes  ruhlandti)、  
アルカリゲネスラタス(Alcaligenes  I
atuS)。
アルカリゲネス アクアマリヌス(Alcaligen
es  aquamarinus)およびアルカリゲネ
ス ユウトロフス(Alcaligenes  eut
rophs)等のアルカリ土類金属などがある。
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ATCC8750,アルカリゲネス 
ルーランディイATCC15749、アルカリゲネス 
ラタスATCC29712゜アルカリゲネス アクアマ
リヌス ATCC14400ならびにアルカリゲネス 
ユウトロフスH−16ATCC17699およびこのH
−16株の突然変異株であるアルカリゲネス ユウトロ
フスNClB11597.同NClB11598゜同N
ClB11599.同NClB11600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
 ユウトロフスH−16ATCC17699およびアル
カリゲネス ユウトロフスNClB11599が特に好
ましい。
アルカリ土類金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  BACTE
RIOLOGY:EighthEdition、The
  Williams  &Wilkins  Com
pany/Baltimore”に、また、アルカリゲ
ネス ユウトロフスH−16の菌学的性質は、たとえば
、“J。
Qen、 Miclobiol、、115,185〜1
92 (1979)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、窒素もしくはりんを制限し
て菌体内に共重合体を生成、蓄積させる後段の培養との
2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、使用する微生物が責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、フラクトースおよびガラクト
ースなどのtieならびにソルビトール、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・ステイ
ープ・リカー、カゼイン、ペプトン、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、は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。
また、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、20〜40℃程
度、好ましくは25〜35℃程度とされ、また、pHば
、たとえば、6〜10程度、好ましくは6.5〜9.5
程度とされる。このよう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、回分培養また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
/また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、濾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/またはりんを実質的に含有させず、γ−ブチロラ
クトン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γ−ブチロラクトンを含有させる場合は、
培養の初期な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γ−ブチロラクトンは、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Ilに3〜100g程度が適当
である。
この後段の培養においてはT−ブチロラクトンを唯一の
炭素源としてもよいが、使用した微生物が責化し得る他
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−醋酸、
乳酸および吉草酸、4−ヒドロキシ醋酸およびそれらの
塩、1.4−ブタンジオールなどのジオール類などを共
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1.5g/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、濾過および遠
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、常法により、たとえば、クロロホルムのよ
うな有機溶媒で生成された共重合体を抽出し、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れば、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、これらの実施例に限定されるものではない
実施例1〜5及び比較例1〜2 アルカリゲネス ユウトロフスH16(ATCC176
99)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24
時間培養し、対数増殖期終期の培養液から遠心分離によ
り菌体を分離した。
前段培養用培地の組成 酵母エキス 10g   ポリペプトン 10g肉エキ
ス 5 g  (Ntla)zs045 gこれらを脱
イすン水1zに溶解し、pH7,0に調整した。
後段培養: 前記培養で得られた菌体を、つぎの組成を有する培地に
、11あたり5gの割合で懸濁させ30℃で48時間培
養し、得られた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 0、5 M  りん酸水素カリウム水溶液39.0 閤
i 0、5 M  りん酸水素二カリウム水溶液53.6惰
1 20wt/V% 硫酸マグネシウム水溶液1.0++1
1 炭素源0 ミネラル溶液”   1.0s+t! * 炭素源として後記第1表に記した様な種々の化合物
を用いた。(単位g/l培地)**ミネラル溶液 c o c J z          119. O
wzFeCls            9.7gCa
 CIt z             7.8 gN
 量 ct、               11B、
0 寡■−蘭【Cr C41z           
62.2111Ca S Oa          1
56.4 wを0.lN−HCl IIlに溶解 これらを脱イオン水11に溶解し、pH7,0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、1 mmHg) 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、この沈澱を濾取、乾燥して共重合体を
得た。
共重合体の特性: このようにして得られた共重合体の組成、固有粘度、融
解温度および融解熱を、つぎにようにして測定した。す
なわち、 組     成  :500MHz  の ’H−NM
Rスペクトルによる。
固有粘度〔η〕 =30℃、クロロホルム中。
融解温度および融解熱: DSC測定(10℃/aki
n)による。
測定結果などを第1表に示す。
〔発明の効果〕
本発明によれば、3HB成分、4HB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れた共重合体は、優れた種々の特性
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り、また徐放性シス
テムへの利用などの多方面への応用が期待される。

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γ−ブチロラクトンの存在下で行
    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。
JP63178448A 1987-08-18 1988-07-18 ポリエステル共重合体の製造方法 Expired - Lifetime JPH0714354B2 (ja)

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