JPH04325094A - 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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JPH04325094A
JPH04325094A JP3122738A JP12273891A JPH04325094A JP H04325094 A JPH04325094 A JP H04325094A JP 3122738 A JP3122738 A JP 3122738A JP 12273891 A JP12273891 A JP 12273891A JP H04325094 A JPH04325094 A JP H04325094A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
copolymer
component
present
culture
alcaligenes
Prior art date
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Pending
Application number
JP3122738A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiharu Doi
義治 土肥
Koji Kiuchi
孝司 木内
Mitsuya Ohori
大堀 満也
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zeon Corp
Original Assignee
Nippon Zeon Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Zeon Co Ltd filed Critical Nippon Zeon Co Ltd
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)

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】
【0001】
【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)及び4−ヒドロキシ
ブチレート単位(以下4HB成分と記す)を含むポリエ
ステル共重合体を微生物を利用して生成させる製造方法
に関する。さらに詳しくは、ポリー3ーヒドロキシブチ
レート生産能を有する微生物を基質の存在下に培養して
4HB成分の含有量が大きい共重合ポリエステルを容易
に生成させる新規な製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリ−3−ヒドロキシブチレート(以下
PHBと記す)は、数多くの微生物の菌体内に蓄積され
るエネルギー貯蔵物質として知られ、優れた生分解性と
生体適合性を示す熱可塑性樹脂であることから、手術糸
や骨折固定用材などの医療材料及び医薬や農薬を徐放す
るシステム材などの多方面への応用が期待されている。
【0003】近年、環境汚染に関わる合成プラスチック
からの代替物としての期待が高まっているが、PHBに
は耐衝撃性に劣るという物性上の問題があり、工業的応
用が見送られてきた。
【0004】このような観点から、3HB成分及び4H
B成分を含有する共重合体およびその製造法についての
研究開発がなされ、例えば、特開昭64−48821号
公報、特開平1−222788号公報、特開平1−30
4891号公報および特開平2−27992号公報にそ
れぞれ記載されている。
【0005】これらの公報の共重合体の製造方法は、従
来のPHBの製造法と同様に、前段では菌体を増殖させ
、後段では窒素またはリンの制限下で微生物を培養し、
ポリエステル共重合体を製造するものである。
【0006】後段の培養に於いては、基質として、例え
ば、4−ヒドロキシ酪酸、γ−ブチロラクトン及び1、
4−ブタンジオールを使用することにより、3HB成分
40〜97モル%と、4HB成分3〜60モル%を含む
共重合体を製造するとの記載がある(前記、特開昭64
ー48821号)。
【0007】この明細書の実施例において示されている
共重合体の4HB成分含量は、最高49%であり、とり
分け4HB成分の割合が60モル%より多いポリエステ
ル共重合体は全く示されていない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、共重合
体中の3HB成分に対する4HB成分の割合(モル比)
が比較的大きいポリエステル共重合体を工業的に容易に
製造すべく鋭意研究を重ねた結果、PHB生産能を有す
る微生物を基質の存在下にクエン酸および/またはクエ
ン酸塩を添加して培養すると、3HB成分に対する4H
B成分の割合が大きいポリエステル共重合体が生成され
ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0009】
【課題を解決するための手段】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微生物を
基質の存在下に培養し、3−ヒドロキシブチレート単位
と4−ヒドロキシブチレート単位とからなるポリエステ
ル共重合体を製造させるに際して、培養をクエン酸およ
び/またはクエン酸塩存在下で行なうことを特徴とする
ポリエステル共重合体の製造方法を提供するものである
【0010】以下、本発明を詳細に説明する。
【0011】本発明において共重合体に含有される3H
B成分及び4HB成分はそれぞれ次式であらわされる。 3HB      −OCH(CH3)CH2CO−4
HB      −OCH2CH2CH2CO−
【00
12】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PHB
菌体内生成蓄積能を有する、例えば、アルカリゲネスフ
ェカリス  (Alcaligenes  faeca
lis)、アルカリゲネス  ルーランディ(Alca
ligenes ruhlandii)、アルカリゲネ
ス  レイタス(Alcaligenes latus
)、アルカリゲネス  アクアマリヌス(Alcali
genes aquamarinus)およびアルカリ
ゲネスユウトロファス(Alcaligenes eu
trophus)などのアルカリゲネス属微生物等が使
用される。
【0013】これらの微生物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ATCC15749,
アルカリゲネス  レイタス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  ユウトロファスATCC17
699,同NCIB11599,同NCIB11600
などを挙げる事が出来る。
【0014】これらの菌株うち、実用上、アルカリゲネ
ス  ユウトロファスATCC17699およびアルカ
リゲネス  ユウトロファスNCIB11599が特に
好ましい。
【0015】本発明においては、例えば、上記の微生物
が、4HBの基質となる炭素源とクエン酸の存在下に、
培地または培養液の窒素および/またはリンを制限して
、菌体内に共重合体を生成蓄積させて培養される。必要
に応じて、ポリマー生成のための培養の前に、主として
該菌体を増殖させる培養手段(前段培養)を組合せても
よく、その培養条件は、菌体が増殖する培地及び培養条
件を採用すれば良い。
【0016】本発明に用いられる基質としては、4−ヒ
ドロキシ酪酸、4−クロロ酪酸、4−ブロモ酪酸等の酪
酸誘導体及びそれぞれのナトリウム塩、カリウム塩、マ
グネシウム塩、カルシウム塩、アルミニウム塩等や、γ
−ブチロラクトン、下記一般式のジオール類が好ましい
。 HO(CH2)nOH    (n=2,4,6,8,
10,12) これらの基質の量は、3〜100g/l,好ましくは3
〜50g/lで用いることが好ましく、基質の量を変え
ることにより、4HB成分含量を変えることが出来る。 一般に、基質量が増えると、4HB成分の含量は高くな
る傾向にある。
【0017】本発明に用いる培養条件としては、pHは
6〜10、好ましくは7〜8であり、また溶存酸素濃度
は0.5〜40ppm、好ましくは5〜20ppmであ
る。これらの条件をはずして培養した場合には、乾燥菌
体内中に生成蓄積するポリエステル含有量が極めて低く
なり、工業的に製造する場合には効果的でない。培養温
度は、20〜40℃程度、好ましくは25〜35℃程度
である。
【0018】本発明に用いられるクエン酸やクエン酸塩
の量は、共重合体の4HB成分の含有量を高められ、か
つ微生物の成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組成などによっ
て異なるが、培地もしくは培養液1リットルに0.3〜
40g程度、好ましくは1〜30g 程度である。クエ
ン酸やクエン酸塩は、単独で用いても、複数を組合せて
用いても良いが、その量が多すぎると、得られるポリマ
ーが減少する。本発明で用いるクエン酸塩としては、例
えば、Na塩、K塩やアンモニウム塩などが挙げられる
【0019】このように培養して得られた培養液から、
例えば、ろ過および遠心分離等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
燥菌体を得て、この乾燥菌体から、常法により、クロロ
ホルムやアセトンのような有機溶剤で、生成された共重
合体を抽出し、この抽出液に、ヘキサンのような貧溶媒
を加えて共重合体を沈殿させる。
【0020】本発明の製造法によって、共重合体中の3
HB成分に対する4HB成分の割合が高められ、4HB
成分が60モル%以上、好ましくは、65モル%以上、
更に好ましくは70モル%以上のポリエステル共重合体
を容易に得ることが出来る
【0021】本発明で得られた共重合体は、その3HB
成分に対する4HB成分の割合が高いため、融解温度は
低下し、融解温度の安定性が大きくなる。また、強度的
にすぐれ、紡糸及び圧延などの形成が容易でしかも安定
し、また、得られた繊維およびフィルムなどの成形品は
、しなやかでゴム弾性を示し、しかも強靭となる。
【0022】
【実施例】本発明を、実施例によりさらに具体的に説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0023】実施例1、2、3、4 菌体にアルカリゲネス  ユウトロファス(ATCC1
7699)を使用し、始めに菌体を増殖させるための培
養(以下、前段培養という)を行なうため、菌体を次の
組成を有する培地200mlを2リットルの坂口フラス
コに入れ、28℃で24時間培養し、遠心分離(800
0r.p.m.15分)により菌体を分離した。
【0024】前段培養用培地組成(1リットル中)酵母
エキス  10g      ポリペプトン  10g
    肉エキス  5g (NH4)2SO4  5g これらを脱イオン水1リットルに溶解し、pH7.0に
調整する。
【0025】上記の前段培養で得られた菌体を、以下の
組成を有する共重合体製造培地に、1リットルあたり4
gの割合で懸濁させた。この懸濁液50mを500ml
坂口フラスコに入れ、28℃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。
【0026】共重合体製造培地の組成(1リットル中)
Na2HPO4    4.4g KH2PO4      1.2g MgSO4       0.2g 4−ヒドロキシ酪酸ナトリウム  15.0gクエン酸
ナトリウムは、実施例1から4においてそれぞれ表1で
示した量(単位g/l)を使用し、以上の成分を脱イオ
ン水1リットルに溶解し、pH7.0に調整する。
【0027】次いで菌体処理として、得られた菌体を、
蒸留水で洗浄し、これを減圧乾燥して乾燥菌体を得た。
【0028】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、この抽出液を濃縮後大
量のヘキサンに滴下沈殿させ、この沈殿をろ取、乾燥し
て共重合体を分離し、目的のポリエステル共重合体を得
た。このようにして得られた共重合体の組成を1H−N
MRスペクトル(溶媒CDCl3)により決定した。 
実施例1から4の結果を表1に示す。Tg,結晶化温度
、TmはDSC測定により求めた(昇温速度10℃/m
in)。
【0029】
【表1】           クエン酸Na    乾燥菌体重
量    ポリマー量    組成比(モル%)  実
施例  (g/l)      (g/l)     
 (g/l)    3HB:4HB−−−−−−−−
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−  1          1.0       
   5.6        1.2        
30:70−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−−−−−−  2       
   5.0          5.4      
  1.1        19:81−−−−−−−
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−  3        15.0       
   5.3        0.7        
17:83−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−−−−−−  4       
 30.0          4.3       
 0.1          6:94−−−−−−−
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−  比較例          0      
    5.7        1.2       
 54:46−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−−−−−−−
【0030】実施例
2で得られた共重合体は、Tg:−41.9℃、結晶化
温度:9.4℃、Tm:52.4℃、GPCによる重量
平均分子量:645000であった。
【0031】
【発明の効果】以上の実施例から分かるように本発明の
製造方法によれば、3HB成分に対する4HB成分を6
0モル%以上含有するポリエステル共重合体を収率よく
容易に製造する事が出来る。
【0032】さらに本発明で得られた4HB含有量の多
いポリエステル共重合体は、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などの医療材料の原
料として極めて好適であり、また除放システムおよび環
境問題に即した合成プラスチック代替等の多方面への応
用が期待される。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  ポリー3ーヒドロキシブチレートを生
    産する能力を有する微生物を基質の存在下に培養して、
    3ーヒドロキシブチレート単位と4ーヒドロキシブチレ
    ート単位を有するポリエステル共重合体を製造するに際
    して、該培養をクエン酸および/またはクエン酸塩の存
    在下に行なうことを特徴とするポリエステル共重合体の
    製造方法。
JP3122738A 1991-04-24 1991-04-24 ポリエステル共重合体の製造方法 Pending JPH04325094A (ja)

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JP3122738A JPH04325094A (ja) 1991-04-24 1991-04-24 ポリエステル共重合体の製造方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1113033A3 (en) * 1999-12-27 2002-10-16 Canon Kabushiki Kaisha Polyhydroxyalkanoate, method for production thereof and microorganisms for use in the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1113033A3 (en) * 1999-12-27 2002-10-16 Canon Kabushiki Kaisha Polyhydroxyalkanoate, method for production thereof and microorganisms for use in the same

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