JP2004238592A - 側鎖にビニルフェニル構造を含んでなるユニットを分子中に含む新規なポリヒドロキシアルカノエート共重合体及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸と、末端にフェニル構造、チエニル構造、シクロヘキシル構造のいずれかの環構造を含んでなる基が置換してなるω−置換アルカン酸と原料として、対応する3−ヒドロキシ−ω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸ユニットと3−ヒドロキシ−ω−置換アルカン酸ユニットを含むPHA共重合体を、該PHA産生能を有する微生物を利用して、あるいは対応するPHAの所定部位を酸化して所望の構成を有するPHAを生産する。
【選択図】 なし
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規なユニットを含むポリヒドロキシアルカノエート共重合体と、微生物を利用するその製造方法に関する。
【0002】
【背景技術】
これまで、多くの微生物が、ポリ−3−ヒドロキシ酪酸(PHB)あるいはその他のPHAを生産し、その菌体内に蓄積することが報告されている(非特許文献1参照)。これらPHAなどの微生物が産生するポリマーは、従来のプラスチックと同様に、溶融加工等により各種製品の生産に利用することができる。さらに、微生物が産生するポリマー、例えば、PHAなどは、生分解性を有しており、自然界の微生物により完全分解されるという利点を有している。従って、例えば、微生物が産生するPHAは、廃棄した際、従来の多くの合成高分子化合物のように自然環境にそのまま残留し、汚染を引き起こす要因となることがない。また、微生物が産生するPHAは、一般に生体適合性にも優れており、医療用軟質部材等としての応用も期待されている。
【0003】
この微生物産生PHAは、その生産に用いる微生物の種類、ならびに、培地組成、培養条件等により、様々な組成や構造のものとなり得ることも知られている。これまで、主にPHAの物性の改良という観点から、微生物産生PHAの組成や構造の制御を試みる研究がなされてきた。
【0004】
微生物産生PHAの組成や構造の制御を目的とする研究の一つとして、近年、ユニット中に芳香環を有するPHAを微生物に生産させる研究が盛んになされている。
【0005】
非特許文献2及び3には、5−フェニル吉草酸を基質として、シュードモナスオレオボランス (Pseudomonas oleovorans)が3−ヒドロキシ−5−フェニル吉草酸をユニットとして含むPHAを生産することが報告されている。非特許文献4には、5−(p−トリル)吉草酸を基質として、シュードモナス オレオボランス (Pseudomonas oleovorans)が3−ヒドロキシ−5−(p−トリル)吉草酸ユニットを含むPHAを生産することが報告されている。また、非特許文献5には、5−(2,4−ジニトロフェニル)吉草酸を基質として、シュードモナス オレオボランス (Pseudomonas oleovorans)が3−ヒドロキシ−5−(2,4−ジニトロフェニル)吉草酸ユニット、及び3−ヒドロキシ−5−(p−ニトロフェニル)吉草酸ユニットを含むPHAを生産することが報告されている。更に、非特許文献6には、11−フェノキシウンデカン酸を基質として、シュードモナスオレオボランス (Pseudomonas oleovorans)が3−ヒドロキシ−5−フェノキシ吉草酸ユニットと3−ヒドロキシ−9−フェノキシノナン酸ユニットを含むPHAコポリマーを生産することが報告されている。
【0006】
特許文献1には、3−ヒドロキシ−5−(モノフルオロフェノキシ)ペンタノエート(3H5(MFP)P)ユニット、あるいは3−ヒドロキシ−5−(ジフルオロフェノキシ)ペンタノエート(3H5(DFP)P)ユニットからなるホモポリマー;少なくとも、3H5(MFP)Pユニットあるいは3H5(DFP)Pユニットを含有するコポリマー;これらのポリマーの産生能を有するシュードモナス・プチダ;シュードモナス属を用いた、前記のポリマーの製造法に関する発明が開示されている。加えて、その発明の効果として、置換基を有する長鎖脂肪酸を資化して、側鎖末端に、1から2個のフッ素原子が置換したフェノキシ基を置換してなるユニットを含有するポリマーを合成することができ、また、かかるポリマーは、融点が高い上、良い加工性を保持しつつ、加えて、立体規則性、撥水性を与えることができる点を記載している。
【0007】
かかる構成ユニット中に、芳香環上にフッ素置換を有するフッ素置換芳香環基を有しているPHA以外に、構成ユニット中に、芳香環上にシアノ基やニトロ基置換がなされた置換芳香環基を有しているPHAの研究もなされている。
【0008】
非特許文献7及び8には、シュードモナス オレオボランス (Pseudomonas oleovorans)ATCC29347株及びシュードモナス プチダ(Pseudomonas putida)KT2442株を用いて、オクタン酸と6−(p−シアノフェノキシ)ヘキサン酸あるいは6−(p−ニトロフェノキシ)ヘキサン酸を基質として、3−ヒドロキシ−6−(p−シアノフェノキシ)ヘキサン酸あるいは3−ヒドロキシ−6−(p−ニトロフェノキシ)ヘキサン酸をモノマーユニットとして含むPHAの生産がそれぞれ報告されている。
【0009】
これら環上に置換基を持つ芳香環を有するユニットを含むPHAは、ガラス転移温度が高く、加工性も良いという、芳香環に由来するポリマー性状を維持しつつ、芳香環上に存在している置換基に由来する新たな機能も付与された、多機能のPHAとなる。
【0010】
また、その一方で、側鎖上にビニル基を有する構成ユニットを含んでなるPHAを基に、生産ポリマーに対して、前記ビニル基を利用する化学変換により任意の官能基をポリマー側鎖に導入し、多機能のPHAを得ることを目的とした研究も盛んに行われている。
【0011】
非特許文献9には、シュードモナス オレオボランス (Pseudomonas oleovorans)を用いて、側鎖にビニル基を有するポリエステルを生産し、ポリエステル分子内のビニル基を酸化することにより、水酸基を側鎖に有するポリエステルを生産したことが報告されている。
【0012】
同じく、非特許文献10には、シュードモナス オレオボランス (Pseudomonasoleovorans)を用いて、側鎖にビニル基を有するポリエステルを生産し、ビニル基をエポキシ化することにより、エポキシ基を側鎖に有するポリエステルを生産したことが報告されている。
【0013】
更に、非特許文献11には、同様の方法で得られたエポキシ基を側鎖に有するポリマーを、ヘキサメチレンジアミンとともに加熱することで架橋反応を行い、その反応と、生成物についての解析が報告されている。
【0014】
また、非特許文献12には、ポリエステル側鎖のビニル基を利用し、ポリエステル分子内の架橋反応を行い、ポリエステルの物性を改良した研究に関する報告がなされている。
【0015】
以上に紹介した従来の研究からも示されるように、ビニル基は、不飽和炭化水素基であるがゆえに、付加反応などにおける反応性が高く、また、これに対して様々な官能基の導入や化学的変換を施すことが可能である。さらには、側鎖のビニル基は、ポリマーの架橋反応の足がかり、架橋点ともなりうる。従って、PHAを構成するユニット内にビニル基を有することは、ポリマーの機能材料としての応用を考える上で、非常に有用であると言うことができる。
【0016】
【特許文献1】
特許第2989175号明細書
【特許文献2】
特開昭59−190945号公報
【非特許文献1】
生分解性プラスチックハンドブック」、生分解性プラスチック研究会編、(株)エヌ・ティー・エス,P178−197(1995)
【非特許文献2】
Makromol. Chem., 191, 1957−1965(1990)
【非特許文献3】
Macromolecules, 24, 5256−5260 (1991)
【非特許文献4】
Macromolecules, 29, 1762−1766 (1996)
【非特許文献5】
Macromolecules, 32, 2889−2895 (1999)
【非特許文献6】
Macromol. Chem. Phys., 195, 1665−1672 (1994)
【非特許文献7】
Can. J. Microbiol., 41, 32−43 (1995)
【非特許文献8】
Polymer International, 39, 205−213 (1996)
【非特許文献9】
Polymer, 41, 1703−1709 (2000)
【非特許文献10】
Macromolecules, 31, 1480−1486 (1998)
【非特許文献11】
Polymer, 40,3787−3793 (1999)
【非特許文献12】
Polymer, 35, 2090−2097 (1994)
【非特許文献13】
J.Chem.Soc.,Perkin.Trans.1,806(1973)
【非特許文献14】
Org.Synth.,4,698(1963)
【非特許文献15】
J.Org.Chem.,46,19(1981)
【非特許文献16】
J.Am.Chem.Soc.,81,4273(1959)
【非特許文献17】
Macromolecular chemistry, 4,289−293(2001)
なお、特許文献2及び非特許文献13〜17の内容については後述する。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
従来報告されている、これら側鎖上にビニル基を有する構成ユニットを含むポリヒドロキシアルカノエートでは、いずれも、かかる構成ユニットは、ポリヒドロキシアルカノエート骨格に直接結合した側鎖のアルキル鎖の先端にビニル基が置換する構造、例えば、3−ヒドロキシ−ω−ビニルアルカン酸型ユニットであった。しかしながら、末端にビニル基が置換するアルキル鎖のように、直鎖状の炭素鎖骨格を有する側鎖を有するポリヒドロキシアルカノエートは、一般的に、ガラス転移温度や融点はそれ程高くなく、溶融加工する上では、熱的性質は必ずしも好ましいものでなく、フィルムや加工品等としては、優れた性状を有している材料は必ずしも多くない。更に、従来報告されている、側鎖上にビニル基を有する構成ユニットを含むポリヒドロキシアルカノエート等は、付加的なユニットとして、側鎖に直鎖アルキル構造を有する3−ヒドロキシアルカン酸ユニットを一緒に含んでいる共重合体となっている場合が多く、この付加的な3−ヒドロキシアルカン酸ユニットの含有比率が、加工性を低下させる要因の一つとなっている。
【0018】
それに対して、既に述べたように、側鎖に芳香環を有する構成ユニットを含むポリヒドロキシアルカノエートは、この芳香環に起因して、一般的に、ガラス転移温度が高く、加工品としての性状が良好であるという特色を示す。
【0019】
すなわち、優れた加工性を有する、新たな機能性ポリマーを開発していく上では、側鎖に芳香環とビニル基とを併せ持つ構成ユニットを含むポリヒドロキシアルカノエートの利用が望まれる。更に、応用分野、用途の拡大をも考慮すると、側鎖に芳香環とビニル基とを有する構成ユニット以外に、ポリヒドロキシアルカノエートの熱的性質等の物性を制御し得る付加的な構成ユニットを同時に含んでいるポリヒドロキシアルカノエート共重合体の利用が望まれる。しかしながら、これまで、ポリヒドロキシアルカノエートにおいて、芳香環とビニル基とを有する構成ユニットに加えて、熱的性質等の物性を制御し得る付加的な構成ユニットをも同一分子中に含んでいるポリヒドロキシアルカノエート共重合体の報告はなされていない。
【0020】
本発明は前記の課題を解決するもので、側鎖上に芳香環とビニル基とを有する構成ユニットと、共重合体の熱的性質等の物性を制御し得る別種の構成ユニットを付加的な構成ユニットとして同一分子中に含んでなる新規なポリヒドロキシアルカノエート共重合体、ならびにかかる共重合体の製造方法を提供することにある。
【0021】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を進めた結果、ポリヒドロキシアルカノエート共重合体中に含まれる構造ユニットとして、3−ヒドロキシ−ω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸ユニットを採用すると、その4−ビニルフェニル基のベンゼン環に起因して、ガラス転移温度が高く、加工品としての性状が良好である共重合体とすることができ、これに加えて、フェニル構造、チエニル構造、シクロヘキシル構造のいずれかの環構造を含んでなる基を側鎖末端に置換してなる、3−ヒドロキシ−ω−置換アルカン酸ユニットをも含有する共重合体とすることにより、得られる共重合体の熱的性質等の物性を制御し得ることを見出した。また、4−ビニルフェニル基として存在する、ビニル基は、様々な官能基の導入や化学的変換を施す際、ならびにポリマーの架橋反応を行う際、これらの反応性に富む原子団として利用可能であることをも見出した。加えて、本発明者らは、(4−ビニルフェニル)アルカン酸を基質として、対応する3−ヒドロキシ−ω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸ユニットへ、同時に、フェニル構造、チエニル構造、シクロヘキシル構造のいずれかの環構造を含んでなる基を末端に置換してなる、ω−置換アルカン酸を基質として、対応する3−ヒドロキシ−ω−置換アルカン酸ユニットへとそれぞれ変換し、両ユニットを同一分子中に含んでなる共重合体を、該PHA産生能を有する微生物に生産させることが可能であることを確認し、これら一連の知見に基づき、本発明を完成するに至った。
【0022】
すなわち、本発明にかかるポリヒドロキシアルカノエート共重合体は、
一般式(1):
【0023】
【化44】
(式中、nは、0〜7の整数を表す。)
で示される3−ヒドロキシ−ω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸ユニット(但し、該ユニットが複数ある場合のnは各ユニットで独立して前記の意味を表す。)と、
一般式(2):
【0024】
【化45】
(mは1〜8の整数であり、R1はフェニル構造或いはチエニル構造のいずれかの環構造を有する残基を含む基である。)
で示される3−ヒドロキシ−ω−置換アルカン酸ユニット及び
一般式(3):
【0025】
【化46】
(式中、R2はシクロヘキシル基への置換基を、R2は、H原子、CN基、NO2基、ハロゲン原子、CH3基、C2H5基、C3H7基、CF3基、C2F5基またはC3F7基を、kは0〜8の整数をそれぞれ表す。)
で示される3−ヒドロキシ−ω−シクロヘキシルアルカン酸ユニットからなる群から選択された少なくとも1つのユニット(但し、一般式(2)で表されるユニットが複数ある場合のm及びR1は各ユニットで独立して前記の意味を表し、一般式(3)で表れるユニットが複数ある場合のk及びR2は各ユニットで独立して前記の意味を表す。)と、
を同一分子中に含むことを特徴とするポリヒドロキシアルカノエート共重合体である。
【0026】
本発明にかかるヒドロキシアルカノエートの製造方法の一態様は、一般式(1):
【0027】
【化47】
(式中、nは、0〜7の整数を表す。)
で示される3−ヒドロキシ−ω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸ユニット(但し、該ユニットが複数ある場合のnは各ユニットで独立して前記の意味を表す。)と、
一般式(19):
【0028】
【化48】
(sは1〜8の整数であり、R19はフェニル構造或いはチエニル構造のいずれかの環構造を有する残基を含む基である。)
で示される3−ヒドロキシ−ω−置換アルカン酸ユニット及び
一般式(3):
【0029】
【化49】
(式中、R2はシクロヘキシル基への置換基を、R2は、H原子、CN基、NO2基、ハロゲン原子、CH3基、C2H5基、C3H7基、CF3基、C2F5基またはC3F7基を、kは0〜8の整数をそれぞれ表す。)
で示される3−ヒドロキシ−ω−シクロヘキシルアルカン酸ユニットからなる群から選択された少なくとも一つのユニット((但し、一般式(2)で表されるユニットが複数ある場合のm及びR1は各ユニットで独立して前記の意味を表し、一般式(3)で表れるユニットが複数ある場合のk及びR2は各ユニットで独立して前記の意味を表す。)と、
を同一分子中に含むことを特徴とするポリヒドロキシアルカノエート共重合体の製造方法であって、
(A)下記一般式(16):
【0030】
【化50】
(式中、pは0〜7の整数である。)
で示されるω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸の少なくとも1種と、
(B)一般式(17):
【0031】
【化51】
(qは1〜8の整数を表し、R17はフェニル構造或いはチエニル構造のいずれかの環構造を有する残基を含んでいる基を表す。)
で示されるω−置換アルカン酸及び
一般式(18):
【0032】
【化52】
(式中、R18は、H原子、CN基、NO2基、ハロゲン原子、CH3基、C2H5基、C3H7基、CF3基、C2F5基またはC3F7基を表し、rは0〜8の整数である。)
で示されるω−シクロヘキシルアルカン酸;
からなる群から選択された少なくとも1種からなる成分(B)と、
を含む原料に、該原料から前記ポリヒドロキシアルカノエート共重合体を合成し得る微生物を作用させて該微生物に前記ポリヒドロキシアルカノエートを合成させる工程を有することを特徴とするポリヒドロキシアルカノエートの製造方法である。
【0033】
本発明のポリヒドロキシアルカノエートの製造方法の他の態様は、一般式(1):
【0034】
【化53】
(式中、nは、0〜7の整数を表す。)
で示される3−ヒドロキシ−ω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸ユニット(但し、一般式(1)で表されるユニットが複数ある場合のnは各ユニットで独立して前記の意味を表す。)
の少なくとも1種と、
一般式(2):
【0035】
【化54】
(mは1〜8の整数であり、R1はフェニル構造或いはチエニル構造のいずれかの環構造を有する残基を含む基である。)
で示される3−ヒドロキシ−ω−置換アルカン酸ユニット及び
一般式(3):
【0036】
【化55】
(式中、R2はシクロヘキシル基への置換基を、R2は、H原子、CN基、NO2基、ハロゲン原子、CH3基、C2H5基、C3H7基、CF3基、C2F5基またはC3F7基を、kは0〜8の整数をそれぞれ表す。)
で示される3−ヒドロキシ−ω−シクロヘキシルアルカン酸ユニットからなる群から選択された少なくとも1つのユニット(但し、一般式(2)で表されるユニットが複数ある場合のm及びR1は各ユニットで独立して前記の意味を表し、一般式(3)で表れるユニットが複数ある場合のk及びR2は各ユニットで独立して前記の意味を表す。)と、を同一分子中に含み、
前記R1が、下記一般式(4’)で示される置換フェニル基、(12)で示される無置換または置換フェニルスルフィニル基及び(13)で示される無置換または置換フェニルスルホニル基:
【0037】
【化56】
(式中、R3’は、COOR4(R4はH原子、Na原子またはK原子を表す)を表す。);
【0038】
【化57】
(式中、R13は、H原子、ハロゲン原子、CN基、NO2基、COOR14、SO2R15(R14はH、Na、K、CH3またはC2H5を、R15はOH、ONa、OK、ハロゲン原子、OCH3またはOC2H5をそれぞれ表す)、CH3基、C2H5基、C3H7基、(CH3)2−CH基または(CH3)3−C基を表す。);
【0039】
【化58】
(式中、R16は、H原子、ハロゲン原子、CN基、NO2基、COOR17、SO2R18(R17はH、Na、K、CH3またはC2H5を、R18はOH、ONa、OK、ハロゲン原子、OCH3またはOC2H5をそれぞれ表す)、CH3基、C2H5基、C3H7基、(CH3)2−CH基または(CH3)3−C基を表す。)
で示される無置換または置換フェニルスルホニル基;
からなる群から選択された基を含むこともあるポリヒドロキシアルカノエートの製造方法であって、
(a) 一般式(1):
【0040】
【化59】
(式中、nは、0〜7の整数を表す。)
で示される3−ヒドロキシ−ω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸ユニットの2以上(但し、nは各ユニットで独立して前記の意味を表す。)と、
一般式(19):
【0041】
【化60】
(sは1〜8の整数であり、R19はフェニル構造或いはチエニル構造のいずれかの環構造を有する残基を含む基である。)
で示される3−ヒドロキシ−ω−置換アルカン酸ユニット及び
一般式(3):
【0042】
【化61】
(式中、R2はシクロヘキシル基への置換基を、R2は、H原子、CN基、NO2基、ハロゲン原子、CH3基、C2H5基、C3H7基、CF3基、C2F5基またはC3F7基を、kは0〜8の整数をそれぞれ表す。)
で示される3−ヒドロキシ−ω−シクロヘキシルアルカン酸ユニットからなる群から選択された少なくとも1つのユニット((但し、一般式(2)で表されるユニットが複数ある場合のm及びR1は各ユニットで独立して前記の意味を表し、一般式(3)で表れるユニットが複数ある場合のk及びR2は各ユニットで独立して前記の意味を表す。)と、
を同一分子中に含むポリヒドロキシアルカノエート共重合体からなる原料に対して、該原料の前記一般式(1)で示される基のフェニル基の有するビニル基の一部を酸化して前記一般式(4’)で表される基を前記R1として形成する工程;及び
(b)一般式(1):
【0043】
【化62】
(式中、nは、0〜7の整数を表す。)
で示される3−ヒドロキシ−ω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸ユニット(但し、一般式(1)で表されるユニットが複数ある場合のnは各ユニットで独立して前記の意味を表す。)と、
一般式(2):
【0044】
【化63】
[mは1〜8の整数であり、R1は一般式(7):
【0045】
【化64】
(式中、R7は、H原子、ハロゲン原子、CN基、NO2基、COOR8、SO2R9(R8はH、Na、K、CH3またはC2H5を表し、R9はOH、ONa、OK、ハロゲン原子、OCH3またはOC2H5を表す。)、CH3基、C2H5基、C3H7基、(CH3)2−CH基または(CH3)3−C基を表す。)
で示される無置換または置換フェニルスルファニル基を表す。]
で示される3−ヒドロキシ−ω−置換アルカン酸ユニット及び
一般式(3):
【0046】
【化65】
(式中、R2はシクロヘキシル基への置換基を、R2は、H原子、CN基、NO2基、ハロゲン原子、CH3基、C2H5基、C3H7基、CF3基、C2F5基またはC3F7基を、kは0〜8の整数をそれぞれ表す。)
で示される3−ヒドロキシ−ω−シクロヘキシルアルカン酸ユニットからなる群から選択された少なくとも1つのユニット(但し、一般式(2)で表されるユニットが複数ある場合のm及びR1は各ユニットで独立して前記の意味を表し、一般式(3)で表れるユニットが複数ある場合のk及びR2は各ユニットで独立して前記の意味を表す。)と、を同一分子中に含むポリヒドロキシアルカノエート共重合体を原料とし、該原料の前記一般式(7)で示される置換基の−S−を選択的に酸化することで前記一般式(12)で示される基または前記一般式(13)で示される基に変換する工程、
のいずれか一方の工程を有することを特徴とするポリヒドロキシアルカノエートの製造方法とすることもできる。
【0047】
すなわち、本発明にかかるポリヒドロキシアルカノエート共重合体は上記一般式(1)で示されるで示される3−ヒドロキシ−ω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸ユニットの少なくとも1種からなるユニット成分(i)と、上記一般式(2)で示される3−ヒドロキシ−ω−置換アルカン酸ユニット及び上記一般式(3)で示される3−ヒドロキシ−ω−シクロヘキシルアルカン酸ユニットからなる群から選択された少なくとも1種からなるユニット成分(ii)とを同一分子中に有するものである。すなわち、本発明にかかるポリヒドロキシアルカノエート共重合体は、ユニット成分(i)としての上記一般式(1)で示されるで示される3−ヒドロキシ−ω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸ユニットのユニットの少なくとも1つと、ユニット成分(ii)としての、上記一般式(2)で示される3−ヒドロキシ−ω−置換アルカン酸ユニット及び上記一般式(3)で示される3−ヒドロキシ−ω−シクロヘキシルアルカン酸ユニットからなる群から選択されたユニットの1つ以上を、同一分子中に有するものである。なお、ユニット成分(i)としてのユニットが複数ある場合に複数のユニットは同一でも異なるものが含まれていてもよい。また、ユニット成分(ii)としてのユニットが複数ある場合にも複数のユニットは同一でも異なるものが含まれていてもよい。
【0048】
上記一般式(2)におけるR1としては、
一般式(4):
【0049】
【化66】
(式中、R3は、H原子、ハロゲン原子、CN基、NO2基、CH3基、C2H5基、C3H7基、COOR4(R4はH原子、Na原子またはK原子を表す)、CF3基、C2F5基またはC3F7基を表す。)
で示される無置換または置換フェニル基;
一般式(5):
【0050】
【化67】
(式中、R5は、H原子、ハロゲン原子、CN基、NO2基、CH3基、C2H5基、C3H7基、SCH3基、CF3基、C2F5基またはC3F7基を表す。)
で示される無置換または置換フェノキシ基;
一般式(6):
【0051】
【化68】
(式中、R6は、H原子、ハロゲン原子、CN基、NO2基、CH3基、C2H5基、C3H7基、CF3基、C2F5基またはC3F7基を表す。)
で示される無置換または置換ベンゾイル基;
一般式(7):
【0052】
【化69】
(式中、R7は、H原子、ハロゲン原子、CN基、NO2基、COOR8、SO2R9(R8はH、Na、K、CH3またはC2H5を、R9はOH、ONa、OK、ハロゲン原子、OCH3またはOC2H5をそれぞれ表す)、CH3基、C2H5基、C3H7基、(CH3)2−CH基または(CH3)3−C基を表す。
で示される無置換または置換フェニルスルファニル基;
一般式(8):
【0053】
【化70】
(式中、R10は、H原子、ハロゲン原子、CN基、NO2基、COOR11、SO2R12(R11はH、Na、K、CH3またはC2H5を、R12はOH、ONa、OK、ハロゲン原子、OCH3またはOC2H5をそれぞれ表す)、CH3基、C2H5基、C3H7基、(CH3)2−CH基または(CH3)3−C基を表す。)
で示される無置換または置換(フェニルメチル)スルファニル基;
式(9):
【0054】
【化71】
で示される2−チエニル基;
式(10):
【0055】
【化72】
で示される2−チエニルスルファニル基;
式(11):
【0056】
【化73】
で示される2−チエニルカルボニル基;
一般式(12):
【0057】
【化74】
(式中、R13は、H原子、ハロゲン原子、CN基、NO2基、COOR14、SO2R15(R14はH、Na、K、CH3またはC2H5を、R15はOH、ONa、OK、ハロゲン原子、OCH3またはOC2H5をそれぞれ表す)、CH3基、C2H5基、C3H7基、(CH3)2−CH基または(CH3)3−C基を表す。)
で示される無置換または置換フェニルスルフィニル基;
一般式(13):
【0058】
【化75】
(式中、R16は、H原子、ハロゲン原子、CN基、NO2基、COOR17、SO2R18(R17はH、Na、K、CH3またはC2H5を、R18はOH、ONa、OK、ハロゲン原子、OCH3またはOC2H5をそれぞれ表す)、CH3基、C2H5基、C3H7基、(CH3)2−CH基または(CH3)3−C基を表す。
で示される無置換または置換フェニルスルホニル基;及び
式(14):
【0059】
【化76】
で示される(フェニルメチル)オキシ基;
からなる群より選択される基であることが好ましい。
【0060】
また、本発明の共重合体において、前記一般式(1)で示される3−ヒドロキシ−ω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸ユニットは、下記式(15):
【0061】
【化77】
で示される3−ヒドロキシ−ω−(4−ビニルフェニル)吉草酸ユニットである共重合体とすることが好ましい。さらには、本発明の共重合体のうちでも、前記ポリヒドロキシアルカノエート共重合体の数平均分子量が、2,000〜1,000,000の範囲に選択される共重合体は、より好ましい共重合体である。
【0062】
また、先に記載した本発明にかかるポリヒドロキシアルカノエート共重合体の微生物を利用した製造方法における一般式(17)及び(19)におけるR19としては、
一般式(20):
【0063】
【化78】
(式中、R20は、H原子、ハロゲン原子、CN基、NO2基、CH3基、C2H5基、C3H7基、CF3基、C2F5基またはC3F7基を表す。)
で示される無置換または置換フェニル基;上記一般式(5)で示される無置換または置換フェノキシ基;上記一般式(6)で示される無置換または置換ベンゾイル基;上記一般式(7)で示される無置換または置換フェニルスルファニル基;上記一般式(8)で示される無置換または置換(フェニルメチル)スルファニル基;上記式(9)で示される2−チエニル基;上記式(10)で示される2−チエニルスルファニル基;上記式(11)で示される2−チエニルカルボニル基;及び上記式(14)で示される(フェニルメチル)オキシ基;からなる群より選択される基であることが好ましい。
【0064】
上記の微生物を用いる製造方法においては、微生物を、モノマー成分からなる原料を含む培地で培養することにより微生物に前記ポリヒドロキシアルカノエート共重合体を合成させる方法を公的に利用することができる。
【0065】
更に、上記の一般式(1)で示されるユニット中のフェニル基に置換されたビニル基の酸化、及び/または上記一般式(7)で示される置換基におけるスルファニル基(−S−)の酸化を利用して所望の構成のポリヒドロキシアルカノエート共重合体の製造における酸化剤としては、前記工程(a)及び(b)において個々に、過マンガン酸塩、重クロム酸塩、過ヨウ素酸塩、過酸化水素、過炭酸ナトリウム、メタクロロ過安息香酸、過蟻酸及び過酢酸からなる群より選択される一つ以上の酸化剤を用いて行うことができる。
【0066】
本発明によれば、ポリヒドロキシアルカノエート共重合体を構成するユニットとして側鎖にフェニル基を有するものを所望の分子設計に応じて組み込むことができ、ポリヒドロキシアルカノエート共重合体の用途の大幅な拡大を図ることが可能となる。例えば、生分解性を示し、生適合性があり、かつ加工性が確保された新規材料の提供などが可能となる。
【0067】
【発明の実施の形態】
本発明にかかるポリヒドロキシアルカノエート共重合体は、側鎖上に芳香環とビニル基とを有する構成ユニットとして、側鎖末端に4−ビニルフェニル基を置換基として有する、前記一般式(1)で示される3−ヒドロキシ−ω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸ユニットに加えて、得られるポリヒドロキシアルカノエート共重合体の熱的性質等の物性を制御し得る別種の構成ユニットとして、前記一般式(2)あるいは一般式(3)で示される、側鎖末端にフェニル構造、チエニル構造、シクロヘキシル構造のいずれかの環構造を含んでなる基が置換してなる3−ヒドロキシ−ω−置換アルカン酸ユニットを同一分子中に含んでいる。この末端における環構造を有する二種の構成ユニットの存在は、得られる共重合体を、例えば、芳香環に起因する、一般的に、ガラス転移温度が高く、加工品としての性状が良好であるという特色を保持しつつ、ビニル基に由来する各種の反応性をも示すものとしている。従って、一般式(1)で示される3−ヒドロキシ−ω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸ユニットの少なくとも1種からなるユニット成分(i)と、一般式(2)及び一般式(3)で示される3−ヒドロキシ−ω−置換アルカン酸ユニットの少なくとも1種からなるユニット成分(ii)との含有比率は、得られる共重合体に求められる特性、すなわち、ガラス転移温度が高く、加工品としての性状が良好であるという特色に加えて、ビニル基に由来する各種の反応性をどの程度付与するかの選択に応じて、適宜選択するこができる。加えて、これら環構造を有する二種の構成ユニットを主な成分としつつ、環構造をその側鎖上に有していない3−ヒドロキシ−アルカン酸ユニット等のそれ以外の構成ユニットを副次的に含有することもできる。例えば、これらのユニット成分(i)とユニット成分(ii)との比は、求める特性により任意の割合とすることができる。更に、本発明にかかるポリヒドロキシアルカノエート共重合体には、そのユニットとして、炭素数4から12までの直鎖型3−ヒドロキシアルカン酸ユニットが含まれる場合があるが、その場合の当該ユニットの割合は10ユニット%以下であることがより好ましい。
【0068】
上述したとおり、本発明にかかるポリヒドロキシアルカノエート共重合体では、一般式(1)で示される3−ヒドロキシ−ω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸ユニットとして、その側鎖の炭素鎖長(nの数)が単一であっても、また、複数の炭素鎖長を有するものを含有するものであってもよい。同様に、一般式(2)あるいは一般式(3)で示される3−ヒドロキシ−ω−置換アルカン酸ユニットとして、その側鎖の炭素鎖長(m及びkの数)が単一であっても、また、複数の炭素鎖長を有するものを含有するものであってもよい。さらに、一般式(2)あるいは一般式(3)で示される3−ヒドロキシ−ω−置換アルカン酸ユニットとして、その末端の置換するフェニル構造、チエニル構造、シクロヘキシル構造のいずれかの環構造を含んでなる基を、単一種とすることのほか、例えば、フェニル構造を有する複数の基を有するもの、さらには、フェニル構造、チエニル構造、シクロヘキシル構のうちから、複数の環構造を含んでなる基を有するものを同時に含有するものともできる。
【0069】
さらに、本発明にかかるポリヒドロキシアルカノエート共重合体は、微生物を利用して、対応する基質である、一般式(16)で示されるω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸の少なくとも1種からなるモノマー成分(A)と、一般式(17)及び一般式(18)で示されるω−置換アルカン酸化合物の少なくとも1種からなるモノマー成分(B)から、それぞれの構成ユニットを生産させ、共重合体となった、微生物生産ポリヒドロキシアルカノエート共重合体として入手できる。かかる微生物による各構成ユニットの生産過程においては、対応する基質である、一般式(16)で示されるω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸、ならびに一般式(17)または一般式(18)で示されるω−置換アルカン酸化合物に対して、そのアルカン酸部分の炭素数が同じ、3−ヒドロキシ−ω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸ユニットならびに3−ヒドロキシ−ω−置換アルカン酸ユニットのみでなく、その側鎖の炭素鎖長が、2炭素長ずつ短縮されたユニットも生産されることもある。従って、これら付随的に生産される関連する構成ユニットを含有する共重合体も、包含するものである。なお、これら微生物によって生産される、本発明にかかるポリヒドロキシアルカノエート共重合体は、各構成ユニットの3位炭素は、不斉炭素原子であり、それに伴い、光学活性体として、生産される。具体的には、微生物によって生産される、本発明にかかるポリヒドロキシアルカノエート共重合体は、各構成ユニットの3位炭素における絶対配置は、何れもR体の配置を有するものとなる。この微生物によって生産される、本発明にかかるポリヒドロキシアルカノエート共重合体は、かかる絶対配置に由来して、生分解性を示すものとなり、その利点は、かかる新規材料の生適合性に加えて、その利用範囲を広いものとしている。
【0070】
本発明のポリヒドロキシアルカノエート共重合体の製造方法は、微生物を利用して、上記モノマー成分(A)及び(B)を原料として目的とする共重合体を生産するが、その生産は、通常、かかる原料化合物を培地に添加して、その培地において、利用する微生物を培養することで行うことが好ましい。この本発明のポリヒドロキシアルカノエート共重合体の製造工程における微生物の培養条件の詳細は、以下のとおりである。
【0071】
微生物の培養に供する培地は、リン酸緩衝液及びアンモニウム塩或いは硝酸塩を基本とした無機塩培地に、以下に示すように種々の必要基質及び栄養素を加える。
【0072】
目的とするポリヒドロキシアルカノエートを生産するための基質、すなわち、上記モノマー成分(A)及び(B)からなる原料の培地中での含有比率は、培地あたりそれぞれ0.01%〜1%(w/v)の範囲、より好ましくは0.02%〜0.2%(w/v)の範囲に選択することが望ましい。
【0073】
微生物増殖のための炭素源、ならびに、ポリヒドロキシアルカノエート生産のためのエネルギー供給源として、培地に添加される上記の共存基質の濃度は、通常、培地あたり0.1%〜5%(w/v)の範囲、より好ましくは、0.2%〜2%(w/v)の範囲に選択することが望ましい。すなわち、上述する共存基質として利用される物質として、ペプチド類、酵母エキス、有機酸及びその塩、アミノ酸及びその塩、糖類、並びに炭素数4〜12の直鎖アルカン酸及びその塩から選択された少なくとも1種を培地に添加することができる。その際、これらを合計して、前記の合計濃度となる範囲で添加することが望ましい。
【0074】
例えば、培地中に含有される前記ペプチド類として、ポリペプトンを好適に用いることができる。また、培地は、酵母エキスをも含む培地であることも好ましい。有機酸及びその塩としては、ピルビン酸、オキサロ酢酸、クエン酸、イソクエン酸、ケトグルタル酸、コハク酸、フマル酸、リンゴ酸、乳酸、ならびにこれら有機酸の塩からなる群より選択される少なくとも1種以上の有機酸またはその塩を好適に用いることができる。アミノ酸及びその塩としては、たとえば、グルタミン酸、アシパラギン酸、ならびにこれらアミノ酸の塩からなる群より選択される少なくとも1種以上のアミノ酸またはその塩を好適に用いることができる。糖類としては、例えば、グリセロアルデヒド、エリトロース、アラビノース、キシロース、グルコース、ガラクトース、マンノース、フルクトース、グリセロール、エリトリトール、キシリトール、グルコン酸、グルクロン酸、ガラクツロン酸、マルトース、スクロース、ラクトースからなる群より選択される少なくとも1種以上の糖類を好適に用いることができる。更に、炭素数4〜12の直鎖アルカン酸またはその塩をも含む培地を用いることもできる。
【0075】
本発明の製造方法において、微細物の培養工程で用いる培地としては、リン酸塩ならびにアンモニウム塩または硝酸塩等の窒素源を含む無機塩培地ならは、いかなる培地を利用することもできるが、微細物にPHAを生産する過程では、培地中の窒素源濃度を調節することで、PHAの生産性を向上せしめることも可能である。
【0076】
培養温度は、利用する微生物菌株が良好に増殖可能な温度であれば良く、通常、15℃〜37℃の範囲、より好ましくは、20℃〜30℃の範囲程度に選択することが適当である。
【0077】
培養は、液体培養、固体培養等該微生物が増殖し、PHAを生産する培養方法ならば、いかなる培養方法でも用いることができる。さらに、バッチ培養、フェドバッチ培養、半連続培養、連続培養等の種類も問わない。液体バッチ培養の形態としては、振とうフラスコ中で、振とうしつつ酸素を供給する方法、ジャーファーメンターによる攪拌通気方式の酸素供給方法がある。
【0078】
微生物にPHAを生産・蓄積せしめる手法としては、上に示した方法の他に、一旦十分に菌体を増殖させた後に、塩化アンモニウムのような窒素源を制限した培地へ菌体を移し、目的とするユニットの基質となる化合物を加えた状態で、更に微生物の培養を行うことで、全体として、菌体当たりのPHAの生産性が向上する場合がある。
【0079】
更に本発明の製造方法は、上記のような条件下で前記微生物を培養し、前記微生物に目的とする共重合体を生産される工程に加えて、その後に、微生物の産生した前記一般式(1)で示す3−ヒドロキシ−ω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸ユニットおよび前記一般式(2)あるいは一般式(3)で示す3−ヒドロキシ−ω−置換アルカン酸ユニットを同時に分子中に含むポリヒドロキシアルカノエート共重合体を、培養された微生物細胞から回収する工程を設けることが好ましい。
【0080】
本発明のポリヒドロキシアルカノエート共重合体は、通常、かかるPHA産生能を有する微生物の菌体内に蓄積される。この微生物細胞から目的のPHAを回収する方法としては、通常行なわれている方法を適用することができる。例えば、クロロホルム、ジクロロメタン、アセトンなどの有機溶媒による抽出が最も簡便ではある。前記の溶媒以外に、ジオキサン、テトラヒドロフラン、アセトニトリルが用いられる場合もある。また、有機溶媒の使用が望ましくない作業環境中では、溶媒抽出法に代えて、SDS等の界面活性剤による処理、リゾチーム等の酵素による処理、次亜塩素酸塩、アンモニア、EDTA等の薬剤による処理、あるいは、超音波破砕法、ホモジナイザー法、圧力破砕法、ビーズ衝撃法、摩砕法、擂潰法、凍結融解法のいずれかの方法を用いて、微生物細胞を物理的に破砕した後、目的とするPHA以外の菌体成分を除去して、PHAを回収する方法を採用することもできる。
【0081】
本発明の共重合体の製造方法で用いる微生物は、基本的に、PHA産生能を有する微生物、すなわち、一般式(16)で示されるω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸を含む培地中で培養することにより、一般式(1)で示す3−ヒドロキシ−ω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸ユニットを含むPHA型のポリエステルを生産し得る微生物であれば、いかなる微生物であってもよい。更に、用いる原料モノマーの種類に応じたPHA共重合体生産能を有する微生物を選択して用いるのが好ましい。
【0082】
利用可能なPHA産生能を有する微生物の好適な一例としては、シュードモナス(Pseudomonas)属に属する微生物を挙げることができる。なかでも、PHA産生能を有するものの、フェニル基上に置換しているビニル基に対しては、それを酸化する、あるいは、エポキシ化するなどの酵素反応性を示さない菌株がより好ましいものである。
【0083】
より具体的には、シュードモナス(Pseudomonas)属に属する微生物のうちでも、本発明の製造方法で用いる前記微生物としてより好ましい種として、シュードモナス チコリアイ(Pseudomonas cichorii)、シュードモナス プチダ(Pseudomonas putida)、シュードモナス フルオレセンス(Pseudomonas fluorecense)、シュードモナス オレオボランス(Pseudomonas oleovorans)、シュードモナス アルギノーサ(Pseudomonas aeruginosa)、シュードモナス スツッツェリ(Pseudomonas stutzeri)、シュードモナス ジェッセニイ(Pseudomonas jessenii)を挙げることができる。
【0084】
更には、より好適な菌株として、例えば、シュードモナス チコリアイ YN2株(Pseudomonas cichorii YN2;FERM BP−7375)、シュードモナス チコリアイ H45株(Pseudomonas cichorii H45;FERM BP−7374)、シュードモナス・ジェッセニイ P161株(Pseudomonas jessenii P161;FERM BP−7376)、シュードモナス プチダ P91株(Pseudomonas putida P91;FERM BP−7373)を挙げることができる。これら4種の菌株は、独立行政法人 産業技術総合研究所 生命工学工業技術研究所 特許生物寄託センターに寄託されており、特開2001−288256号公報に記載されている微生物である。
【0085】
これらの微生物は、鎖の末端に、置換または未置換フェニル基、置換または未置換フェノキシ基、置換または未置換シクロヘキシル基の何れかの6員環原子団が置換されている、ω−置換−直鎖アルカン酸を原料として、対応するω−置換−3−ヒドロキシ−アルカン酸をモノマーユニットとして含むポリヒドロキシアルカノエートを生産する能力を有している。
【0086】
なお、本発明の製造方法において、微生物の培養、微生物によるPHAの生産と菌体への蓄積、並びに、菌体からのPHAの回収は、上記の方法に限定されるものではない。
【0087】
本発明の製造方法に利用可能な無機塩培地の一例として、後に述べる実施例において利用している無機塩培地(M9培地)の組成(培地1リットルあたり)を以下に示す。
【0088】
(M9培地の組成)
Na2HPO4 :6.3g
KH2PO4 :3.0g
NH4Cl :1.0g
NaCl :0.5g
残部:水(pH=7.0)
更には、良好な菌体の増殖、それに伴うPHAの生産性の向上を図るためには、前記M9培地などの無機塩培地に対して、必須な微量金属元素などの必須微量元素を適量添加することが必要であり、以下に組成を示す微量成分溶液を0.3%(v/v)程度添加することが極めて有効である。かかる微量成分溶液の添加は、微生物の増殖に際して使用される微量金属元素などを供給するものである。
【0089】
(微量成分溶液の組成;1リットルあたり)
ニトリロ 三酢酸:1.5g;MgSO4:3.0g;MnSO4:0.5g;NaCl:1.0g;FeSO4:0.1g;CaCl2:0.1g;CoCl2:0.1g;ZnSO4:0.1g;CuSO4:0.1g; AlK(SO4)2:0.1g;H3BO3:0.1g;Na2MoO4:0.1g;及びNiCl2:0.1g;残部水
化学式(4)で示す基において、ベンゼン環にカルボキシル基を有する基は、この一般式(1)で示されるユニットの側鎖末端にフェニル基に置換されたビニル基の二重結合部分を選択的に酸化開裂することで製造することができ、化学式(4)で示す基において、ベンゼン環にカルボキシル基を有する基を含むポリヒドロキシアルカノエート共重合体が得られる。その際、反応条件を選択することにより一般式(1)で示されるユニットのビニル基の全てが酸化されないようにして、必須ユニット成分である一般式(1)で表されるユニットを残存させることができる。
【0090】
このような酸化反応は酸化剤を用いて行うことができ、酸化剤としては、例えば、過マンガン酸塩、重クロム酸塩、過ヨウ素酸塩、過酸化水素、過炭酸ナトリウム、メタクロロ過安息香酸、オゾン、過蟻酸及び過酢酸を挙げることができる。
【0091】
更に、上記のように炭素−炭素の二重結合を酸化剤を用いて、酸化開裂してカルボン酸を得るための好ましい方法としては、例えば、過マンガン酸塩を用いる方法(J.Chem.Soc.,Perkin.Trans.1,806(1973))、重クロム酸塩を用いる方法(Org.Synth.,4,698(1963))、過ヨウ素酸塩を用いる方法(J.Org.Chem.,46,19(1981))硝酸を用いる方法(特開昭59−190945号広報)、オゾンを用いる方法(J.Am.Chem.Soc.,81,4273(1959))等が知られており、更にポリヒドロキシアルカノエートに関しては、前述のMacromolecular chemistry, 4,289−293(2001)に、ポリヒドロキシアルカノエートの側鎖末端の炭素−炭素二重結合を酸化剤として過マンガン酸カリウムを用い、反応を酸性条件下で行うことで、カルボン酸を得る方法が報告されている。本発明においても同様の方法を用いることができる。
【0092】
酸化剤として用いる過マンガン酸塩としては、過マンガン酸カリウムが一般的である。過マンガン酸塩の使用量は、酸化開裂反応が化学量論的反応であるため、化学式(1)で示すユニット1モルに対して、通常1モル当量未満を使用するのがよいが、反応効率を考慮し1モル当量以上とすることもできる。
【0093】
反応系を酸性条件下にするためには通常、硫酸、塩酸、酢酸、硝酸などの各種の無機酸や有機酸が用いられる。しかしながら、硫酸、硝酸、塩酸などの酸を用いた場合、ポリヒドロキシアルカノエートの主鎖のエステル結合が切断され、分子量低下を引き起こす恐れがある。そのため酢酸を用いることが好ましい。酸の使用量は、化学式(1)で示すユニット1モルに対して、通常、0.2〜200モル当量、好ましくは0.4〜100モル当量の範囲で用いられる。0.2モル当量に満たない場合には低収率となり、200モル当量を越える場合には酸による分解物が副生するため、いずれの場合も好ましくない。また、反応を促進する目的でクラウン−エーテルを用いることができる。この場合、クラウン−エーテルと過マンガン酸塩とは、錯体を形成し、反応活性が増大する効果が得られる。クラウン−エーテルとしては、ジベンゾ−18−クラウン−6−エーテル、ジシクロ−18−クラウン−6−エーテル、18−クラウン−6−エーテルが一般的に用いられる。クラウン−エーテルの使用量は、過マンガン塩1モルに対して、通常1.0〜2.0モル当量、好ましくは、1.0〜1.5モル当量の範囲で用いることが望ましい。
【0094】
また、本発明の酸化開裂反応における溶媒としては、反応に不活性な溶媒であれば特に限定されず、たとえば、水、アセトン;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素類;メチルクロリド、ジクロロメタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素類等を使用できる。これらの溶媒のなかでも、ポリヒドロキシアルカノエートの溶解性を考慮すれば、メチルクロリド、ジクロロメタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素類が好ましい。
【0095】
本発明の前記酸化開裂反応において、化学式(1)で示すユニットを含むポリヒドロキシアルカノエート共重合体、過マンガン酸塩及び酸は一括して最初から溶媒とともに仕込んで反応させてもよく、それぞれを連続的若しくは断続的に系内に加えながら反応させてもよい。また、過マンガン酸塩のみを先に溶媒に溶解若しくは懸濁させておき続いて、ポリヒドロキシアルカノエート共重合体及び酸を連続的若しくは断続的に系内に加えて反応させてもよく、ポリヒドロキシアルカノエート共重合体のみを先に溶媒に溶解若しくは懸濁させておき、続いて過マンガン酸塩及び酸を連続的若しくは断続的に系内に加えて反応させてもよい。さらには、ポリヒドロキシアルカノエート共重合体及び酸を先に仕込んでおき続いて過マンガン酸塩を連続的若しくは断続的に系内に加えて反応させてもよく、過マンガン酸塩及び酸を先に仕込んでおき続いてポリヒドロキシアルカノエート共重合体を連続的若しくは断続的に系内に加えて反応させてもよく、ポリヒドロキシアルカノエート共重合体及び過マンガン酸塩を先に仕込んでおき続いて酸を連続的若しくは断続的に系内に加えて反応させてもよい。
【0096】
反応温度は、通常−20〜40℃、好ましくは0〜30℃とするのがよい。反応時間は、化学式(1)で示すユニットと過マンガン酸塩の量論比及び反応温度に依存するが、通常2〜48時間とするのがよい。
【0097】
一般式(12)に示すフェニルスルフィニル基、あるいは、一般式(13)に示すフェニルスルホニル基を含むポリヒドロキシアルカノエート共重合体は、一般式(7)で示されるフェニルスルファニル基の硫黄部分を選択的に酸化することで製造することができ、一般式(12)で示す基、あるいは一般式(13)で示す基を含むポリヒドロキシアルカノエート共重合体が得られる。
【0098】
このような酸化処理についても、過マンガン酸塩、重クロム酸塩、過ヨウ素酸塩、過酸化水素、過炭酸ナトリウム、メタクロロ過安息香酸、オゾン、過蟻酸及び過酢酸からなる群より選択される酸化剤を用いた方法が利用できる。好ましい酸化剤としては、例えば、過酸化化合物を利用することができ、スルファニル基(−S−)の酸化に寄与し得るものであれば、いかなる種類の過酸化化合物をも用いることが可能である。その際、酸化効率、ポリヒドロキシアルカノエート主鎖骨格への影響、処理の簡便さ等を考慮した場合、特に、過酸化水素、過炭酸ナトリウム、メタクロロ過安息香酸、過蟻酸、過酢酸からなる群から選択される過酸化化合物を用いることが好ましい。
【0099】
まず、その中でも処理方法が容易な過酸化水素を利用する処理について述べる。最も簡便な過酸化水素による処理方法は、前記の培養条件で微生物を培養し、本発明のポリヒドロキシアルカノエート共重合体である、一般式(7)で示される基を含むポリヒドロキシアルカノエート共重合体を蓄積した微生物細胞をそのまま過酸化水素水に懸濁し、場合によっては一定時間加熱、攪拌して菌体の処理を行った後、不溶成分として、目的とするポリヒドロキシアルカノエート共重合体を回収する方法である。過酸化水素の濃度が比較的高い場合、または、反応温度が比較的高い場合には、菌体細胞由来の不溶成分、例えば、細胞膜などは、酸化を受けて、分解・可溶化され、本発明のポリヒドロキシアルカノエート共重合体のみが、不溶成分としてほぼ純粋な形で回収される。一方、温和な条件の場合には、分解・可溶化が十分に果たされず、一部菌体細胞由来の生体細胞を破砕する工程が残留する場合がある。
【0100】
このような温和な条件を利用する際には、予め培養微生物細胞を破砕し、菌体細胞由来の不溶成分を除去して、本発明のポリヒドロキシアルカノエート共重合体である、一般式(7)で示される基を含むポリヒドロキシアルカノエート共重合体を粗製で回収した後に、過酸化水素水で処理する方法を採用することも可能である。この予め培養微生物細胞を破砕し、ポリヒドロキシアルカノエート共重合体を分離・回収する工程を設ける方法をとると、比較的温和な条件で、過酸化水素水による処理を行う際にも、十分に純度の高いポリヒドロキシアルカノエート共重合体が回収される。
【0101】
本発明のポリヒドロキシアルカノエート共重合体の製造方法において、前記の生体細胞を破砕する工程では、超音波破砕法、ホモジナイザー法、圧力破砕法、ビーズ衝撃法、摩砕法、擂潰法(ガラス粉末やアルミナ粉末等の助剤を加えて乳鉢中ですり潰す方法)、凍結融解法など、細胞膜の破砕に薬剤を使用しない手段を用いることが好ましい。生体細胞を破砕する工程後、更に、分離した不溶成分の再懸濁液を遠心分離等の方法により固体成分と可溶成分とを分離し、ポリヒドロキシアルカノエート共重合体成分が含まれている固体成分のみを過酸化水素で処理する。
【0102】
更に、もう一つのポリヒドロキシアルカノエート共重合体の分離方法としては、培養工程の後、ポリヒドロキシアルカノエート共重合体蓄積微生物細胞から、クロロホルム、ジクロロメタンやアセトンといった蓄積ポリヒドロキシアルカノエート共重合体の可溶溶媒によりポリヒドロキシアルカノエート共重合体のみを抽出・単離する手段を利用することもできる。抽出・単離した後、得られたポリヒドロキシアルカノエート共重合体のみを過酸化水素により処理する方法である。この溶媒抽出を利用する方法においては、微生物細胞から抽出・回収されるポリヒドロキシアルカノエート共重合体は、過酸化水素処理を行う水系媒体中で塊状になりやすい。ポリヒドロキシアルカノエート共重合体が塊状となった場合、過酸化水素などの過酸化化合物との接触の妨げとなり、場合によっては、この酸化反応の効率を著しく低下させることもあるなど、操作上の困難さ・煩雑さを伴う場合が多い。その観点からは、先に述べた2つの方法は、ポリヒドロキシアルカノエート共重合体は、本来、微生物細胞中に微粒子状で存在しており、その状態のまま、微粒子状のポリヒドロキシアルカノエート共重合体を水懸濁状態で過酸化水素処理を施すことが可能であることから、操作上もより簡便な方法である。
【0103】
本発明のポリヒドロキシアルカノエート共重合体の製造方法で、酸化剤として利用する過酸化水素は、スルファニル基(−S−)の酸化を行える限り、いかなる形態のものをも用いることが可能である。なお、製造工程の制御という観点からは、その濃度などが、安定した性状の過酸化水素の溶液、例えば、過酸化水素水など、水系溶媒中に溶解したものを用いることが望ましい。一例として、工業的に多量に安定生産可能な、JIS K−8230 に則った過酸化水素水は推奨されるべきものであり、例えば、三菱瓦斯化学(株)製 過酸化水素水(31%過酸化水素含有)は、本発明の方法において、好適な過酸化水素の溶液である。
【0104】
本発明のポリヒドロキシアルカノエート共重合体の製造方法において、この過酸化水素を用いる酸化処理の条件は、処理されるポリヒドロキシアルカノエート共重合体の状態(菌体成分の有無、塊状か微粒子状か等)により異なるが、概ね以下の範囲に選択することが好ましい。一般に、菌体成分の残存量が少ない場合、また、ポリヒドロキシアルカノエート共重合体形状が微粒子状である場合には、不要な菌体成分の酸化・可溶化が容易に行え、あるいは、微粒子状のポリヒドロキシアルカノエート共重合体自体では、より速やかな処理がなされるので、温和な条件を用いることができる。前記、JIS K−8230 規格品の過酸化水素水(31%過酸化水素含有)を利用する際、その希釈条件(濃度)、使用量、処理温度、時間などは、下記する範囲に選択することができる。
【0105】
処理液中の酸化水素濃度:反応温度にもよるが、8%(約4倍希釈)〜31%(原液)、より好ましい濃度範囲としては、16%(約2倍希釈)〜31%(原液)反応量、ポリヒドロキシアルカノエート共重合体中に含まれる一般式(7)の基の比率にも依存するものの、処理前ポリヒドロキシアルカノエート共重合体1gに対して、原液過酸化水素水(31%過酸化水素含有)換算で 30mL〜500mL、より好ましい反応量は、100mL〜300mLの範囲である。反応温度:処理液中の濃度にもよるが、30℃〜100℃、より好ましい温度としては、80℃〜100℃の範囲に選択する。反応時間については、その反応温度にもよるが、10分〜180分、より好ましい時間としては、30分〜120分の範囲である。
【0106】
前記する条件の範囲で、過酸化水素処理を施すことにより、微生物菌体に蓄積されていた、一般式(7)で示される基を含むポリヒドロキシアルカノエート共重合体から、一般式(12)ならびに一般式(13)で示される基をポリマー分子中に含むポリヒドロキシアルカノエート共重合体へと変換できる。その場合、過酸化水素処理の反応条件を選択して、酸化の進行速度、反応量を制御することにより、前記三種の各基の存在比を制御することが可能となる。
【0107】
次に、過酸化化合物として、メタクロロ過安息香酸(MCPBA)を用いる方法について述べる。
【0108】
MCPBAを用いると、フェニルスルファニル基として存在するスルファニル基(−S−)の酸化は、化学量論的に進行するため、一般式(12)ならびに一般式(13)で示される基の含有比率の制御がし易い。また、その反応条件が温和であるため、ポリヒドロキシアルカノエート主鎖骨格の切断や活性部位の架橋反応等、不要な副次反応が起こり難い。従って、本発明のポリヒドロキシアルカノエート共重合体の製造方法において、高い選択性で目的とするポリヒドロキシアルカノエート共重合体を製造する上では、メタクロロ過安息香酸(MCPBA)は、非常に好適な過酸化化合物の一つである。
【0109】
一般的な反応条件として、スルファニル基(−S−)をスルフィニル基(−SO−)まで選択的に酸化するためには、ポリヒドロキシアルカノエート共重合体中のスルファニル基(−S−)を含むユニットモル量、1モルに対して、MCPBAを若干過剰量、具体的には、1.1〜1.4 モル量の範囲に選択し、クロロホルム中、温度を0℃〜30℃の範囲に選択して、反応せしめる。前記の反応条件範囲においては、反応時間を 10時間程度とすると、理論値のほぼ 90%、20時間程度とすると、理論値のほぼ 100%まで、酸化を進行させることができる。
【0110】
また、スルファニル基(−S−)を全てスルホニル基(−SO2−)まで酸化するためには、ポリヒドロキシアルカノエート共重合体中のスルファニル基(−S−)を含むユニットモル量、1モルに対して、MCPBAを2モルより若干過剰量、具体的には、2.1〜2.4 モル量の範囲に選択し、前記と同様の溶媒、温度、時間条件を選択して、反応を行えばよい。
【0111】
本発明の方法により製造される、ポリヒドロキシアルカノエート共重合体には、上述のようにカルボキシル基を有するユニットあるいはスルフィニル構造(−SO−)及びスルホニル構造(−SO2−)を有するユニットが、そのポリマー分子中に含まれることもある。これらの構造は、かかるユニット末端における、分子中の電子の局在化を強力に促し、その電気的な性質は、従来のポリヒドロキシアルカノエートと比べ著しく異なっている可能性がある。また、このような電子の局在化により、溶媒に対する挙動も、従来のポリヒドロキシアルカノエートと異なるものとなる。一例を挙げると、ジメチルホルムアミド(DMF)のような極性溶媒にも溶解可能となる。また、熱的特性の制御、特には水素結合に由来するガラス転移温度の上昇が顕著であり、広範な用途への応用が可能となる。
【0112】
なお、上記の2つの酸化処理、すなわちビニル基の酸化処理及びスルファニル基の酸化処理の両方を同一原料に対しておこなってもよい。
【0113】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、これら実施例は、本発明にかかる最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明は、これら実施例の形態によって、限定されるものではない。
【0114】
(実施例1)
上記一般式(16)で示されるω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸として、5−(4−ビニルフェニル)吉草酸を、一般式(17)で示されるω−置換アルカン酸として、5−フェニル吉草酸を含み、さらに、ペプチド類として、ポリペプトンを添加した培地を、下記する手順で調製した。前記M9培地1000 mLに、ポリペプトン(和光純薬)5.0gと5−フェニル吉草酸0.9gとを溶解し、2000 mL容振とうフラスコに入れて、オートクレーブにより滅菌した。前記の加熱滅菌処理後、室温まで冷却し、5−(4−ビニルフェニル)吉草酸0.2gを加え、よく攪拌して、培地を調製した。
【0115】
予め、ポリペプトン0.5%を含むM9培地にシュードモナス チコリアイ YN2株を蒔種し、30℃、8時間振とう培養して、菌体培養液を作製した。基質の5−(4−ビニルフェニル)吉草酸と5−フェニル吉草酸を含む前記培地に、この培養液5 mLを加え、30℃、40時間培養した。培養後、遠心分離により菌体を収穫し、メタノールで洗浄した後凍結乾燥した。
【0116】
乾燥菌体重量を秤量後、クロロホルムを加え、25℃で72時間攪拌することにより、菌体内に蓄積されているポリマーを抽出した。抽出されたポリマーを溶解しているクロロホルム溶液を濾過した。そのクロロホルム濾液をエバポレーターにより濃縮した後、ポリマーをアセトンに再溶解させ、不溶部分を濾過により除去した。次いで、その濾液をエバポレーターにより濃縮した後、冷メタノールで沈澱固化した部分を集め、減圧乾燥して、目的とするポリマーを回収した。前記の回収工程によって、回収されたポリマーの乾燥重量を秤量した。
【0117】
回収されたポリマーについて、その構造決定を、1H−NMR(FT−NMR:Bruker DPX400; 1H共鳴周波数:400MHz; 測定核種:1H; 使用溶媒:CDCl3; reference:キャピラリ封入TMS/CDCl3; 測定温度:室温)によって行ったところ、下記式(21):
【0118】
【化79】
に示す三種のユニットを、含有比率(モル%)A:B:C=1:81:18で含有しているポリヒドロキシアルカノエート共重合体であることが確認された。
【0119】
加えて、かかるポリマーの平均分子量を、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した(東ソー HLC−8220 GPC; カラム:東ソー TSK−GEL SuperHM−H; 溶媒:クロロホルム; ポリスチレン換算)。
【0120】
表1に、上記の工程で得られた菌体乾燥重量、回収されたポリマーの乾燥重量、乾燥菌体当たりの回収ポリマー重量比、ならびに、得られたポリマーの数平均分子量、重量平均分子量、その分子量分布を併せて示す。
【0121】
【表1】
CDW:菌体乾燥重量; PDW:ポリマー乾燥重量;
P/C:ポリマー乾燥重量/菌体乾燥重量;
Mn:数平均分子量; Mw:重量平均分子量;
Mw/Mn:分子量分布
更に、得られたポリマーのガラス転移温度(Tg)を、示差走査熱量測定装置(DSC;Perkin Elmer社製 Pyris1;25℃から60℃まで20℃/分で昇温し、60℃から−50℃まで20℃/分で降温した後、−50℃から200℃まで20℃/分で再昇温)により測定した。その結果、17℃から20℃付近にTgが見られた。
(実施例2)
上記一般式(16)で示されるω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸として、5−(4−ビニルフェニル)吉草酸を、一般式(17)で示されるω−置換アルカン酸として、5−フェニル吉草酸を含み、さらに、ペプチド類として、ポリペプトンを添加した培地を、下記する手順で調製した。前記M9培地200 mLに、ポリペプトン(和光純薬)1.0gと5−フェニル吉草酸0.19gとを溶解し、500 mL容振とうフラスコに入れて、オートクレーブにより滅菌した。前記の加熱滅菌処理後、室温まで冷却し、5−(4−ビニルフェニル)吉草酸0.20gを加え、よく攪拌して、培地を調製した。
【0122】
予め、ポリペプトン0.5%を含むM9培地にシュードモナス チコリアイ YN2株を蒔種し、30℃、8時間振とう培養して、菌体培養液を作製した。基質の5−(4−ビニルフェニル)吉草酸と5−フェニル吉草酸を含む前記培地に、この培養液1 mLを加え、30℃、40時間培養した。培養後、遠心分離により菌体を収穫し、メタノールで洗浄した後凍結乾燥した。
【0123】
乾燥菌体重量を秤量後、クロロホルムを加え、25℃で72時間攪拌することにより、菌体内に蓄積されているポリマーを抽出した。抽出されたポリマーを溶解しているクロロホルム溶液を濾過した。そのクロロホルム濾液をエバポレーターにより濃縮した後、ポリマーをアセトンに再溶解させ、不溶部分を濾過により除去した。次いで、その濾液をエバポレーターにより濃縮した後、冷メタノールで沈澱固化した部分を集め、減圧乾燥して、目的とするポリマーを回収した。前記の回収工程によって、回収されたポリマーの乾燥重量を秤量した。
【0124】
回収されたポリマーについて、その構造決定を、1H−NMR(FT−NMR:Bruker DPX400; 1H共鳴周波数:400MHz; 測定核種:1H; 使用溶媒:DMSO−d6; reference:キャピラリ封入TMS/CDCl3; 測定温度:室温)によって行ったところ、下記式(22):
【0125】
【化80】
に示す二種のユニットを、含有比率(モル%)A:B=33:67で含有しているポリヒドロキシアルカノエート共重合体であることが確認された。加えて、かかるポリマーの平均分子量を、実施例1に記載するGPC法に従って測定した。
【0126】
表2に、上記の工程で得られた菌体乾燥重量、回収されたポリマーの乾燥重量、乾燥菌体当たりの回収ポリマー重量比、ならびに、得られたポリマーの数平均分子量、重量平均分子量、その分子量分布を併せて示す。
【0127】
【表2】
CDW:菌体乾燥重量; PDW:ポリマー乾燥重量;
P/C:ポリマー乾燥重量/菌体乾燥重量;
Mn:数平均分子量; Mw:重量平均分子量;
Mw/Mn:分子量分布
(実施例3)
実施例1で使用した微生物、YN2株に代えて、P161株を用いて、それ以外の条件、工程手順は、実施例1に記載する条件、工程手順と同じに選択して、ポリマーを生産した。
【0128】
回収されたポリマーについて、実施例1と同様の1H−NMR測定に基づき、その構造決定を行ったところ、下記式(23):
【0129】
【化81】
に示す三種のユニットを、含有比率(モル%)A:B:C=2:78:20で含有しているポリヒドロキシアルカノエート共重合体であることが確認された。加えて、かかるポリマーの平均分子量を、実施例1に記載するGPC法に従って測定した。
【0130】
表3に、上記の工程で得られた菌体乾燥重量、回収されたポリマーの乾燥重量、乾燥菌体当たりの回収ポリマー重量比、ならびに、得られたポリマーの数平均分子量、重量平均分子量、その分子量分布を併せて示す。
【0131】
【表3】
CDW:菌体乾燥重量; PDW:ポリマー乾燥重量;
P/C:ポリマー乾燥重量/菌体乾燥重量;
Mn:数平均分子量; Mw:重量平均分子量;
Mw/Mn:分子量分布
(実施例4)
実施例1で使用した微生物、YN2株に代えて、H45株を用いて、それ以外の条件、工程手順は、実施例1に記載する条件、工程手順と同じに選択して、ポリマーを生産した。
【0132】
回収されたポリマーについて、実施例1と同様の1H−NMR測定に基づき、その構造決定を行ったところ、下記式(24):
【0133】
【化82】
に示す三種のユニットを、含有比率(モル%)A:B:C=1:82:17で含有しているポリヒドロキシアルカノエート共重合体であることが確認された。加えて、かかるポリマーの平均分子量を、実施例1に記載するGPC法に従って測定した。
【0134】
表4に、上記の工程で得られた菌体乾燥重量、回収されたポリマーの乾燥重量、乾燥菌体当たりの回収ポリマー重量比、ならびに、得られたポリマーの数平均分子量、重量平均分子量、その分子量分布を併せて示す。
【0135】
【表4】
CDW:菌体乾燥重量; PDW:ポリマー乾燥重量;
P/C:ポリマー乾燥重量/菌体乾燥重量;
Mn:数平均分子量; Mw:重量平均分子量;
Mw/Mn:分子量分布
(実施例5)
実施例1で使用した微生物、YN2株に代えて、H45株を用い、また、培地中に、ポリペプトンに代えて、酵母エキス(DIFCO社製;BACTO[登録商標] Yeast extract)5.0gを添加して、それ以外の条件、工程手順は、実施例1に記載する条件、工程手順と同じに選択して、ポリマーを生産した。
【0136】
回収されたポリマーについて、実施例1と同様の1H−NMR測定に基づき、その構造決定を行ったところ、下記式(25):
【0137】
【化83】
に示す二種のユニットを、含有比率(モル%)A:B=81:19で含有しているポリヒドロキシアルカノエート共重合体であることが確認された。加えて、かかるポリマーの平均分子量を、実施例1に記載するGPC法に従って測定した。
【0138】
表5に、上記の工程で得られた菌体乾燥重量、回収されたポリマーの乾燥重量、乾燥菌体当たりの回収ポリマー重量比、ならびに、得られたポリマーの数平均分子量、重量平均分子量、その分子量分布を併せて示す。
【0139】
【表5】
CDW:菌体乾燥重量; PDW:ポリマー乾燥重量;
P/C:ポリマー乾燥重量/菌体乾燥重量;
Mn:数平均分子量; Mw:重量平均分子量;
Mw/Mn:分子量分布
(実施例6)
実施例1で、培地中に添加したポリペプトンに代えて、D−グルコース5.0gを培地中に添加して、それ以外の条件、工程手順は、実施例1に記載する条件、工程手順と同じに選択して、ポリマーを生産した。
【0140】
回収されたポリマーについて、実施例1と同様の1H−NMR測定に基づき、その構造決定を行ったところ、下記式(26):
【0141】
【化84】
に示す三種のユニットを、含有比率(モル%)A:B:C=1:79:20で含有しているポリヒドロキシアルカノエート共重合体であることが確認された。加えて、かかるポリマーの平均分子量を、実施例1に記載するGPC法に従って測定した。
【0142】
表6に、上記の工程で得られた菌体乾燥重量、回収されたポリマーの乾燥重量、乾燥菌体当たりの回収ポリマー重量比、ならびに、得られたポリマーの数平均分子量、重量平均分子量、その分子量分布を併せて示す。
【0143】
【表6】
CDW:菌体乾燥重量; PDW:ポリマー乾燥重量;
P/C:ポリマー乾燥重量/菌体乾燥重量;
Mn:数平均分子量; Mw:重量平均分子量;
Mw/Mn:分子量分布
(実施例7)
実施例1で、培地中に添加したポリペプトンに代えて、有機酸の水溶性塩であるピルビン酸ナトリウム5.0gを培地中に添加して、それ以外の条件、工程手順は、実施例1に記載する条件、工程手順と同じに選択して、ポリマーを生産した。
【0144】
回収されたポリマーについて、実施例1と同様の1H−NMR測定に基づき、その構造決定を行ったところ、下記式(27):
【0145】
【化85】
に示す三種のユニットを、含有比率(モル%)A:B:C=2:79:19で含有しているポリヒドロキシアルカノエート共重合体であることが確認された。加えて、かかるポリマーの平均分子量を、実施例1に記載するGPC法に従って測定した。
【0146】
表7に、上記の工程で得られた菌体乾燥重量、回収されたポリマーの乾燥重量、乾燥菌体当たりの回収ポリマー重量比、ならびに、得られたポリマーの数平均分子量、重量平均分子量、その分子量分布を併せて示す。
【0147】
【表7】
CDW:菌体乾燥重量; PDW:ポリマー乾燥重量;
P/C:ポリマー乾燥重量/菌体乾燥重量;
Mn:数平均分子量; Mw:重量平均分子量;
Mw/Mn:分子量分布
(実施例8)
実施例1で、培地中に添加したポリペプトンに代えて、アミノ酸の水溶性塩であるグルタミン酸ナトリウム5.0gを培地中に添加して、それ以外の条件、工程手順は、実施例1に記載する条件、工程手順と同じに選択して、ポリマーを生産した。
【0148】
回収されたポリマーについて、実施例1と同様の1H−NMR測定に基づき、その構造決定を行ったところ、下記式(28):
【0149】
【化86】
に示す三種のユニットを、含有比率(モル%)A:B:C=1:83:16で含有しているポリヒドロキシアルカノエート共重合体であることが確認された。加えて、かかるポリマーの平均分子量を、実施例1に記載するGPC法に従って測定した。
【0150】
表8に、上記の工程で得られた菌体乾燥重量、回収されたポリマーの乾燥重量、乾燥菌体当たりの回収ポリマー重量比、ならびに、得られたポリマーの数平均分子量、重量平均分子量、その分子量分布を併せて示す。
【0151】
【表8】
CDW:菌体乾燥重量; PDW:ポリマー乾燥重量;
P/C:ポリマー乾燥重量/菌体乾燥重量;
Mn:数平均分子量; Mw:重量平均分子量;
Mw/Mn:分子量分布
(実施例9)
上記一般式(16)で示されるω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸として、5−(4−ビニルフェニル)吉草酸を、一般式(17)で示されるω−置換アルカン酸として、5‐フェノキシ吉草酸を含み、さらに、ペプチド類として、ポリペプトンを添加した培地を、下記する手順で調製した。前記M9培地1000mLに、ポリペプトン(和光純薬)5.0gと5−(4−ビニルフェニル)吉草酸0.21gと5‐フェノキシ吉草酸1.16gとを加え、2000 mL容振とうフラスコに入れて、オートクレーブにより滅菌した。前記の加熱滅菌処理後、室温まで冷却して培地を調製した。
【0152】
予め、ポリペプトン0.5%を含むM9培地にシュードモナス チコリアイ YN2株を蒔種し、30℃、8時間振とう培養して、菌体培養液を作製した。基質の5−(4−ビニルフェニル)吉草酸と5‐フェノキシ吉草酸を含む前記培地に、この培養液10 mLを加え、30℃、40時間培養した。培養後、遠心分離により菌体を収穫し、メタノールで洗浄した後凍結乾燥した。
【0153】
乾燥菌体重量を秤量後、クロロホルムを加え、35℃で17時間攪拌することにより、菌体内に蓄積されているポリマーを抽出した。抽出されたポリマーを溶解しているクロロホルム溶液を濾過した。そのクロロホルム濾液をエバポレーターにより濃縮した後、ポリマーをアセトンに再溶解させ、不溶部分を濾過により除去した。次いで、その濾液をエバポレーターにより濃縮した後、冷メタノールで沈澱固化した部分を集め、減圧乾燥して、目的とするポリマーを回収した。前記の回収工程によって、回収されたポリマーの乾燥重量を秤量した。
【0154】
回収されたポリマーについて、その構造決定を、1H−NMR(FT−NMR:Bruker DPX400; 1H共鳴周波数:400MHz; 測定核種:1H; 使用溶媒:CDCl3; reference:キャピラリ封入TMS/CDCl3; 測定温度:室温)によって行ったその1H‐NMRスペクトルを図3に示す。その結果、下記式(29):
【0155】
【化87】
に示す三種のユニットを、含有比率(モル%)D:E:F=8:69:23で含有しているポリヒドロキシアルカノエート共重合体であることが確認された。
【0156】
表9に、上記の工程で得られた菌体乾燥重量、回収されたポリマーの乾燥重量、乾燥菌体当たりの回収ポリマー重量比を併せて示す。
【0157】
【表9】
CDW:菌体乾燥重量; PDW:ポリマー乾燥重量; P/C:ポリマー乾燥重量/菌体乾燥重量
(実施例10)
上記一般式(16)で示されるω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸として、5−(4−ビニルフェニル)吉草酸を、一般式(17)で示されるω−置換アルカン酸として、5‐(フェニルスルファニル)吉草酸を含み、さらに、ペプチド類として、ポリペプトンを添加した培地を、下記する手順で調製した。前記M9培地1000 mLに、ポリペプトン(和光純薬)5.0gと5−(4−ビニルフェニル)吉草酸0.21gと5‐(フェニルスルファニル)吉草酸1.28gとを加え、2000 mL容振とうフラスコに入れて、オートクレーブにより滅菌した。前記の加熱滅菌処理後、室温まで冷却して培地を調製した。
【0158】
予め、ポリペプトン0.5%を含むM9培地にシュードモナス チコリアイ YN2株を蒔種し、30℃、8時間振とう培養して、菌体培養液を作製した。基質の5−(4−ビニルフェニル)吉草酸と5‐(フェニルスルファニル)吉草酸を含む前記培地に、この培養液10 mLを加え、30℃、38時間培養した。培養後、遠心分離により菌体を収穫し、メタノールで洗浄した後凍結乾燥した。
【0159】
乾燥菌体重量を秤量後、クロロホルムを加え、35℃で17時間攪拌することにより、菌体内に蓄積されているポリマーを抽出した。抽出されたポリマーを溶解しているクロロホルム溶液を濾過した。そのクロロホルム濾液をエバポレーターにより濃縮した後、ポリマーをアセトンに再溶解させ、不溶部分を濾過により除去した。次いで、その濾液をエバポレーターにより濃縮した後、冷メタノールで沈澱固化した部分を集め、減圧乾燥して、目的とするポリマーを回収した。前記の回収工程によって、回収されたポリマーの乾燥重量を秤量した。
【0160】
回収されたポリマーについて、その構造決定を、1H−NMR(FT−NMR:Bruker DPX400; 1H共鳴周波数:400MHz; 測定核種:1H; 使用溶媒:CDCl3; reference:キャピラリ封入TMS/CDCl3; 測定温度:室温)によって行ったその1H‐NMRスペクトルを図4に示す。その結果、下記式(30):
【0161】
【化88】
に示す三種のユニットを、含有比率(モル%)G:H:I=10:70:20で含有しているポリヒドロキシアルカノエート共重合体であることが確認された。
【0162】
加えて、かかるポリマーの平均分子量を、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した(東ソー HLC−8220 GPC; カラム:東ソー TSK−GEL SuperHM−H; 溶媒:クロロホルム; ポリスチレン換算)。
【0163】
表10に、上記の工程で得られた菌体乾燥重量、回収されたポリマーの乾燥重量、乾燥菌体当たりの回収ポリマー重量比、ならびに、得られたポリマーの数平均分子量、重量平均分子量、その分子量分布を併せて示す。
【0164】
【表10】
CDW:菌体乾燥重量; PDW:ポリマー乾燥重量; P/C:ポリマー乾燥重量/菌体乾燥重量
Mn:数平均分子量; Mw:重量平均分子量; Mw/Mn:分子量分布
更に、得られたポリマーのガラス転移温度(Tg)を、示差走査熱量測定装置(DSC;Perkin Elmer社製 Pyris1;−50℃から200℃まで20℃/分で昇温し、200℃から−50℃まで20℃/分で降温した後、−50℃から200℃まで20℃/分で再昇温)により測定した。その結果、8℃付近にTgが見られた。
(実施例11)
上記一般式(16)で示されるω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸として、5−(4−ビニルフェニル)吉草酸を、一般式(18)で示されるω−置換アルカン酸として、4‐シクロヘキシル酪酸を含み、さらに、ペプチド類として、ポリペプトンを添加した培地を、下記する手順で調製した。前記M9培地200mLに、ポリペプトン(和光純薬)1.0gと5−(4−ビニルフェニル)吉草酸0.041gと4‐シクロヘキシル酪酸0.204gとを加え、500 mL容振とうフラスコに入れて、オートクレーブにより滅菌した。前記の加熱滅菌処理後、室温まで冷却して培地を調製した。
【0165】
基質の5−(4−ビニルフェニル)吉草酸と4‐シクロヘキシル酪酸を含む前記培地に、シュードモナス チコリアイ YN2株を蒔種し、30℃、41時間培養した。培養後、遠心分離により菌体を収穫し、メタノールで洗浄した後凍結乾燥した。
【0166】
乾燥菌体重量を秤量後、クロロホルム20 mLを加え、35℃で15時間攪拌することにより、菌体内に蓄積されているポリマーを抽出した。抽出されたポリマーを溶解しているクロロホルム溶液を濾過した。そのクロロホルム濾液をエバポレーターにより濃縮した後、冷メタノールで沈澱固化した部分を集め、減圧乾燥して、目的とするポリマーを回収した。前記の回収工程によって、回収されたポリマーの乾燥重量を秤量した。
【0167】
回収されたポリマーについて、その構造決定を、1H−NMR(FT−NMR:Bruker DPX400; 1H共鳴周波数:400MHz; 測定核種:1H; 使用溶媒:CDCl3; reference:キャピラリ封入TMS/CDCl3; 測定温度:室温)によって行った。その1H‐NMRスペクトルを図5に示す。その結果、下記式(31):
【0168】
【化89】
に示す三種のユニットを、含有比率(モル%)J:K=37:63で含有しているポリヒドロキシアルカノエート共重合体であることが確認された。
【0169】
加えて、かかるポリマーの平均分子量を、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した(東ソー HLC−8220 GPC; カラム:東ソー TSK−GEL SuperHM−H; 溶媒:クロロホルム; ポリスチレン換算)。
【0170】
表11に、上記の工程で得られた菌体乾燥重量、回収されたポリマーの乾燥重量、乾燥菌体当たりの回収ポリマー重量比、ならびに、得られたポリマーの数平均分子量、重量平均分子量、その分子量分布を併せて示す。
【0171】
【表11】
CDW:菌体乾燥重量; PDW:ポリマー乾燥重量; P/C:ポリマー乾燥重量/菌体乾燥重量
Mn:数平均分子量; Mw:重量平均分子量; Mw/Mn:分子量分布
(実施例12)
上記一般式(16)で示されるω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸として、5−(4−ビニルフェニル)吉草酸を、一般式(17)で示されるω−置換アルカン酸として、5‐ベンゾイル吉草酸を含み、さらに、ペプチド類として、ポリペプトンを添加した培地を、下記する手順で調製した。前記M9培地200 mLに、ポリペプトン(和光純薬)1.0gと5−(4−ビニルフェニル)吉草酸0.041gと5‐ベンゾイル吉草酸0.247gとを加え、500 mL容振とうフラスコに入れて、オートクレーブにより滅菌した。前記の加熱滅菌処理後、室温まで冷却して培地を調製した。
【0172】
基質の5−(4−ビニルフェニル)吉草酸と5‐ベンゾイル吉草酸を含む前記培地に、シュードモナス チコリアイ YN2株を蒔種し、30℃、41時間培養した。培養後、遠心分離により菌体を収穫し、メタノールで洗浄した後凍結乾燥した。
【0173】
乾燥菌体重量を秤量後、クロロホルム20 mLを加え、35℃で15時間攪拌することにより、菌体内に蓄積されているポリマーを抽出した。抽出されたポリマーを溶解しているクロロホルム溶液を濾過した。そのクロロホルム濾液をエバポレーターにより濃縮した後、冷メタノールで沈澱固化した部分を集め、減圧乾燥して、目的とするポリマーを回収した。前記の回収工程によって、回収されたポリマーの乾燥重量を秤量した。
【0174】
回収されたポリマーについて、その構造決定を、1H−NMR(FT−NMR:Bruker DPX400; 1H共鳴周波数:400MHz; 測定核種:1H; 使用溶媒:CDCl3; reference:キャピラリ封入TMS/CDCl3; 測定温度:室温)によって行った。その1H‐NMRスペクトルを図6に示す。その結果、下記式(32):
【0175】
【化90】
に示す三種のユニットを、含有比率(モル%)L:M:N=18:48:34で含有しているポリヒドロキシアルカノエート共重合体であることが確認された。
【0176】
加えて、かかるポリマーの平均分子量を、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した(東ソー HLC−8220 GPC; カラム:東ソー TSK−GEL SuperHM−H; 溶媒:クロロホルム; ポリスチレン換算)。
【0177】
表12に、上記の工程で得られた菌体乾燥重量、回収されたポリマーの乾燥重量、乾燥菌体当たりの回収ポリマー重量比、ならびに、得られたポリマーの数平均分子量、重量平均分子量、その分子量分布を併せて示す。
【0178】
【表12】
CDW:菌体乾燥重量; PDW:ポリマー乾燥重量; P/C:ポリマー乾燥重量/菌体乾燥重量
Mn:数平均分子量; Mw:重量平均分子量; Mw/Mn:分子量分布
(実施例13)
上記一般式(16)で示されるω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸として、5−(4−ビニルフェニル)吉草酸を、一般式(17)で示されるω−置換アルカン酸として、5‐(2‐チエニル)吉草酸を含み、さらに、ペプチド類として、ポリペプトンを添加した培地を、下記する手順で調製した。前記M9培地200 mLに、ポリペプトン(和光純薬)1.0gと5−(4−ビニルフェニル)吉草酸0.041gと5‐(2‐チエニル)吉草酸0.221gとを加え、500 mL容振とうフラスコに入れて、オートクレーブにより滅菌した。前記の加熱滅菌処理後、室温まで冷却して培地を調製した。
【0179】
基質の5−(4−ビニルフェニル)吉草酸と5‐(2‐チエニル)吉草酸を含む前記培地に、シュードモナス チコリアイ YN2株を蒔種し、30℃、41時間培養した。培養後、遠心分離により菌体を収穫し、メタノールで洗浄した後凍結乾燥した。
【0180】
乾燥菌体重量を秤量後、クロロホルム20 mLを加え、35℃で15時間攪拌することにより、菌体内に蓄積されているポリマーを抽出した。抽出されたポリマーを溶解しているクロロホルム溶液を濾過した。そのクロロホルム濾液をエバポレーターにより濃縮した後、冷メタノールで沈澱固化した部分を集め、減圧乾燥して、目的とするポリマーを回収した。前記の回収工程によって、回収されたポリマーの乾燥重量を秤量した。
【0181】
回収されたポリマーについて、その構造決定を、1H−NMR(FT−NMR:Bruker DPX400; 1H共鳴周波数:400MHz; 測定核種:1H; 使用溶媒:CDCl3; reference:キャピラリ封入TMS/CDCl3; 測定温度:室温)によって行った。その1H‐NMRスペクトルを図7に示す。その結果、下記式(33):
【0182】
【化91】
に示す三種のユニットを、含有比率(モル%)O:P:Q=4:79:17で含有しているポリヒドロキシアルカノエート共重合体であることが確認された。
【0183】
加えて、かかるポリマーの平均分子量を、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した(東ソー HLC−8220 GPC; カラム:東ソー TSK−GEL SuperHM−H; 溶媒:クロロホルム; ポリスチレン換算)。
【0184】
表13に、上記の工程で得られた菌体乾燥重量、回収されたポリマーの乾燥重量、乾燥菌体当たりの回収ポリマー重量比、ならびに、得られたポリマーの数平均分子量、重量平均分子量、その分子量分布を併せて示す。
【0185】
【表13】
CDW:菌体乾燥重量; PDW:ポリマー乾燥重量; P/C:ポリマー乾燥重量/菌体乾燥重量
Mn:数平均分子量; Mw:重量平均分子量; Mw/Mn:分子量分布
本発明にかかるポリヒドロキシアルカノエート共重合体は、側鎖に芳香環とビニル基とを有するユニットとして、側鎖末端に4−ビニルフェニル基が置換してなる3−ヒドロキシ−ω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸ユニットを、付加的な構成ユニットとして、フェニル構造、チオフェン構造、シクロヘキシル構造を含んでなる基を側鎖末端に置換してなる3−ヒドロキシ−ω−置換アルカン酸ユニットを含んでなる、新規なポリヒドロキシアルカノエート共重合体である。この二種の構成ユニットを主な構成成分とするため、得られる共重合体は、例えば、芳香環に起因する、一般的に、ガラス転移温度が高く、加工品としての性状が良好であるという特色を保持しつつ、3−ヒドロキシ−ω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸ユニットのビニル基に由来する各種の反応性をも示すものとなる。加えて、本発明によるポリヒドロキシアルカノエート共重合体の製造方法では、前記共重合体を、微生物を利用して、対応するω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸と、フェニル構造、チオフェン構造、シクロヘキシル構造を含んでなる基を末端に置換してなるω−置換アルカン酸とを原料として、微生物生産のポリヒドロキシアルカノエート共重合体として生産する。この微生物生産のポリヒドロキシアルカノエート共重合体は、含まれる各構成ユニットは、その3位炭素は不斉中心となっており、それに伴い、光学活性体として生産される。具体的には、微生物によって生産される、本発明にかかるポリヒドロキシアルカノエート共重合体は、各構成ユニットの3位炭素における絶対配置は、何れもR体の配置を有するものとなる。この微生物によって生産される、本発明にかかるポリヒドロキシアルカノエート共重合体は、かかる絶対配置に由来して、生分解性を示すものとなり、その利点は、かかる新規材料の生適合性に加えて、その利用範囲を広いものとしている。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で取得されたポリヒドロキシアルカノエート共重合体の1H−NMRスペクトルを示す。
【図2】実施例2で取得されたポリヒドロキシアルカノエート共重合体の1H−NMRスペクトルを示す。
【図3】実施例9で取得されたポリヒドロキシアルカノエート共重合体の1H−NMRスペクトルを示す。
【図4】実施例10で取得されたポリヒドロキシアルカノエート共重合体の1H−NMRスペクトルを示す。
【図5】実施例11で取得されたポリヒドロキシアルカノエート共重合体の1H−NMRスペクトルを示す。
【図6】実施例12で取得されたポリヒドロキシアルカノエート共重合体の1H−NMRスペクトルを示す。
【図7】実施例13で取得されたポリヒドロキシアルカノエート共重合体の1H−NMRスペクトルを示す。
Claims (16)
- 一般式(1):
で示される3−ヒドロキシ−ω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸ユニット(但し、該ユニットが複数ある場合のnは各ユニットで独立して前記の意味を表す。)と、
一般式(2):
で示される3−ヒドロキシ−ω−置換アルカン酸ユニット及び
一般式(3):
で示される3−ヒドロキシ−ω−シクロヘキシルアルカン酸ユニットからなる群から選択された少なくとも1つのユニット(但し、一般式(2)で表されるユニットが複数ある場合のm及びR1は各ユニットで独立して前記の意味を表し、一般式(3)で表れるユニットが複数ある場合のk及びR2は各ユニットで独立して前記の意味を表す。)と、
を同一分子中に含むことを特徴とするポリヒドロキシアルカノエート共重合体。 - 前記R1が、
一般式(4):
で示される無置換または置換フェニル基;
一般式(5):
で示される無置換または置換フェノキシ基;
一般式(6):
で示される無置換または置換ベンゾイル基;
一般式(7):
で示される無置換または置換フェニルスルファニル基;
一般式(8):
で示される無置換または置換(フェニルメチル)スルファニル基;
式(9):
式(10):
式(11):
一般式(12):
で示される無置換または置換フェニルスルフィニル基;
一般式(13):
で示される無置換または置換フェニルスルホニル基;及び
式(14):
からなる群より選択される基を表す請求項1に記載のポリヒドロキシアルカノエート共重合体。 - 前記ポリヒドロキシアルカノエート共重合体の数平均分子量が、2,000〜1,000,000の範囲にある請求項1〜3のいずれか一項に記載のポリヒドロキシアルカノエート共重合体。
- 一般式(1):
で示される3−ヒドロキシ−ω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸ユニット(但し、該ユニットが複数ある場合のnは各ユニットで独立して前記の意味を表す。)と、
一般式(19):
で示される3−ヒドロキシ−ω−置換アルカン酸ユニット及び
一般式(3):
で示される3−ヒドロキシ−ω−シクロヘキシルアルカン酸ユニットからなる群から選択された少なくとも一つのユニット((但し、一般式(2)で表されるユニットが複数ある場合のm及びR1は各ユニットで独立して前記の意味を表し、一般式(3)で表れるユニットが複数ある場合のk及びR2は各ユニットで独立して前記の意味を表す。)と、
を同一分子中に含むことを特徴とするポリヒドロキシアルカノエート共重合体の製造方法であって、
(A)下記一般式(16):
で示されるω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸の少なくとも1種と、
(B)一般式(17):
で示されるω−置換アルカン酸及び
一般式(18):
で示されるω−シクロヘキシルアルカン酸;
からなる群から選択された少なくとも1種からなる成分(B)と、
を含む原料に、該原料から前記ポリヒドロキシアルカノエート共重合体を合成し得る微生物を作用させて該微生物に前記ポリヒドロキシアルカノエートを合成させる工程を有することを特徴とするポリヒドロキシアルカノエートの製造方法。 - 前記R17及び基R19が、
一般式(20):
で示される無置換または置換フェニル基;
一般式(5):
で示される無置換または置換フェノキシ基;
一般式(6):
で示される無置換または置換ベンゾイル基;
一般式(7):
で示される無置換または置換フェニルスルファニル基;
一般式(8):
で示される無置換または置換(フェニルメチル)スルファニル基;
式(9):
式(10):
式(11):
式(14):
からなる群より選択される基を表す請求項5に記載の製造方法。 - 前記微生物を、前記原料を含む培地で培養することにより該微生物に前記ポリヒドロキシアルカノエート共重合体を合成させる請求項5または6に記載の製造方法。
- 前記培地は、ペプチド類、酵母エキス、有機酸及びその塩、アミノ酸及びその塩、糖類、ならびに炭素数4〜12の直鎖アルカン酸及びその塩のうちの少なくとも1種類を更に含む請求項7に記載の製造方法。
- 前記ペプチド類がポリペプトンであり、
前記有機酸及びその塩が、ピルビン酸、オキサロ酢酸、クエン酸、イソクエン酸、ケトグルタル酸、コハク酸、フマル酸、リンゴ酸、乳酸及びこれらの塩からなる群より選択される1つ以上の化合物であり、
前記アミノ酸及びその塩が、グルタミン酸、アスパラギン酸及びこれらの塩からなる群より選択される1つ以上の化合物であり、
前記糖類が、グリセロアルデヒド、エリトロース、アラビノース、キシロース、グルコース、ガラクトース、マンノース、フルクトース、グリセロール、エリトリトール、キシリトール、グルコン酸、グルクロン酸、ガラクツロン酸、マルトース、スクロース及びラクトースからなる群より選択される1つ以上の化合物である請求項8に記載の製造方法。 - 前記微生物に合成させた前記ポリヒドロキシアルカノエート共重合体を該微生物細胞から回収する工程を更に有する請求項5〜9のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記微生物として、シュードモナス(Pseudomonas)属に属する微生物を用いる請求項5〜10のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記微生物として、シュードモナス チコリアイ YN2株(Pseudomonas cichorii YN2;FERM BP−7375)、シュードモナス チコリアイ H45株(Pseudomonas cichorii H45、FERM BP−7374)、シュードモナス・ジェッセニイ P161株(Pseudomonas jessenii P161、FERM BP−7376)、シュードモナス プチダ P91株(Pseudomonas putida P91、FERM BP−7373)のいずれが1つ以上の株を用いる請求項11に記載の製造方法。
- 一般式(1):
で示される3−ヒドロキシ−ω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸ユニット(但し、一般式(1)で表されるユニットが複数ある場合のnは各ユニットで独立して前記の意味を表す。)
の少なくとも1種と、
一般式(2):
で示される3−ヒドロキシ−ω−置換アルカン酸ユニット及び
一般式(3):
で示される3−ヒドロキシ−ω−シクロヘキシルアルカン酸ユニットからなる群から選択された少なくとも1つのユニット(但し、一般式(2)で表されるユニットが複数ある場合のm及びR1は各ユニットで独立して前記の意味を表し、一般式(3)で表れるユニットが複数ある場合のk及びR2は各ユニットで独立して前記の意味を表す。)と、を同一分子中に含み、
前記R1が、下記一般式(4’)で示される置換フェニル基、(12)で示される無置換または置換フェニルスルフィニル基及び(13)で示される無置換または置換フェニルスルホニル基:
で示される無置換または置換フェニルスルホニル基;
からなる群から選択された基を少なくとも含むポリヒドロキシアルカノエートの製造方法であって、
(a) 一般式(1):
で示される3−ヒドロキシ−ω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸ユニットの2以上(但し、nは各ユニットで独立して前記の意味を表す。)と、
一般式(19):
で示される3−ヒドロキシ−ω−置換アルカン酸ユニット及び
一般式(3):
で示される3−ヒドロキシ−ω−シクロヘキシルアルカン酸ユニットからなる群から選択された少なくとも1つのユニット((但し、一般式(2)で表されるユニットが複数ある場合のm及びR1は各ユニットで独立して前記の意味を表し、一般式(3)で表れるユニットが複数ある場合のk及びR2は各ユニットで独立して前記の意味を表す。)と、
を同一分子中に含むポリヒドロキシアルカノエート共重合体からなる原料に対して、該原料の前記一般式(1)で示される基のフェニル基の有するビニル基の一部を酸化して前記一般式(4’)で表される基を前記R1として形成する工程;及び
(b)一般式(1):
で示される3−ヒドロキシ−ω−(4−ビニルフェニル)アルカン酸ユニット(但し、一般式(1)で表されるユニットが複数ある場合のnは各ユニットで独立して前記の意味を表す。)と、
一般式(2):
で示される無置換または置換フェニルスルファニル基を表す。]
で示される3−ヒドロキシ−ω−置換アルカン酸ユニット及び
一般式(3):
で示される3−ヒドロキシ−ω−シクロヘキシルアルカン酸ユニットからなる群から選択された少なくとも1つのユニット(但し、一般式(2)で表されるユニットが複数ある場合のm及びR1は各ユニットで独立して前記の意味を表し、一般式(3)で表れるユニットが複数ある場合のk及びR2は各ユニットで独立して前記の意味を表す。)と、を同一分子中に含むポリヒドロキシアルカノエート共重合体を原料とし、該原料の前記一般式(7)で示される置換基の−S−を選択的に酸化することで前記一般式(12)で示される基または前記一般式(13)で示される基に変換する工程、
のいずれか一方の工程を有することを特徴とするポリヒドロキシアルカノエートの製造方法。 - 前記工程(a)及び(b)における酸化が、それぞれ独立して、過マンガン酸塩、重クロム酸塩、過ヨウ素酸塩、過酸化水素、過炭酸ナトリウム、メタクロロ過安息香酸、過蟻酸及び過酢酸からなる群より選択される一つ以上の酸化剤を用いて行われる請求項12または13に記載の製造方法。
- (a)及び(b)における酸化が、過マンガン酸塩を用いて酸性条件下で行われる請求項14に記載の製造方法。
- (a)及び(b)における酸化が、オゾンを用いて行われる請求項12または13に記載の製造方法。
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