JP6277621B2 - Method for producing glycerin carbonate acrylate compound - Google Patents
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Description
本発明は、特定のリパーゼ存在下、グリセリンカーボネートとアクリル酸エステル化合物とを反応させて、グリセリンカーボネートアクリレート化合物を製造する方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a glycerin carbonate acrylate compound by reacting glycerin carbonate with an acrylate compound in the presence of a specific lipase.
グリセリンカーボネートアクリレート化合物は、例えば、塗料、コーティング材料、光硬化性樹脂、その他の樹脂等の原料として有用な化合物であり、より具体的には、グリセリンカーボネートアクリレートの電解液や、光感光性樹脂への適用が開示されている（例えば、非特許文献１参照）。 The glycerin carbonate acrylate compound is a compound useful as a raw material for, for example, paints, coating materials, photo-curing resins, and other resins. Is disclosed (for example, see Non-Patent Document 1).
グリセリンカーボネートから、グリセリンカーボネートアクリレート化合物を製造する方法としては、例えば、グリセリンカーボネートとアクリル酸メチルをナトリウムメトキシド等の塩基触媒の存在下で反応させる方法（例えば、特許文献１参照）、又は、ジルコニウム錯体などの金属触媒存在下で反応させる方法（例えば、特許文献２参照）が知られている。 As a method for producing a glycerol carbonate acrylate compound from glycerol carbonate, for example, a method of reacting glycerol carbonate and methyl acrylate in the presence of a base catalyst such as sodium methoxide (for example, see Patent Document 1) or zirconium. A method of reacting in the presence of a metal catalyst such as a complex (for example, see Patent Document 2) is known.
しかしながら、塩基触媒を用いる方法では、副生するアルコールが塩基性条件下（又は、酸性条件下でも）、グリセリンカーボネートを分解する可能性があった（特許文献３参照）。これに対して、金属触媒を用いる方法では、有機金属触媒由来の金属成分の残留は、品質に影響しうるため、触媒成分の分解、回収工程が必要となる。更に、この方法では、副生アルコールを留去する際に原料アクリル酸エステルが共沸し、反応系外に出てしまう問題があり、加えて、気化した原料アクリル酸エステルによるポップコーン重合が発生する可能性があることが問題となりうる。 However, in the method using a base catalyst, the by-produced alcohol may decompose glycerol carbonate under basic conditions (or even under acidic conditions) (see Patent Document 3). On the other hand, in the method using a metal catalyst, the residue of the metal component derived from the organometallic catalyst can affect the quality, and thus a decomposition and recovery process of the catalyst component is required. Furthermore, in this method, when the by-product alcohol is distilled off, there is a problem that the raw acrylic ester azeotropes and comes out of the reaction system, and in addition, popcorn polymerization due to the vaporized raw acrylic ester occurs. The possibility can be a problem.
ここで、ポップコーン重合とは、主に気相中で核となるポリマーが生成した後、それを起点として高温の重合熱を伴いながら爆発的に重合が起こる現象であり、多孔性で嵩高い重合物を生成する。ポップコーン重合が、大きなスケールで製造中に発生すると、装置の閉塞から、設備の破損、爆発に繋がるおそれがあるため、気相中のビニル化合物濃度が上昇しない低温での製造方法が求められていた。 Here, popcorn polymerization is a phenomenon in which polymerization occurs explosively with high-temperature polymerization heat starting from the formation of a core polymer in the gas phase, and is a porous and bulky polymerization. Produce things. If popcorn polymerization occurs during production on a large scale, there is a risk of equipment breakage and explosion due to equipment blockage, so a low temperature production method that does not increase the concentration of vinyl compounds in the gas phase has been sought. .
一方で、中性条件下、グリセリンカーボネートとアクリル酸とを縮合剤を用いて縮合させることで、グリセリンカーボネートアクリレート化合物を製造する方法（例えば、非特許文献２参照）が開示されているが、当量以上の縮合剤を必要とし、経済的にも、環境負荷の点でも、現実的な製法とは言えない。 On the other hand, although the method (for example, refer nonpatent literature 2) which manufactures glycerol carbonate acrylate compound by condensing glycerol carbonate and acrylic acid using a condensing agent is disclosed under neutral conditions, The above condensing agent is required, and it cannot be said that it is a realistic manufacturing method in terms of economical and environmental burden.
加水分解酵素であるリパーゼ存在化、プロパノールなどのアルコール類を大過剰のアクリル酸メチルなどのアクリル酸エステルにて、アクリル化する方法（例えば、非特許文献３参照）などが開示されているが、グリセリンカーボネートをアルコール基質として用いた場合、非特許文献４に開示されているように、カーボネートと、メタノールが交換し、基質の分解が進行する可能性がある。 Presence of hydrolase lipase, alcohol such as propanol with a large excess of acrylate ester such as methyl acrylate (for example, see Non-Patent Document 3) and the like are disclosed. When glycerine carbonate is used as an alcohol substrate, as disclosed in Non-Patent Document 4, carbonate and methanol may be exchanged, and decomposition of the substrate may proceed.
また、一般的な酸・塩基触媒や金属触媒と異なり、加水分解酵素であるリパーゼは、それそのものが基質の立体構造を認識するため、立体異性体混合物を用いた反応においては、片方の異性体のみが反応することから、通常、目的物の選択率は１００％に近いものが得られたとしても、その収率は最大でも５０％である（例えば、非特許文献５参照）。 In addition, unlike general acid / base catalysts and metal catalysts, lipase, a hydrolase, recognizes the three-dimensional structure of the substrate itself, so in the reaction using a stereoisomer mixture, one of the isomers. Therefore, even if the selectivity for the target product is close to 100%, the yield is 50% at the maximum (see Non-Patent Document 5, for example).
例えば、リパーゼの存在下、不斉炭素を有するグリセリンカーボネート（ラセミ体）と酢酸ビニルとの反応においては、リパーゼの立体認識により片方の異性体のみしか反応が起こらないため、目的物の収率は５０％未満であった（例えば、非特許文献６参照）
従って、立体異性体混合物を原料として用いた反応において、リパーゼのような立体異性体を認識する触媒の使用は、効率的とはいえず、避けられるのが通常であり、特に、その収率を１００％近くまで高めようとしたい場合には回避される。
For example, in the reaction of glycerol carbonate (racemate) having an asymmetric carbon with vinyl acetate in the presence of lipase, only one isomer is reacted due to the steric recognition of lipase, so the yield of the target product is It was less than 50% (for example, refer nonpatent literature 6).
Therefore, in a reaction using a stereoisomer mixture as a raw material, the use of a catalyst that recognizes a stereoisomer such as lipase is not efficient and is usually avoided. It is avoided if you want to increase it to nearly 100%.
本発明の目的は 、グリセリンカーボネートとアクリル酸エステル化合物とを反応させることによりグリセリンカーボネートアクリレート化合物を製造するに当たり、塩基性触媒や金属成分を用いなければならないという問題点を解決し、特に、グリセリンカーボネートが、不斉炭素を有するグリセリンカーボネート（異性体混合物）を原料として用いた反応にも、好適に適用しうる製造方法を提供することである。本発明の目的は、更に、５０％を越える高い収率で目的物であるグリセリンカーボネートアクリレート化合物を得ることにある。 The object of the present invention is to solve the problem that a basic catalyst or a metal component must be used in producing a glycerin carbonate acrylate compound by reacting glycerin carbonate with an acrylic ester compound. However, it is providing the manufacturing method which can be applied suitably also to reaction using the glycerol carbonate (isomer mixture) which has asymmetric carbon as a raw material. Another object of the present invention is to obtain a glycerin carbonate acrylate compound as a target product with a high yield exceeding 50%.
式（Ｉ） Formula (I)
で表されるグリセリンカーボネートと、式（ＩＩ） And glycerin carbonate represented by formula (II)
（式中、Ｒ２は、水素原子又は炭素原子数１〜４の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、Ｒ３は、炭素原子数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状のアルキル基である。）で示されるアクリル酸エステル化合物とを、リパーゼの存在下、反応させることを特徴とする、式（ＩＩＩ） (Wherein R 2 is a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 3 is a linear or branched chain having 1 to 10 carbon atoms or A cyclic alkyl group) is reacted with an acrylate compound represented by the formula (III) in the presence of lipase.
（式中、Ｒ２は、前記と同義である。）
で示されるグリセリンカーボネートアクリレート化合物の製造方法によって解決される。
(Wherein R 2 has the same meaning as described above.)
It solves by the manufacturing method of the glycerol carbonate acrylate compound shown by these.
本発明の方法により 、塩基性触媒や金属成分を用いず、リパーゼの存在下、グリセリンカーボネートとアクリル酸ビニル化合物から、グリセリンカーボネートアクリレート化合物を製造できる。特に、本発明の方法は、グリセリンカーボネートが不斉炭素を有するグリセリンカーボネート（異性体混合物）を原料として用いた反応にも、好適に適用しうるものである。本発明の方法によれば、更に、５０％を越える高い収率で目的物であるグリセリンカーボネートアクリレート化合物を得ることも可能である。 By the method of the present invention, a glycerol carbonate acrylate compound can be produced from glycerol carbonate and a vinyl acrylate compound in the presence of lipase without using a basic catalyst or a metal component. In particular, the method of the present invention can be suitably applied to reactions using glycerin carbonate (isomer mixture) having asymmetric carbon as a raw material. According to the method of the present invention, it is also possible to obtain the glycerin carbonate acrylate compound which is the target product with a high yield exceeding 50%.
本発明の反応は、グリセリンカーボネートとアクリル酸エステル化合物とを、グリセリンカーボネートアクリレート化合物を製造するものである（下記式参照）。 In the reaction of the present invention, glycerin carbonate and an acrylate compound are produced to produce a glycerin carbonate acrylate compound (see the following formula).
（式中、Ｒ２は、水素原子又は炭素原子数１〜４の直鎖状又は分岐状のアルキル基であり、Ｒ３は、炭素原子数１〜１０の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基である。） (Wherein R 2 is a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 3 is a linear, branched or cyclic group having 1 to 10 carbon atoms. An alkyl group.)
式（Ｉ）のグリセリンカーボネートは、どのような方法で製造されたものでもあってもよい。例えば、グリセリンと炭酸エステル（例えば、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸ジブチル、炭酸ジフェニル）とのエステル交換反応により製造されたグリセリンカーボネートや、グリセリンとホスゲンとの反応により製造したグリセリンカーボネートを使用することができる。グリセリンカーボネートは、純粋な光学異性体であっても、異性体混合物であってもよく、ラセミ混合物も使用することができる。 The glycerin carbonate of formula (I) may be produced by any method. For example, it is possible to use glycerin carbonate produced by a transesterification reaction between glycerin and a carbonate ester (for example, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dibutyl carbonate, diphenyl carbonate) or glycerin carbonate produced by a reaction between glycerin and phosgene. it can. The glycerine carbonate may be a pure optical isomer or a mixture of isomers, and a racemic mixture can also be used.
本発明で使用されるアクリル酸エステル化合物は、下記式（ＩＩ）で示される。 The acrylic ester compound used in the present invention is represented by the following formula (II).
（式中、Ｒ２は、水素原子又は炭素原子数１〜４の直鎖状又は分岐状のアルキル基であり、Ｒ３は、炭素原子数１〜１０の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基である。） (Wherein R 2 is a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 3 is a linear, branched or cyclic group having 1 to 10 carbon atoms. An alkyl group.)
Ｒ２が炭素原子数１〜４の直鎖状又は分岐状のアルキル基の場合、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基等が挙げられるが、好ましくは水素原子又はメチル基である。 When R 2 is a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, etc. Examples thereof include a hydrogen atom or a methyl group.
Ｒ３が炭素原子数１〜１０の炭素原子数１〜１０の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基の場合、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が挙げられるが、好ましくは、メチル基、エチル基である。 When R 3 is a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and having 1 to 10 carbon atoms, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group , An octyl group, a decyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group, preferably a methyl group and an ethyl group.
式（ＩＩ）のアクリル酸エステル化合物としては、例えば、アクリル酸メチルや、アクリル酸エチル等アクリル酸アルキルエステルが挙げられるが、Ｒ３がより小さいアクリル酸メチル（Ｒ３がメチル基）、アクリル酸エチル（Ｒ３がエチル基）が好適に用いられる。 The acrylic ester compound of Formula (II), for example, methyl acrylate and include but are ethyl acrylate and acrylic acid alkyl esters, R 3 is smaller than methyl acrylate (R 3 is a methyl group), acrylic acid Ethyl (R 3 is an ethyl group) is preferably used.
式（ＩＩ）のアクリル酸エステル化合物は、１種を単独で、又は２種以上を併用してもよい。 The acrylic ester compound of the formula (II) may be used alone or in combination of two or more.
アクリル酸エステル化合物の使用量は、グリセリンカーボネート１モルに対して１．０〜１００モルとすることができ、１．０〜２０．０モルであることが好ましい。 The usage-amount of an acrylic ester compound can be 1.0-100 mol with respect to 1 mol of glycerol carbonate, and it is preferable that it is 1.0-20.0 mol.
（リパーゼの範囲）
本発明で使用するリパーゼとしては、特に限定されないが、好ましくは、バルクホルデリア・セパシア（Ｂｕｒｋｈｏｌｄｅｒｉａ ｃｅｐａｃｉａ）を起源とするリパーゼ（例えば、Ａｍａｎｏ ＰＳ（アマノエンザイム社製）等）、シュードモナス・エスピー（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｓｐ．）を起源とするリパーゼ（例えば、ＬＩＰ−３０１（東洋紡製））、カンジダ・シリンドラセア（Ｃａｎｄｉｄａ ｃｙｌｉｎｄｒａｃｅａ）を起源とするリパーゼ（例えば、Ｌｉｐａｓｅ ＯＦ（名糖産業製））、アルカリジェネス・エスピー （Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ ｓｐ．）を起源とするリパーゼ（例えば、Ｌｉｐａｓｅ ＰＬＧ（名糖産業製））。特に好ましくはバルクホルデリア・セパシア（シュードモナス・セパシア）（Ｂｕｒｋｈｏｌｄｅｒｉａ ｃｅｐａｃｉａ）を起源とするリパーゼである。これらは、アルコール−カーボネート交換活性が低く、その一方で、アルコール−エステル活性を示すリパーゼであり、本発明において有利である。前記リパーゼの中でも、ポリカーボネート鎖の重合度の低下が少ない点から、バルクホルデリア・セパシア（シュードモナス・セパシア）（Ｂｕｒｋｈｏｌｄｅｒｉａ ｃｅｐａｃｉａ）を起源とするリパーゼ（例えば、Ａｍａｎｏ ＰＳ（天野エンザイム製）やＡｍａｎｏ ＰＳ−ＣＩ（アマノＰＳ／セラミック担体吸着、天野エンザイム製））がより好ましい。
(Range of lipase)
The lipase used in the present invention is not particularly limited, but preferably a lipase derived from Burkholderia cepacia (for example, Amano PS (manufactured by Amano Enzyme)), Pseudomonas sp. (Pseudomonas) lipase originating from sp.) (for example, LIP-301 (manufactured by Toyobo)), lipase originating from Candida cylindracea (for example, Lipase OF (manufactured by Meito Sangyo)), Alkaline Genes Sp ( Lipases originating from Alcaligenes sp.) (For example, Lipase PLG (manufactured by Meisei Sangyo)). Particularly preferred is a lipase originating from Burkholderia cepacia. These are lipases exhibiting low alcohol-carbonate exchange activity while exhibiting alcohol-ester activity, which is advantageous in the present invention. Among the above lipases, lipases originating from Burkholderia cepacia (for example, Amano PS (manufactured by Amano Enzyme) and Amano PS-) are used because of a small decrease in the degree of polymerization of the polycarbonate chain. CI (Amano PS / ceramic carrier adsorption, Amano Enzyme)) is more preferable.
リパーゼのアルコール−カーボネート交換活性は、ｎ−ブチルアルコールとジメチルカーボネート（ＤＭＣ）を、所定のリパーゼの存在下で、一定時間反応させ、転化率（ｎ−ブチルアルコール基準）を測定することより評価することができる。リパーゼのアルコール−エステル交換活性は、ｎ−ブチルアルコールとアクリル酸エチルを、所定のリパーゼの存在下で、一定時間反応させ、転化率（ｎ−ブチルルコール基準）を測定することより評価することができる。一定時間（例えば２４時間）反応させた際の、アルコール−カーボネート交換反応の転化率／アルコール−エステル交換反応の転化率が、０．１以下であることが好ましく、より好ましくは０．０１以下である。 The alcohol-carbonate exchange activity of lipase is evaluated by reacting n-butyl alcohol and dimethyl carbonate (DMC) for a certain period of time in the presence of a predetermined lipase, and measuring the conversion rate (on the basis of n-butyl alcohol). be able to. The alcohol-transesterification activity of lipase can be evaluated by reacting n-butyl alcohol and ethyl acrylate for a certain period of time in the presence of a predetermined lipase and measuring the conversion rate (on the basis of n-butyl alcohol). it can. When the reaction is carried out for a certain time (for example, 24 hours), the conversion rate of alcohol-carbonate exchange reaction / conversion rate of alcohol-ester exchange reaction is preferably 0.1 or less, more preferably 0.01 or less. is there.
上記のリパーゼは、上記のような微生物から得られたリパーゼをコードする遺伝子を、酵母や糸状菌のような適切な宿主に導入して得られた組換え体の培養物から得たものであってもよい。 The above lipase was obtained from a recombinant culture obtained by introducing a gene encoding a lipase obtained from the above microorganism into an appropriate host such as yeast or filamentous fungus. May be.
加水分解酵素の組換え発現のために使用される組換えＤＮＡ技術は、当該分野において公知である。加水分解酵素のアミノ酸配列は上記のものに限定されず、例えば、これらの配列において、１個又は数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつ加水分解活性を有するタンパク質を本発明に好適に使用することができる。あるいは、これらの配列と、例えば９０％以上、好ましくは９５％、より好ましくは９７％以上の配列同一性を示すアミノ酸配列からなり、かつ加水分解活性を有するタンパク質も本発明に好適に使用することができる。 Recombinant DNA techniques used for recombinant expression of hydrolases are known in the art. The amino acid sequence of the hydrolase is not limited to those described above. For example, a protein comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in these sequences and having hydrolytic activity Can be suitably used in the present invention. Alternatively, a protein consisting of an amino acid sequence having a sequence identity of, for example, 90% or more, preferably 95%, more preferably 97% or more with these sequences, and having hydrolytic activity is also preferably used in the present invention. Can do.
これらの加水分解酵素の形態は、特に限定されず、天然又は固定化酵素の形態であってもよい。 The form of these hydrolases is not particularly limited, and may be a natural or immobilized enzyme form.
固定化酵素は、固定化担体に加水酵素を吸着等により担持させたものをいう。固定化担体としては、セライト、ケイソウ土、カオリナイト、シリカゲル、モレキュラーシーブス、多孔質ガラス、活性炭、炭酸カルシウム、セラミックス等の無機担体、セラミックスパウダー、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン、キトサン、イオン交換樹脂、疎水吸着樹脂、キレート樹脂、合成吸着樹脂等の有機高分子等が挙げられるが、特に酵素の吸着力が高い点から疎水吸着樹脂が好ましい。また、疎水吸着樹脂の中でも、大きな表面積を有することにより酵素の吸着量を高くできるという点から、多孔質であることが好ましい。 The immobilized enzyme refers to an enzyme in which a hydrolase is supported by adsorption or the like on an immobilized carrier. Immobilization carriers include celite, diatomaceous earth, kaolinite, silica gel, molecular sieves, porous glass, activated carbon, calcium carbonate, ceramics and other inorganic carriers, ceramic powder, polyvinyl alcohol, polypropylene, chitosan, ion exchange resin, hydrophobic adsorption Examples thereof include organic polymers such as resins, chelate resins, and synthetic adsorption resins. Hydrophobic adsorption resins are particularly preferable from the viewpoint of high enzyme adsorptive power. Further, among hydrophobic adsorption resins, a porous surface is preferable from the viewpoint that the adsorption amount of the enzyme can be increased by having a large surface area.
固定化酵素は、１種を単独で、又は２種以上を併用してもよい。 The immobilized enzyme may be used alone or in combination of two or more.
固定化酵素の使用量は、効率的な反応速度を実現する点から、式（Ｉ）のグリセリンカーボネート１．０ｇに対して、好ましくは０．０１〜１０ｇ、より好ましくは、０．１〜５ｇ、特に好ましくは０．２〜２ｇである。 The amount of the immobilized enzyme used is preferably 0.01 to 10 g, more preferably 0.1 to 5 g, relative to 1.0 g of glycerol carbonate of the formula (I), from the viewpoint of realizing an efficient reaction rate. Particularly preferred is 0.2 to 2 g.
本発明において、反応方式は、特に限定されず、バッチ方式又は酵素を固定化したカラムを通過させる流通連続式をはじめとする、いかなる方式でも行なうことができる。
（溶媒の範囲）
本発明の反応は、有機溶媒を使用して行なうことができる。有機溶媒としては、基質であるグリセリンカーボネートとアクリル酸ビニル化合物を溶解でき、かつ、加水分解酵素を失活させない溶媒であれば特に限定されない。
In the present invention, the reaction system is not particularly limited, and any system including a batch system or a continuous flow system in which an enzyme-immobilized column is passed can be used.
(Range of solvent)
The reaction of the present invention can be carried out using an organic solvent. The organic solvent is not particularly limited as long as it is a solvent that can dissolve the substrates glycerin carbonate and vinyl acrylate compound and does not deactivate the hydrolase.
有機溶媒としては、ジエチルエーテル、ｔ−ブチルメチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、１，４−ジオキサン等のエーテル類；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類；ｔ−ブチルアルコール、ｔ−アミルアルコール等のアルコール類が挙げられるが、好ましくはジイソプロピルエーテル、ｔ−ブチルメチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、ｔ−ブタノール、ｔ−アミルアルコール、より好ましくは、ｔ−ブチルメチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、ｔ−ブチルアルコール、特に好ましくはｔ−ブチルメチルエーテル、ｔ−ブチルアルコールである。これらの有機溶媒は、１種を単独で、又は２種以上を併用してもよい。 Examples of the organic solvent include diethyl ether, t-butyl methyl ether, diisopropyl ether, cyclopentyl methyl ether, 1,4-dioxane and other ethers; acetone, methyl ethyl ketone and other ketones; t-butyl alcohol, t-amyl alcohol and the like. Examples of the alcohol include diisopropyl ether, t-butyl methyl ether, cyclopentyl methyl ether, t-butanol, t-amyl alcohol, more preferably t-butyl methyl ether, cyclopentyl methyl ether, t-butyl alcohol, Particularly preferred are t-butyl methyl ether and t-butyl alcohol. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.
有機溶媒の使用量は、式（Ｉ）のグリセリンカーボネート１ｇに対して、好ましくは０．１〜１００ｍＬ、より好ましくは、０．２〜５０ｍＬ、特に好ましくは０．５〜５ｍＬである。 The amount of the organic solvent used is preferably 0.1 to 100 mL, more preferably 0.2 to 50 mL, and particularly preferably 0.5 to 5 mL with respect to 1 g of glycerol carbonate of the formula (I).
本発明の反応は、アクリレート部位の重合を防ぐため、重合禁止剤を共存させて行うことが好ましい。重合禁止剤は通常に使用されるものであれば特に限定されず、例えば、フェノール、クレゾール、ヒドロキノン、ｔ−ブチルヒドロキノン、ｐ−メトキシフェノール（メトキノン）、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、フェノチアジンなどが使用できる。重合禁止剤の使用量は、グリセリンカーボネート１モルに対して０．０００００１〜０．０５モル、更には０．０００００２〜０．０３モルであることが好ましい。 The reaction of the present invention is preferably carried out in the presence of a polymerization inhibitor in order to prevent polymerization of the acrylate moiety. The polymerization inhibitor is not particularly limited as long as it is normally used. For example, phenol, cresol, hydroquinone, t-butylhydroquinone, p-methoxyphenol (methoquinone), 2,6-di-t-butyl-4 -Methylphenol, phenothiazine, etc. can be used. The amount of the polymerization inhibitor used is preferably 0.000001 to 0.05 mol, more preferably 0.000002 to 0.03 mol, per 1 mol of glycerin carbonate.
（分子ふるいとの接触工程）
本発明において、前記反応後、得られた反応液と分子ふるいとを接触させることによって、反応によって副生したアルコールを、減圧及び／又は加熱しながら反応液から除去することなく、原料であるポリカーボネートジオール化合物と関与しない状態にすることができる。これにより、反応がすみやかに進行するとともに、リパーゼの失活をも防ぐことができるため、前記反応において得られた反応液を分子ふるいと接触させる工程を含む方法が好適に使用される。
(Contact process with molecular sieve)
In the present invention, after the reaction, by contacting the obtained reaction liquid with a molecular sieve, the alcohol as a by-product by the reaction is removed from the reaction liquid while reducing pressure and / or heating, and the polycarbonate as a raw material It can be in a state not involved with the diol compound. Thereby, while the reaction proceeds promptly and lipase inactivation can be prevented, a method including a step of contacting the reaction solution obtained in the reaction with a molecular sieve is preferably used.
前記分子ふるいとしては、好ましくは１〜１０Å（オングストローム）の有効気孔サイズを有する分子ふるい、更に好ましくは天然ゼオライト及び合成ゼオライトから選択される群より選択される少なくとも１種の分子ふるいであり、具体的には、例えば、ゼオライト、モレキュラーシーブスが使用される。 The molecular sieve is preferably a molecular sieve having an effective pore size of 1 to 10 angstroms, more preferably at least one molecular sieve selected from the group selected from natural zeolite and synthetic zeolite. Specifically, for example, zeolite and molecular sieves are used.
（ゼオライト）
前記ゼオライトとしては、好ましくはゼオライトを多孔質支持体上に膜状に形成させたゼオライト膜が使用され、ゼオライト膜としては、好ましくはＹ型のゼオライトを多孔質支持体上に膜状に形成させたＹ型ゼオライト膜が使用される。
(Zeolite)
As the zeolite, a zeolite membrane is preferably used in which a zeolite is formed into a membrane on a porous support. As the zeolite membrane, a Y-type zeolite is preferably formed into a membrane on a porous support. A Y-type zeolite membrane is used.
ゼオライト膜と反応液との接触は、ゼオライト膜を反応液中に浸漬させ、アルコールを含む混合溶液からアルコール蒸気として混合溶液からアルコールを選択的に透過させて除去するパーベーパレーション法が好ましい。 The contact between the zeolite membrane and the reaction solution is preferably a pervaporation method in which the zeolite membrane is immersed in the reaction solution and alcohol is selectively permeated and removed from the mixed solution containing alcohol as alcohol vapor.
（モレキュラーシーブス）
前記モレキュラーシーブスとしては、好ましくはモレキュラーシーブス４Ａ、モレキュラーシーブス５Ａ、更に好ましくはモレキュラーシーブス４Ａが使用される。
(Molecular Sieves)
As the molecular sieve, molecular sieves 4A, molecular sieves 5A, and more preferably molecular sieves 4A are preferably used.
モレキュラーシーブスと反応液との接触は、モレキュラーシーブスを直接反応液中に浸漬させる、あるいは、モレキュラーシーブスを詰めたカラムに反応液を流通させる方法が好ましい。 The contact between the molecular sieve and the reaction solution is preferably a method in which the molecular sieve is directly immersed in the reaction solution or the reaction solution is circulated through a column packed with molecular sieves.
（反応温度、圧力範囲）
本発明において、反応温度は、０〜１００℃とすることができ、好ましくは１０〜７０℃であり、より好ましくは３０〜６０℃である。
(Reaction temperature, pressure range)
In this invention, reaction temperature can be 0-100 degreeC, Preferably it is 10-70 degreeC, More preferably, it is 30-60 degreeC.
本発明において、反応圧力は、特に限定されず、常圧下又は減圧下のいずれの条件でも行なうことができる。
本発明の方法は、アクリル酸エステルを還流させながら常圧でエステル交換反応を行う場合に比べて低温にて反応を行うことができ、効率及び安全性の点で優れている。
In the present invention, the reaction pressure is not particularly limited, and the reaction can be performed under normal pressure or reduced pressure.
The method of the present invention can perform the reaction at a lower temperature than the case of performing the transesterification reaction at normal pressure while refluxing the acrylate ester, and is excellent in terms of efficiency and safety.
（反応形態）
本発明の反応は、バッチ式反応器、フロー式反応器のいずれでも行うことができ、「反応槽」と「分子ふるいとの接触工程を行う槽（以下、「分子ふるい槽」と称することもある」は同一でも異なっていても良い。また、反応液を連続的に流通させながら行うこともできる（以下、「流通連続式」と称することもある）。
流通連続式にて反応を行う場合、反応溶液中のグリセリンカーボネート化合物の濃度は、反応系の全質量に対して５〜５０質量％とすることが好ましく、アクリル酸ビニル化合物の濃度は反応系の全重量に対して５〜３０質量％が好ましい。また、反応液の通液線速度は、好ましくは０．５〜４００ｍｍ／分、更に１〜２００ｍｍ／分であるのが好ましい。この通液線速度（ｍｍ／分）は、１分間当りの送液量（ｍｍ３／分）（又は送液速度（１０-３ｍＬ／分）ともいう）を充填層断面積（ｍｍ２）で除した商で表わされる値をいう。
(Reaction form)
The reaction of the present invention can be carried out in either a batch-type reactor or a flow-type reactor, and may be referred to as a “reaction tank” and a tank for performing a contact process with a molecular sieve (hereinafter referred to as “molecular sieve tank”). “A certain” may be the same or different, and may be carried out while the reaction solution is continuously circulated (hereinafter also referred to as “circulation continuous type”).
When the reaction is performed in a continuous flow system, the concentration of the glycerin carbonate compound in the reaction solution is preferably 5 to 50% by mass with respect to the total mass of the reaction system, and the concentration of the vinyl acrylate compound is 5-30 mass% is preferable with respect to the total weight. Moreover, the liquid flow rate of the reaction liquid is preferably 0.5 to 400 mm / min, and more preferably 1 to 200 mm / min. The liquid flow rate (mm / min) was obtained by dividing the liquid feed rate per minute (mm3 / min) (or liquid feed rate (10-3 mL / min)) by the packed bed cross-sectional area (mm2). A value expressed in quotient.
通液線速度を上げることによる充填塔内圧力の増大に伴い、通液が困難となり、耐圧性の高い酵素充填塔が必要となる他に、固定化酵素が塔内圧力増加により破砕される場合が生じることもあるため、通液線速度は４００ｍｍ／分以下とすることが好ましい。また、生産性の点から通液線速度は１ｍｍ／分以上とすることが好ましい。固定化酵素の発現活性は、通液線速度により変化するため、最適な通液線速度を選定して反応条件を決定することで、所望の生産能力、製造コストに見合った反応を行うことができる。反応容器中の反応溶液の流通時間は、３０秒〜６時間の範囲とすることができる。 When the pressure inside the packed column increases by increasing the liquid flow rate, it becomes difficult to pass the liquid and an enzyme packed column with high pressure resistance is required. Therefore, it is preferable that the liquid passage speed is 400 mm / min or less. Further, from the viewpoint of productivity, it is preferable that the liquid flow rate is 1 mm / min or more. Since the expression activity of the immobilized enzyme changes depending on the flow rate, the reaction can be performed according to the desired production capacity and manufacturing cost by selecting the optimal flow rate and determining the reaction conditions. it can. The flow time of the reaction solution in the reaction vessel can be in the range of 30 seconds to 6 hours.
（精製法）
本発明の製造方法では、反応後、常温にて、減圧下、溶媒留去することで、純度の高いグリセリンカーボネートアクリレート化合物を得ることができる。グリセリンカーボネートアクリレート化合物の純度は、ガスクロマトグラフィー分析による面積百分率から算出できる。例えば、原料のグリセリンカーボネートが残存した場合は、抽出操作により除去が可能である。
(Purification method)
In the production method of the present invention, a high-purity glycerin carbonate acrylate compound can be obtained by distilling off the solvent under reduced pressure at room temperature after the reaction. The purity of the glycerin carbonate acrylate compound can be calculated from the area percentage by gas chromatography analysis. For example, when the raw material glycerin carbonate remains, it can be removed by an extraction operation.
更に、本発明の製造方法によって得られた、グリセリンカーボネートアクリレート化合物は、蒸留、分液、抽出及びカラムクロマトグラフィー等の一般的な方法によって、更に精製することも出来る。 Furthermore, the glycerin carbonate acrylate compound obtained by the production method of the present invention can be further purified by general methods such as distillation, liquid separation, extraction and column chromatography.
本発明の製造方法にて得られるグリセリンカーボネートアクリレート化合物は、中性条件下、リパーゼを使用して製造されている。このため、従来のグリセリンカーボネートアクリレート化合物の製造方法において起こりうる、製品への酸塩基成分の混入や、金属塩又はハロゲン化物等の不純物混入の可能性は極めて低いことから、腐食等に極めて敏感な電子材料用途への使用が可能になることに加え、化学的により安全な製品が得られる。 The glycerin carbonate acrylate compound obtained by the production method of the present invention is produced using lipase under neutral conditions. For this reason, it is extremely sensitive to corrosion and the like because the possibility of contamination of acid-base components and impurities such as metal salts or halides, which may occur in the conventional production method of glycerin carbonate acrylate compound, is extremely low. In addition to being able to be used for electronic material applications, a chemically safer product is obtained.
次に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。 Next, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the scope of the present invention is not limited thereto.
なお、本発明の反応で使用した市販リパーゼは、以下の通りである。
Ｎｏｖｏｚｙｍｅ４３５：ノボザイム社製 Candida antarctica lipase Bを多孔性樹脂担体に固定化したもの。
ＡｍａｎｏＰＳ−ＩＭ：天野エンザイム社製 Burkholderia cepacia由来リパーゼをセライト担体に吸着固定化したもの。
固定化リパーゼ：和光純薬製 Pseudomonas spリパーゼを無機担体に固定化したもの。
Ｌｉｐｏｚｙｍｅ ＲＭ ＩＭ：Rhizomucor miehei由来リパーゼをイオン交換樹脂に固定化したもの。
In addition, the commercially available lipase used by reaction of this invention is as follows.
Novozyme 435: Candida antarctica lipase B manufactured by Novozyme, immobilized on a porous resin carrier.
AmanoPS-IM: Burkholderia cepacia lipase manufactured by Amano Enzyme, Inc., adsorbed and immobilized on a celite carrier.
Immobilized lipase: Wako Pure Chemicals Pseudomonas sp lipase immobilized on an inorganic carrier.
Lipozyme RM IM: Rhizomucor miehei-derived lipase immobilized on an ion exchange resin.
また、グリセリンカーボネート及びグリセリンカーボネートアクリレート化合物の定量、及び、転化率、収率、生成物純度の算出は、ガスクロマトグラフィーにより算出した。なお、ガスクロマトグラフィーによる分析条件は以下の通りである。
（ガスクロマトグラフィー分析条件）
ガスクロマトグラム 島津製 GC-2100
分析カラム：DB-1701 30m×0.53mmID 1.0μm
カラム温度：80℃（2min）→10℃/min→260℃（2min）
注入口温度： 200℃
検出口温度（FID）：250℃
キャリアーガス：ヘリウム
線速度：30cm/sec
スプリット比： 50:1
注入量 ： 1.0μ
保持時間
トリグライム（内部標準物質）：11.45min,
グリセリンカーボネート：16.1min
グリセリンカーボネートメタクリレート：17.0min,
In addition, the quantification of glycerin carbonate and glycerin carbonate acrylate compound, and the conversion rate, yield, and product purity were calculated by gas chromatography. The analysis conditions by gas chromatography are as follows.
(Gas chromatography analysis conditions)
Gas chromatogram Shimadzu GC-2100
Analytical column: DB-1701 30m × 0.53mmID 1.0μm
Column temperature: 80 ℃ (2min) → 10 ℃ / min → 260 ℃ (2min)
Inlet temperature: 200 ° C
Detection port temperature (FID): 250 ° C
Carrier gas: Helium linear velocity: 30cm / sec
Split ratio: 50: 1
Injection volume: 1.0μ
Retention time triglyme (internal standard): 11.45min,
Glycerin carbonate: 16.1min
Glycerin carbonate methacrylate: 17.0min,
実施例１（樹脂担体固定化リパーゼＰＳの調整）
リパーゼＰＳ「アマノ」ＳＤＨ １５０ｇに１００ｍＭリン酸緩衝液（ｐＨ７．０）０．６Ｌと純水を加え溶解後、３Ｌに定容し、固定化液を調製した。そこに多孔性樹脂担体（ＬＥＷＡＴＩＴ ＶＰＯＣ １６００）６００ｇを加え、６℃にて１２時間攪拌した。その後、デカンテーションにて担体を回収し、純水で洗浄後、減圧乾燥し、樹脂担体固定化リパーゼＰＳ（３５２ｇ）を取得した。
Example 1 (Adjustment of resin carrier-immobilized lipase PS)
To 150 g of lipase PS “Amano” SDH, 0.6 L of 100 mM phosphate buffer (pH 7.0) and pure water were added and dissolved, and the volume was adjusted to 3 L to prepare an immobilization solution. Thereto was added 600 g of a porous resin carrier (LEWATIT VPOC 1600), and the mixture was stirred at 6 ° C. for 12 hours. Thereafter, the carrier was recovered by decantation, washed with pure water, and then dried under reduced pressure to obtain a resin carrier-immobilized lipase PS (352 g).
実施例２（グリセリンカーボネートアクリレートの合成、及び単離精製） Example 2 (Synthesis and isolation / purification of glycerin carbonate acrylate)
２００ｍｌフラスコに、グリセリンカーボネート（Ｇｌｙｃｅｒｏｌ １，２−Ｃａｒｂｏｎａｔｅ：東京化成製、異性体混合物 ）１０．０ｇ（８４ｍｍｏｌ）、アクリル酸メチル（東京化成製）７２．３ｇ（８４０ｍｍｏｌ）、モレキュラーシーブス４Ａ（１／１６）１０ｇ、実施例１で調製した樹脂担体固定化リパーゼＰＳ５．０ｇを加え、バス温５０℃で、マグネチックスターラー攪拌下、２４時間反応させた。 In a 200 ml flask, 10.0 g (84 mmol) of glycerol carbonate (Glycerol 1,2-Carbonate: manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., isomer mixture), 72.3 g (840 mmol) of methyl acrylate (manufactured by Tokyo Chemical Industry), molecular sieves 4A (1 / 16) 10 g of the resin carrier-immobilized lipase PS 5.0 g prepared in Example 1 was added, and the mixture was reacted at a bath temperature of 50 ° C. with stirring with a magnetic stirrer for 24 hours.
反応終了後、ろ過により固定化酵素、モレキュラーシーブスを除去した後、飽和食塩水（約１００ｍｌ）に対して、分液、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濃縮、薄黄色液体（約８ｇ）を得た。 After completion of the reaction, the immobilized enzyme and molecular sieves were removed by filtration, and then the solution was separated into a saturated saline solution (about 100 ml), the organic layer was dried over magnesium sulfate, concentrated under reduced pressure, and a pale yellow liquid (about 8 g). Got.
得られた液体をシリカゲルクロマト（ＷａｋｏＣ−３００）で、溶離液ｎ−ヘキサン：酢酸エチル＝９：１〜１：１で精製した。 The resulting liquid was purified by silica gel chromatography (WakoC-300) with eluent n-hexane: ethyl acetate = 9: 1 to 1: 1.
目的物を含むフラクションを濃縮し、無色透明液体２．９ｇを取得した。１Ｈ−ＮＭＲから、グリセリンカーボネートメタクリレートと同定した。
なお、グリセリンカーボネートアクリレートの物性値は、以下の通りであった（Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ １９巻６４１項（２００７年））。
The fraction containing the desired product was concentrated to obtain 2.9 g of a colorless transparent liquid. From 1H-NMR, it identified with the glycerol carbonate methacrylate.
In addition, the physical-property value of glycerol carbonate acrylate was as follows (Chemistry of Materials 19th volume 641 (2007)).
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，δ（ｐｐｍ））；６．４２ｐｐｍ（ｄ、１Ｈ）、６．１５ｐｐｍ（ｄｄ，１Ｈ），５．９ｐｐｍ（ｄ，１Ｈ），４．９５ｐｐｍ（ｍ，１Ｈ），４．５８ｐｐｍ（ｔ，１Ｈ），４．４ｐｐｍ（ｑ，１Ｈ），４．３ｐｐｍ（ｍ，２Ｈ） 1 H-NMR (CDCl 3, δ (ppm)); 6.42 ppm (d, 1 H), 6.15 ppm (dd, 1 H), 5.9 ppm (d, 1 H), 4.95 ppm (m, 1 H), 4 .58 ppm (t, 1 H), 4.4 ppm (q, 1 H), 4.3 ppm (m, 2 H)
参考例３（種々リパーゼによるグリセリンカーボネートアクリレートの合成）
攪拌装置、温度調節及び上部冷却装置を備えた内容積約１９ｍｌのガラス製容器に、グリセリンカーボネート（ＧＣ）４００ｍｇ（３．３９ｍｍｏｌ）、内部標準物質として、トリグライム４０．０ｍｇを加えた後、アクリル酸メチル１．５９ｇ（１８．６ｍｍｏｌ）、を加えて２．０ｍｌに定容した反応液に、各種リパーゼを混合し、攪拌しながら５０℃にて２４時間反応させた。反応中、経時的に反応液５０μｌを採取し、９５０μｌアセトンを加えたものをろ過し、１．０μｌをガスクロマト分析に供した。反応収率は、生成物標準品と内標比の検量線から、生成物量を定量して算出した。
Reference Example 3 (Synthesis of glycerol carbonate acrylate with various lipases)
After adding 400 mg (3.39 mmol) of glycerin carbonate (GC) and 40.0 mg of triglyme as an internal standard substance to a glass container having an internal volume of about 19 ml equipped with a stirrer, temperature control and upper cooling device, acrylic acid Methyl 1.59 g (18.6 mmol) was added to the reaction solution, which was fixed at 2.0 ml, and various lipases were mixed and reacted at 50 ° C. for 24 hours with stirring. During the reaction, 50 μl of the reaction solution was collected over time, 950 μl acetone added was filtered, and 1.0 μl was subjected to gas chromatographic analysis. The reaction yield was calculated by quantifying the product amount from a standard product and a calibration curve of the internal standard ratio.
その結果を表１に示す。 The results are shown in Table 1.
上記表１に示すように、種々リパーゼのなかで、バルクホルデリア・セパシア （Burkholderia cepacia ）を起源とするリパーゼのみが経時的に反応が進行することを示し、カンジダ・アンタークティカ（Candida antarctica）を起源とするリパーゼ（例えば、Novozym 435（ノボザイム社製））は、収率が反応時間に依存しない、若しくは、経時的に減少することから、生成物が分解されることを示す。 As shown in Table 1 above, only lipase originating from Burkholderia cepacia among various lipases indicates that the reaction proceeds with time, and Candida antarctica A lipase of origin (eg Novozym 435 (Novozyme)) indicates that the product is degraded because the yield does not depend on the reaction time or decreases over time.
実施例４（バッチ式でのグリセリンカーボネートアクリレートの製造）
冷却管付き１００ｍｌガラス反応器に、グリセリンカーボネート（Ｇｌｙｃｅｒｏｌ １，２−Ｃａｒｂｏｎａｔｅ：東京化成製 純度９０．１％、異性体混合物）５．０ｇ（０．０４２ｍｏｌ）、アクリル酸メチル７２．３ｇ（０．８４ｍｏｌ：和光純薬製 純度９９．９％）、内部標準物質として、トリグライム０．５ｇ、重合禁止剤としてｐ−メトキシフェノール２０ｍｇを加えた後、更に、ＭＴＢＥ（ｔ−ブチルメチルエーテル）４０ｍｌを加え、反応液を調製し、さらにモレキュラーシーブス４Ａ（１／１６）１０．０ｇとリパーゼ５．０ｇを加え、攪拌しながら４８時間反応させた。
その結果を表２に示す。
Example 4 (Production of glycerol carbonate acrylate in batch)
In a 100 ml glass reactor equipped with a cooling tube, 5.0 g (0.042 mol) of glycerine carbonate (Glycerol 1,2-Carbonate: Tokyo Chemical Industries, purity 90.1%, isomer mixture), 72.3 g of methyl acrylate (0. 84 mol: manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., purity 99.9%), 0.5 g of triglyme as an internal standard substance, and 20 mg of p-methoxyphenol as a polymerization inhibitor were added, and then 40 ml of MTBE (t-butyl methyl ether) was further added. Then, 10.0 g of molecular sieves 4A (1/16) and 5.0 g of lipase were added and reacted for 48 hours with stirring.
The results are shown in Table 2.
実施例５（バッチ式でのグリセリンカーボネートアクリレートの製造）
冷却管付き１００ｍｌガラス反応器に、グリセリンカーボネート（Ｇｌｙｃｅｒｏｌ １，２−Ｃａｒｂｏｎａｔｅ：東京化成製 純度９０．１％、異性体混合物）２．５ｇ（０．０２１ｍｏｌ）、アクリル酸メチル３６．２ｇ（０．４２ｍｏｌ：和光純薬製 純度９９．９％）、実施例１で調製した樹脂担体固定化リパーゼＰＳ ５．０ｇ、内部標準物質として、トリグライム０．５ｇ、重合禁止剤としてｐ−メトキシフェノール１０ｍｇを加えた後、更に、モレキュラーシーブス４Ａ（１／１６）１０．０ｇを加え、攪拌しながら７２時間反応させた。
その結果を表３に示す。
Example 5 (Production of glycerol carbonate acrylate in batch)
In a 100 ml glass reactor equipped with a cooling tube, 2.5 g (0.021 mol) of glycerine carbonate (Glycerol 1,2-Carbonate: Tokyo Chemical, purity 90.1%, isomer mixture), 36.2 g of methyl acrylate (0. 42 mol: manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., purity 99.9%), 5.0 g of the resin carrier-immobilized lipase PS prepared in Example 1, 0.5 g of triglyme as an internal standard substance, and 10 mg of p-methoxyphenol as a polymerization inhibitor were added. Thereafter, 10.0 g of molecular sieves 4A (1/16) was further added, and the mixture was allowed to react for 72 hours with stirring.
The results are shown in Table 3.
以上の結果により、分子ふるいを添加することで反応収率が大きく向上することが分かった。 From the above results, it was found that the reaction yield was greatly improved by adding molecular sieve.
実施例６（グリセリンカーボネートアクリレート単離収率と純度）
２００ｍｌフラスコに、グリセリンカーボネート（Ｇｌｙｃｅｒｏｌ １，２−Ｃａｒｂｏｎａｔｅ：東京化成製（純度９０．７％）、異性体混合物）１０．０ｇ（８４ｍｍｏｌ）、アクリル酸メチル（東京化成製）７２．３ｇ（８４０ｍｍｏｌ）、モレキュラーシーブス４Ａ（１／１６）２０ｇ、実施例１で調製した樹脂担体固定化リパーゼＰＳ１０．０ｇ、重合禁止剤としてｐ−メトキシフェノール１０ｍｇ、ＭＴＢＥ（ｔ−ブチルメチルエーテル）５０ｍｌを加え、バス温４０℃で、マグネチックスターラー攪拌下、７２時間反応させた。
反応終了後ＭＴＢＥ（ｔ−ブチルメチルエーテル）１００ｍｌを加え、ろ過により固定化酵素、モレキュラーシーブスを除去した後、純水（約１００ｍｌ）次いで飽和食塩水（約１００ｍｌ）に対して、分液、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濃縮、薄黄色液体（約９．２ｇ）を得た。
得られた液体を標準物質（トリグライム）を添加する内部標準法にてＧＣ分析により、グリセリンカーボネートアクリレート含有量を定量し、取得物の純度と単離収率を算出したところ、グリセリンカーボネートアクリレート純度は８０．６％であり、単離収率は５６．２％であった。
Example 6 (glycerin carbonate acrylate isolation yield and purity)
In a 200 ml flask, 10.0 g (84 mmol) of glycerine carbonate (Glycerol 1,2-Carbonate: Tokyo Chemical (purity 90.7%), isomer mixture), 72.3 g (840 mmol) of methyl acrylate (Tokyo Chemical) , 20 g of molecular sieves 4A (1/16), 10.0 g of lipase PS immobilized on the resin carrier prepared in Example 1, 10 mg of p-methoxyphenol and 50 ml of MTBE (t-butyl methyl ether) as a polymerization inhibitor, and bath temperature The reaction was carried out at 40 ° C. for 72 hours under magnetic stirring.
After completion of the reaction, 100 ml of MTBE (t-butyl methyl ether) was added and the immobilized enzyme and molecular sieves were removed by filtration. Then, the solution was separated into pure water (about 100 ml) and then saturated saline (about 100 ml). The layer was dried over magnesium sulfate and concentrated under reduced pressure to give a pale yellow liquid (about 9.2 g).
The obtained liquid was quantified by GC analysis with an internal standard method in which a standard substance (triglyme) was added, and the glycerin carbonate acrylate content was quantified, and the purity and isolation yield of the obtained product were calculated. The isolation yield was 56.2%.
本発明によれば、プロトン酸や金属成分を用いず、特定のリパーゼを用いてグリセリンカーボネートとアクリル酸エステル化合物から、グリセリンカーボネートアクリレート化合物を製造できる。本発明の方法は、比較的低温にて反応を行うことができ、効率及び安全性の点で優れている。即ち、本発明により、入手しやすい原料を使用して、高品質のグリセリンカーボネートアクリレート化合物を容易に製造することができる。 According to the present invention, a glycerol carbonate acrylate compound can be produced from glycerol carbonate and an acrylate compound using a specific lipase without using a protonic acid or a metal component. The method of the present invention can perform the reaction at a relatively low temperature, and is excellent in efficiency and safety. That is, according to the present invention, a high-quality glycerin carbonate acrylate compound can be easily produced by using an easily available raw material.
Claims (9)
で示されるグリセリンカーボネートアクリレート化合物の製造方法であって、リパーゼが、バルクホルデリア・セパシア（Ｂｕｒｋｈｏｌｄｅｒｉａ ｃｅｐａｃｉａ）を起源とするリパーゼ、及び、カンジダ・アンタークティカ（Ｃａｎｄｉｄａ ａｎｔａｒｃｔｉｃａ）を起源とするリパーゼからなる群より選択される１種以上であり、更に反応液を分子ふるいと接触させる工程を含む、製造方法。 Formula (I)
Wherein the lipase comprises a lipase originating from Burkholderia cepacia and a lipase originating from Candida antarctica A production method comprising at least one selected from the group and further comprising contacting the reaction solution with a molecular sieve.
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