[go: up one dir, main page]

JP2002320499A - Method for depolymerizing polyalkylene alkanoate or poly (3-hydroxyalkanoate) into an oligomer mainly composed of a cyclic body, and method for polymerizing said cyclic oligomer - Google Patents

Method for depolymerizing polyalkylene alkanoate or poly (3-hydroxyalkanoate) into an oligomer mainly composed of a cyclic body, and method for polymerizing said cyclic oligomer

Info

Publication number
JP2002320499A
JP2002320499A JP2001131768A JP2001131768A JP2002320499A JP 2002320499 A JP2002320499 A JP 2002320499A JP 2001131768 A JP2001131768 A JP 2001131768A JP 2001131768 A JP2001131768 A JP 2001131768A JP 2002320499 A JP2002320499 A JP 2002320499A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oligomer
cyclic
poly
hydroxyalkanoate
hydrolase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001131768A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shuichi Matsumura
秀一 松村
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.)
Keio University
Original Assignee
Keio University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Keio University filed Critical Keio University
Priority to JP2001131768A priority Critical patent/JP2002320499A/en
Publication of JP2002320499A publication Critical patent/JP2002320499A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J11/00Recovery or working-up of waste materials
    • C08J11/04Recovery or working-up of waste materials of polymers
    • C08J11/10Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation
    • C08J11/105Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with enzymes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2367/00Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2367/04Polyesters derived from hydroxy carboxylic acids, e.g. lactones
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62Plastics recycling; Rubber recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリアルキレンアルカノエートおよびポリ
(3−ヒドロキシアルカノエート)を、再重合可能な環
状体を主成分とするオリゴマーに変換する方法、および
前記環状オリゴマーからもとのポリマーを製造する方法
を、酵素反応を用いることにより低エネルギー消費でか
つ環境受容型の方法として提供すること。 【解決手段】 前記ポリマーを加水分解酵素の存在下、
解重合させることにより、下記構造式(1)または構造
式(2)でそれぞれ表される環状体を主成分とするオリ
ゴマーを製造する方法、前記環状オリゴマーから、加水
分解酵素の存在下、あるいは化学合成的に前記ポリマー
を製造する方法。 【化1】 【化2】 構造式(1)中、Aは炭素数2〜8のアルキレン基を表
し、Bは炭素数2〜6のアルキレン基を表す。mは1〜
6の整数を表す。構造式(2)中、Rは水素原子または
炭素数1から12のアルキル基を表し、nは2〜10の
整数を表す。
PROBLEM TO BE SOLVED: To convert a polyalkylene alkanoate and a poly (3-hydroxyalkanoate) into an oligomer having a repolymerizable cyclic as a main component, and an original polymer from the cyclic oligomer To provide a method for producing a low energy consumption and environmentally acceptable method by using an enzyme reaction. SOLUTION: The polymer is prepared in the presence of a hydrolase,
A method for producing an oligomer having a cyclic body as a main component represented by the following structural formula (1) or (2) by depolymerization, and a method for producing the oligomer from the cyclic oligomer in the presence of a hydrolase or A method for producing the polymer synthetically. Embedded image Embedded image In the structural formula (1), A represents an alkylene group having 2 to 8 carbon atoms, and B represents an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms. m is 1
Represents an integer of 6. In the structural formula (2), R represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and n represents an integer of 2 to 10.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、酵素による、ポリ
アルキレンアルカノエートまたはポリ(3−ヒドロキシ
アルカノエート)から再重合性環状オリゴマーへの変
換、および前記環状オリゴマーからポリアルキレンアル
カノエートまたはポリ(3−ヒドロキシアルカノエー
ト)への変換に関するものである。
The present invention relates to the conversion of a polyalkylene alkanoate or poly (3-hydroxyalkanoate) into a repolymerizable cyclic oligomer by an enzyme, and the polyalkylene alkanoate or poly (3 -Hydroxyalkanoate).

【0002】[0002]

【従来の技術】近年地球温暖化など地球環境がますます
悪化しつつある危機的状況において、限りのある炭素資
源(C資源)の有効利用と有限エネルギー資源の節約の
観点から、サステイナブル材料利用システムの構築が急
がれている。高分子製品についてみると、使用後はその
まま再使用されるか(この中にはPETボトルの繊維素
材化なども含まれる)、リサイクルされるかあるいは廃
棄されている。リサイクルの方法としては、マテリアル
リサイクル法、ケミカルリサイクル法、サーマルリサイ
クル法などが用いられているが、マテリアルリサイクル
法は分子量低下などの品質劣化を伴い、ケミカルリサイ
クル法はエネルギー多消費型であり、またサーマルリサ
イクル法は多量の炭酸ガスが発生するなど、それぞれ問
題を内包している。炭素資源の有効利用の観点からは、
最終的にはケミカルリサイクル法により原料に戻すこと
が理想的である。ケミカルリサイクル法には、解重合反
応によるモノマーの回収や化学的分解反応による原料モ
ノマー回収が知られている。しかし、化学的分解や熱分
解により解重合を行った場合、生成する低分子化合物の
両末端は不規則であるので、これをそのまま再重合させ
ることは不可能で、さらに異性化反応や精製等を行う必
要がある。また、たとえばポリエステルをNaOHの存
在下、高温・高圧で加水分解させると、得られるカルボ
ン酸はNa塩として存在するので、これを酸により中和
しなければならない。したがって、いずれの方法もエネ
ルギー多消費型で、さらに無機塩(NaCl等)を排出
するなど、環境に対する負荷は大きく、また一般に採算
性はない。
2. Description of the Related Art In a crisis situation in which the global environment is worsening due to global warming in recent years, a sustainable material utilization system is used from the viewpoint of effective use of limited carbon resources (C resources) and saving of finite energy resources. Is urgently needed. Regarding polymer products, after use, they are reused as they are (including the use of PET bottles as a fiber material), recycled, or discarded. As the recycling method, the Material Recycling Law, the Chemical Recycling Law, the Thermal Recycling Law, etc. are used. The thermal recycling method has its own problems, such as the generation of a large amount of carbon dioxide. From the viewpoint of effective use of carbon resources,
Ultimately, it is ideal to return to raw materials by the chemical recycling method. As the chemical recycling method, recovery of a monomer by a depolymerization reaction and recovery of a raw material monomer by a chemical decomposition reaction are known. However, when depolymerization is carried out by chemical decomposition or thermal decomposition, both ends of the resulting low molecular weight compound are irregular, so that it is impossible to repolymerize it as it is, and furthermore, isomerization reaction, purification, etc. Need to do. Further, for example, when a polyester is hydrolyzed at a high temperature and a high pressure in the presence of NaOH, the obtained carboxylic acid exists as a Na salt and must be neutralized with an acid. Therefore, all of these methods are energy intensive, discharge inorganic salts (NaCl and the like), and have a large environmental load, and are generally not profitable.

【0003】また再利用の観点からははずれるが、環境
に対する負荷が小さいポリマーとして、地中のバクテリ
ア等により分解されるいわゆる生分解性ポリマーが注目
され、種々の生分解性ポリマーが提案されている。たと
えば生分解性ポリマーとして生分解性ポリエステルが知
られている。その代表的なものとしてはポリカプロラク
トン、ポリ乳酸、ジオールとコハク酸との重縮合ポリエ
ステルなどの脂肪族ポリエステルが挙げられる。
[0003] Although deviating from the viewpoint of reuse, so-called biodegradable polymers, which are decomposed by underground bacteria and the like, have attracted attention as polymers having a small environmental load, and various biodegradable polymers have been proposed. . For example, a biodegradable polyester is known as a biodegradable polymer. Typical examples thereof include aliphatic polyesters such as polycaprolactone, polylactic acid, and polycondensation polyesters of diol and succinic acid.

【0004】しかし、ポリカプロラクトンなどの生分解
性ポリマーは環境に対する負荷は小さいものの、その原
料は回収されないため、炭素資源が有効利用される完全
循環型再利用の範疇に入るものではなく、理想的なポリ
マー分解方法とは云い難い。したがって、生分解性ポリ
マーと同様、石油エネルギー等の高エネルギーを必要と
せずに低分子化合物に分解でき、しかも低分子化合物が
有効利用でき、なお望むならばその低分子化合物から元
のポリマーが同様に高エネルギーを消費せず得られるの
であれば、低エネルギー消費型で完全循環型のポリマー
製造・分解法を構築することができる。
[0004] However, biodegradable polymers such as polycaprolactone have a small environmental impact, but their raw materials are not recovered. Therefore, they do not fall into the category of full-cycle recycling in which carbon resources are effectively used. It is difficult to say that this is a simple polymer decomposition method. Therefore, like biodegradable polymers, it can be decomposed into low molecular compounds without the need for high energy such as petroleum energy, and low molecular compounds can be used effectively. If it can be obtained without consuming high energy, a low-energy-consuming and completely-circulating polymer production / decomposition method can be constructed.

【0005】一方、ポリカプロラクトンの生分解性や酵
素分解性については古くは1970年代から多くの研究
論文が発表され、自然界における完全生分解性はほぼ共
通認識となっており、「Y.Tokiwa,T.Suzuki,Nature
270,76(1997)」、「Y.Tokiwa,T.Suzuki,K.Tak
eda, Agric.Biol.Chem.52,1936(1998)」には、
ポリカプロラクトンの酵素分解について記載されてい
る。また、本発明者は先に、ポリカプロラクトンが酵素
触媒により液状オリゴマー(液状の低分子量体)に分解
し、このものは酵素により再重合できることを見いだ
し、ポリカプロラクトンの新規リサイクル法として発表
した(S.Matsumura,H.Ebata,K.Toshima, Macromo
l.Rapid.Commun.21,860(2000)) しかし、この方法は、ポリカプロラクトンのオリゴマー
への分解過程で水分量や不純物の影響を強く受け、生成
するオリゴマーの分子量などの性状が異なり、分解反応
を精密に制御することは困難である。また、オリゴマー
を用いた重合反応では、減圧操作を必要とし、さらに共
重合における正確な組成制御が難しく、得られる分子量
分布が広くなることなど、改善の余地が残されている。
[0005] On the other hand, many research papers have been published since the 1970s on the biodegradability and enzymatic degradability of polycaprolactone, and complete biodegradability in nature has been almost universally recognized. T. Suzuki, Nature
270, 76 (1997) "," Y. Tokiwa, T. Suzuki, K. Tak
eda, Agric. Biol. Chem. 52, 1936 (1998) "
Enzymatic degradation of polycaprolactone is described. In addition, the present inventors have previously found that polycaprolactone is decomposed by an enzyme catalyst into a liquid oligomer (a liquid low-molecular-weight substance), which can be repolymerized by an enzyme, and announced as a new method for recycling polycaprolactone (S .Matsumura, H. Ebata, K. Toshima, Macromo
l. Rapid. Commun. However, this method is strongly affected by the amount of water and impurities in the process of decomposing polycaprolactone into oligomers, and the properties such as the molecular weight of the generated oligomers are different. Have difficulty. In addition, the polymerization reaction using an oligomer requires a decompression operation, furthermore, it is difficult to control the composition accurately in copolymerization, and there is room for improvement in that the obtained molecular weight distribution is widened.

【0006】一方、ε−カプロラクトンを酵素触媒を用
いて重合する方法も知られている(「D.Knani,A.L.
Gutman,D.H.Kohn,J.Polym.Sci.,Part A,Polym
Chem.31,1221(1993)」、「H.Uyama,S.Kobayash
i,Chem.Lett.1994,1149」、「R.T.MacDonald,
S.K.Pulapura,Y.Y.Svirkin,R.A.Gross,D.L.
Kaplan,G.Swift,S.Wolk, Macromolecules 28,73
(1995)」、「H.Uyama,K.Takeya,N.Hoshi,S.Ko
bayashi,Macromolecules 28,7046(1995)」、「G.A.
R.Nobes,R.J.Kazlauskas,R.H. Marchessault,Macromole
cules 29,4829(1996)」、「L.A.Henderson,Y.Y.Svirki
n,R.A.Gross,D.Kaplan,G.Swift,, Macro-molecules 29,
7759(1996)」、「A.Cordova,T.Iversen,K.Hult,M.Marti
nelle,Polymer39,6519(1998)」)。さらに、ε−カプロ
ラクトンと環状トリメチレンカーボネートモノマーとの
酵素触媒共重合についても知られている(Deng,F.;G
ross,R.A.Int.J.Biolog.Macromol.1999,25,15
3.) この方法は、酵素を用いるため低エネルギー・低環境負
荷の方法であるといえる。しかし、ε−カプロラクトン
の酵素触媒重合法は、重合速度が若干遅いことや、モノ
マーが低エネルギー・低環境負荷の酵素法により得られ
ないという課題が残されていた。
On the other hand, a method of polymerizing ε-caprolactone using an enzyme catalyst is also known (see “D. Knani, AL”).
Gutman, D.S. H. Kohn, J .; Polym. Sci., Part A, Polym
Chem. 31, 1221 (1993) "," H. Uyama, S. Kobayash
i, Chem. Lett. 1994, 1149 "," RT MacDonald,
S. K. Pulapura, Y. Y. Svirkin, R .; A. Gross, D.S. L.
Kaplan, G .; Swift, S. Wolk, Macromolecules 28, 73
(1995) "," H. Uyama, K. Takeya, N. Hoshi, S. Ko
bayashi, Macromolecules 28, 7046 (1995) "," GA
R.Nobes, RJ Kazlauskas, RH Marchessault, Macromole
cules 29, 4829 (1996) '', `` LAHenderson, YYSvirki
n, RAGross, D.Kaplan, G.Swift ,, Macro-molecules 29,
7759 (1996) '', `` A. Cordova, T. Iversen, K. Hult, M. Marti
nelle, Polymer39, 6519 (1998) "). Furthermore, enzyme-catalyzed copolymerization of ε-caprolactone and a cyclic trimethylene carbonate monomer is also known (Deng, F .; G.
ross, R. A. Int. J. Biolog. Macromol. 1999, 25, 15
3. This method can be said to be a method of low energy and low environmental load because an enzyme is used. However, the enzyme-catalyzed polymerization method of ε-caprolactone has problems that the polymerization rate is slightly slow and that monomers cannot be obtained by the enzymatic method with low energy and low environmental load.

【0007】この状況のもとで、本発明者は、先に、ポ
リカプロラクトンおよびポリトリメチレンカーボネート
について、高エネルギーを必要とせずに低分子化合物に
分解でき、しかもその低分子化合物を有効利用して元の
ポリマーを同様に高エネルギーを消費せず得る方法を提
案した(特願2000−198866号、特願2000
−198867号)。この方法は、カプロラクトン重合
体またはトリメチレンカーボネート重合体を、加水分解
酵素の存在下、解重合する方法であり、解重合によりジ
カプロラクトンまたはトリメチレンカーボネートオリゴ
マーが得られ、また、これらを加水分解酵素の存在下、
重合させることにより、元の重合体を得ることができ
る。したがって、この方法により、低エネルギー消費型
で完全循環型のポリマー製造・分解法を構築することが
可能になった。そして、このような完全循環型のポリマ
ーの製造・分解法を他のプラスチックについても実現さ
せることが望まれる。
Under these circumstances, the present inventor has previously made it possible to decompose polycaprolactone and polytrimethylene carbonate into low molecular compounds without requiring high energy, and to make effective use of the low molecular compounds. (Japanese Patent Application Nos. 2000-198866 and 2000).
-198867). In this method, a caprolactone polymer or a trimethylene carbonate polymer is depolymerized in the presence of a hydrolase, and dicaprolactone or a trimethylene carbonate oligomer is obtained by depolymerization. In the presence of
By polymerizing, the original polymer can be obtained. Therefore, this method has made it possible to construct a low energy consumption type and completely circulating type polymer production / decomposition method. It is desired to realize such a completely circulating polymer production / decomposition method for other plastics.

【0008】ところで、ポリブチレンサクシネート(P
BS)は、1,4−ブタンジオールをコハク酸から石油
化学工業的プロセスにより得られることから、代表的な
化学合成系生分解性プラスチックとして、ポリ乳酸やポ
リカプロラクトンとともに実用化が図られている。さら
に近年、生分解性を特徴とした新製品や用途開発も行わ
れており、昭和高分子(株)から「ビオノーレ」の商品
名で1994年から上市されている。PBSは融点約1
14℃、ガラス転移温度−32℃を有する脂肪族ポリエ
ステルであり、柔軟でポリエチレンやポリプロピレン並
みの抗張力がある。また、ポリブチレンサクシネート/
アジペート共重合体(PBS/A)(商品名「ビオノー
レ」)も検討されている。PBSやPBS/Aの生分解
性については、古く1970年代から研究論文が出され
ており、自然界における完全分解性はほぼ共通認識とな
っている。
Incidentally, polybutylene succinate (P
Since BS) is obtained from 1,4-butanediol from succinic acid by a petrochemical industrial process, it has been put to practical use together with polylactic acid and polycaprolactone as a typical chemically synthesized biodegradable plastic. . Furthermore, in recent years, new products and applications that are characterized by biodegradability have been developed, and have been marketed by Showa Polymer Co., Ltd. since 1994 under the trade name “Bionole”. PBS has a melting point of about 1
It is an aliphatic polyester having a temperature of 14 ° C and a glass transition temperature of -32 ° C, and is flexible and has the same tensile strength as polyethylene and polypropylene. In addition, polybutylene succinate /
Adipate copolymer (PBS / A) (trade name "Bionole") is also being studied. Research papers on the biodegradability of PBS and PBS / A have been published since the 1970s, and the complete degradability in the natural world is almost universally recognized.

【0009】また、ポリ(3−ヒドロキシブチレート)
(PHB)、ポリ(3−ヒドロキシブチレート/バリレ
ート)(P(HB/V))などのポリ(3−ヒドロキシ
アルカノエート)(PHA)は、微生物が細胞内で合成
する脂肪族ポリエステルとして知られるもので、光合成
により得られる糖質を炭素源にして発酵生産されること
から、広い意味での循環型生分解性プラスチックとして
実用化が検討されている。この「循環型」の意味は、ポ
リ(3−ヒドロキシアルカノエート)は、生分解により
二酸化炭素と水に分解され、この二酸化炭素が光合成に
より再度糖質となり、これを原料として微生物合成によ
り再び元の重合体が生合成されるということである。し
たがって、ポリ(3−ヒドロキシアルカノエート)を廃
棄せずに再利用する意味での完全循環型の利用方法は、
現時点では実現されていない。
Also, poly (3-hydroxybutyrate)
Poly (3-hydroxyalkanoates) (PHA) such as (PHB) and poly (3-hydroxybutyrate / valerate) (P (HB / V)) are known as aliphatic polyesters synthesized by microorganisms in cells. Since it is produced by fermentation using a saccharide obtained by photosynthesis as a carbon source, its practical use as a recyclable biodegradable plastic in a broad sense is being studied. The meaning of this “circulation type” is that poly (3-hydroxyalkanoate) is decomposed into carbon dioxide and water by biodegradation, and this carbon dioxide becomes saccharide again by photosynthesis. Is biosynthesized. Therefore, a completely circulating use method in which poly (3-hydroxyalkanoate) is reused without being discarded is as follows:
Not at this time.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記問題点
に鑑みてなされたものであり、その目的は、ポリアルキ
レンアルカノエートおよびポリ(3−ヒドロキシアルカ
ノエート)を、再重合可能な環状体を主成分とするオリ
ゴマーに変換する方法、および前記オリゴマーからもと
のポリマーを製造する方法を、酵素反応を用いることに
より低エネルギー消費でかつ環境受容型の方法として提
供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a polyalkylene alkanoate and a poly (3-hydroxyalkanoate) which are capable of repolymerizing a cyclic compound. And a method for producing an original polymer from the oligomer as a low energy consumption and environmentally acceptable method by using an enzymatic reaction.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の前記目的は、以
下の環状体を主成分とするオリゴマーの製造方法、およ
び前記環状オリゴマーからポリマーを製造する方法を提
供することにより解決される。 (1)ポリアルキレンアルカノエートを加水分解酵素の
存在下、解重合させることにより、下記構造式(1)で
表される環状体を主成分とするオリゴマーを製造する方
法。
The object of the present invention is attained by providing the following method for producing an oligomer having a cyclic component as a main component, and a method for producing a polymer from the cyclic oligomer. (1) A method for producing an oligomer having a cyclic body represented by the following structural formula (1) as a main component by depolymerizing a polyalkylene alkanoate in the presence of a hydrolase.

【0012】[0012]

【化3】 Embedded image

【0013】式中、Aは炭素数2〜8の直鎖状または分
岐状のアルキレン基を表し、Bは炭素数2〜6の直鎖状
または分岐状のアルキレン基を表す。mは1〜6の整数
を表す。 (2)加水分解酵素がリパーゼであることを特徴とする
前記(1)に記載の環状体を主成分とするオリゴマーを
製造する方法。
In the formula, A represents a linear or branched alkylene group having 2 to 8 carbon atoms, and B represents a linear or branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms. m represents an integer of 1 to 6. (2) The method for producing an oligomer having a cyclic body as a main component according to the above (1), wherein the hydrolase is lipase.

【0014】(3)ポリ(3−ヒドロキシアルカノエー
ト)を加水分解酵素の存在下、解重合させることによ
り、下記構造式(2)で表される環状体を主成分とする
オリゴマーを製造する方法。
(3) A method for producing an oligomer having a cyclic compound represented by the following structural formula (2) as a main component by depolymerizing poly (3-hydroxyalkanoate) in the presence of a hydrolase. .

【0015】[0015]

【化4】 Embedded image

【0016】式中、Rは水素原子または炭素数1から1
2の直鎖状または分岐状のアルキル基を表し、nは2〜
10の整数を表す。 (4)加水分解酵素がリパーゼであることを特徴とする
前記(3)に記載の環状体を主成分とするオリゴマーを
製造する方法。 (5)前記式(1)または(2)で表される環状体を主
成分とするオリゴマーを、加水分解酵素の存在下、重合
させることを特徴とするポリアルキレンアルカノエート
またはポリ(3−ヒドロキシアルカノエート)の製造方
法。 (6)前記式(1)または(2)で表される環状体を主
成分とするオリゴマーを、重合触媒の存在下重合させる
ことを特徴とするポリアルキレンアルカノエートまたは
ポリ(3−ヒドロキシアルカノエート)の製造方法。
In the formula, R is a hydrogen atom or a group having 1 to 1 carbon atoms.
2 represents a linear or branched alkyl group;
Represents an integer of 10. (4) The method for producing an oligomer having a cyclic body as a main component according to the above (3), wherein the hydrolase is lipase. (5) A polyalkylene alkanoate or poly (3-hydroxy) polymerized in the presence of a hydrolase, wherein an oligomer having a cyclic body represented by the formula (1) or (2) as a main component is polymerized. Alkanoate). (6) A polyalkylene alkanoate or poly (3-hydroxyalkanoate), which is obtained by polymerizing an oligomer having a cyclic body represented by the formula (1) or (2) as a main component in the presence of a polymerization catalyst. ) Manufacturing method.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

【0018】本発明は、加水分解酵素の存在下、ポリア
ルキレンアルカノエートまたはポリ(3−ヒドロキシア
ルカノエート)を解重合して、環状体を主成分とするオ
リゴマー(以下において単に「環状オリゴマー」という
ことがある)を得る方法であり、さらに、前記環状オリ
ゴマーからポリアルキレンアルカノエートまたはポリ
(3−ヒドロキシアルカノエート)を製造する方法に関
する。前記の解重合は加水分解酵素を用いることによ
り、また、環状オリゴマーを原料としてポリマーを製造
するには加水分解酵素を用いる他、化学合成的に、すな
わち、触媒(たとえばポリエステル重合触媒)の存在下
に製造することが可能である。化学的分解や熱分解によ
り解重合を行った場合、生成する低分子化合物の両末端
は不規則で、これを再重合させて高分子化することは不
可能であるが、本発明の解重合法により、容易に再重合
可能な環状オリゴマーが生成し、この環状オリゴマー
は、加水分解酵素の存在下または化学合成的に容易に重
合して高分子化する。これに対し、化学合成的に、ジカ
ルボン酸とジオールからポリエステルを、また、ヒドロ
キシカルボン酸からポリエステルを製造するには、高
温、高圧または減圧、化学触媒等が必要であり、本発明
の環状体を主成分とするオリゴマーを用いる場合と比較
し、高エネルギー消費の製造法となる。
The present invention provides a method for depolymerizing a polyalkylene alkanoate or poly (3-hydroxyalkanoate) in the presence of a hydrolase to form an oligomer having a cyclic body as a main component (hereinafter, simply referred to as a “cyclic oligomer”). And a method for producing a polyalkylene alkanoate or poly (3-hydroxyalkanoate) from the cyclic oligomer. The depolymerization is carried out by using a hydrolase. In addition to using a hydrolase to produce a polymer using a cyclic oligomer as a raw material, it is chemically synthesized, that is, in the presence of a catalyst (eg, a polyester polymerization catalyst). It is possible to manufacture. When depolymerization is carried out by chemical decomposition or thermal decomposition, both ends of the resulting low-molecular compound are irregular, and it is impossible to repolymerize the low-molecular compound to produce a polymer. By the legal method, a cyclic oligomer which can be easily repolymerized is produced, and this cyclic oligomer is easily polymerized in the presence of a hydrolase or chemically synthesized to form a polymer. On the other hand, in the case of chemically synthesizing a polyester from a dicarboxylic acid and a diol, and producing a polyester from a hydroxycarboxylic acid, high temperature, high pressure or reduced pressure, a chemical catalyst, and the like are necessary. Compared to the case where the oligomer as the main component is used, the production method consumes more energy.

【0019】[ポリアルキレンアルカノエートの解重
合]まず、ポリアルキレンアルカノエートを加水分解酵
素により解重合して環状オリゴマーを得る方法について
説明する。解重合に用いるポリアルキレンアルカノエー
トは、炭素数4〜10のジカルボン酸と炭素数2〜6の
ジオールを原料とするポリエステルであり、下記構造式
(3)で示される繰り返し単位を有するポリマーであ
る。ジカルボン酸とジオールは2種以上用いてもよい。
[Depolymerization of polyalkylene alkanoate] First, a method for obtaining a cyclic oligomer by depolymerizing polyalkylene alkanoate with a hydrolase will be described. The polyalkylene alkanoate used for the depolymerization is a polyester made from a dicarboxylic acid having 4 to 10 carbon atoms and a diol having 2 to 6 carbon atoms, and is a polymer having a repeating unit represented by the following structural formula (3). . Two or more dicarboxylic acids and diols may be used.

【0020】[0020]

【化5】 Embedded image

【0021】前記構造式(3)中、Aは炭素数2〜8の
直鎖状または分岐状のアルキレン基を表し、Bは炭素数
2〜6の直鎖状または分岐状のアルキレン基を表す。A
およびBはそれぞれ、2つ以上の異なるものであっても
よい。たとえば、前記のA=(CH22、B=(C
24の場合、ポリブチレンサクシネートである。ジカ
ルボン酸およびジオール(AおよびB)はそれぞれ、2
つ以上の異なるもの(共重合体)であってもよい。さら
に、本発明のポリアルキレンアルカノエートとしては、
前記構造式(3)で示される以外の繰り返し単位、たと
えば、以下で示すような繰り返し単位(単位中、Dは炭
素数2〜6の直鎖状または分岐状のアルキレン基、アル
ケニレン基またはアルキニレン基を表す)を、50モル
%以下含んでいてもよい。
In the structural formula (3), A represents a linear or branched alkylene group having 2 to 8 carbon atoms, and B represents a linear or branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms. . A
And B may each be two or more different. For example, A = (CH 2 ) 2 and B = (C
In the case of H 2 ) 4 , it is a polybutylene succinate. Dicarboxylic acids and diols (A and B) are each 2
Two or more different copolymers may be used. Further, as the polyalkylene alkanoate of the present invention,
A repeating unit other than that represented by the structural formula (3), for example, a repeating unit as shown below (where D is a linear or branched alkylene group, alkenylene group or alkynylene group having 2 to 6 carbon atoms) ) May be contained in an amount of 50 mol% or less.

【0022】[0022]

【化6】 Embedded image

【0023】ポリアルキレンアルカノエートの分子量
(数平均分子量)は特に制限はない。ポリアルキレンア
ルカノエートの末端基部分にはポリマー合成法により決
定されるいずれの置換基によって置換されていることが
可能である。前記のごときポリアルキレンアルカノエー
トを加水分解酵素を用いて、解重合することにより、下
記構造式(1)で示される環状オリゴマーが得られる。
The molecular weight (number average molecular weight) of the polyalkylene alkanoate is not particularly limited. The terminal group of the polyalkylene alkanoate can be substituted with any substituent determined by a polymer synthesis method. By depolymerizing the polyalkylene alkanoate as described above using a hydrolase, a cyclic oligomer represented by the following structural formula (1) is obtained.

【0024】[0024]

【化7】 Embedded image

【0025】前記構造式(1)中、Aは炭素数2〜8の
直鎖状または分岐状のアルキレン基を表し、Bは炭素数
2〜6の直鎖状または分岐状のアルキレン基を表す。m
は1〜6の整数を表す。AおよびBはそれぞれ、2つ以
上の異なるものであってもよい。
In the structural formula (1), A represents a linear or branched alkylene group having 2 to 8 carbon atoms, and B represents a linear or branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms. . m
Represents an integer of 1 to 6. A and B may each be two or more different.

【0026】本発明のポリアルキレンアルカノエートの
解重合は、ポリアルキレンアルカノエートを適当な溶剤
に溶解し、それに加水分解酵素を加えて解重合溶液を調
製し、該溶液を適切な温度に保持しつつ、好ましくは攪
拌しながら、適切な時間解重合反応をさせることにより
行われる。ポリアルキレンアルカノエートは、最初のポ
リアルキレンアルカノエートの分子量には無関係に前記
構造式(1)で示される環状オリゴマーに解重合する。
本発明の解重合反応においては、たとえばポリアルキレ
ンアルカノエートを酵素で処理することにより、環状オ
リゴマーを収率70%以上で得ることができる。
In the depolymerization of the polyalkylene alkanoate of the present invention, the polyalkylene alkanoate is dissolved in a suitable solvent, a hydrolytic enzyme is added thereto to prepare a depolymerization solution, and the solution is maintained at an appropriate temperature. The depolymerization reaction is preferably carried out for an appropriate time while stirring, preferably. The polyalkylene alkanoate depolymerizes to the cyclic oligomer represented by the structural formula (1) regardless of the molecular weight of the first polyalkylene alkanoate.
In the depolymerization reaction of the present invention, for example, a cyclic oligomer can be obtained in a yield of 70% or more by treating a polyalkylene alkanoate with an enzyme.

【0027】本発明の解重合に用いる酵素としてはエス
テル結合に作用する加水分解酵素であれば特に制限なく
使用される。また、酵素は、固定化していても固定化し
ていなくてもよいが、環状オリゴマーの回収や酵素の再
利用の観点からは固定化しているものが利便である。加
水分解酵素としては入手のしやすさと酵素の熱安定性に
よりリパーゼが好ましく、中でもCandida antarctica
由来のリパーゼ(以下において「CAリパーゼ」という
ことがある。)が好ましい。リパーゼとしては、例え
ば、Candida antarctica由来の固定化酵素である、ノボ
ザイムジャパン(株)の「Novozym 435(商
品名)」を挙げることができる。本発明の解重合におけ
る酵素(固定化酵素を含む)の添加量は、ポリマー当た
り酵素を少なくとも1質量%、好ましくは、少なくとも
10質量%である。1質量%未満では、反応速度は著し
く低下するので前記添加量が適切である。また、酵素の
添加量を多くすると反応速度は大きくなるが、余り多く
ても実際的ではないので、多くとも500質量%程度が
適切である。
The enzyme used in the depolymerization of the present invention is not particularly limited as long as it is a hydrolase that acts on an ester bond. The enzyme may or may not be immobilized, but immobilization is convenient from the viewpoint of recovery of the cyclic oligomer and reuse of the enzyme. As a hydrolase, lipase is preferable due to its availability and the thermostability of the enzyme. Among them, Candida antarctica
A lipase derived from (hereinafter sometimes referred to as “CA lipase”) is preferred. As the lipase, for example, “Novozym 435 (trade name)” of Novozyme Japan Ltd., which is an immobilized enzyme derived from Candida antarctica, can be mentioned. The amount of the enzyme (including the immobilized enzyme) to be added in the depolymerization of the present invention is at least 1% by mass of the enzyme per polymer, and preferably at least 10% by mass. If the amount is less than 1% by mass, the reaction rate is remarkably reduced, so the above-mentioned amount is appropriate. In addition, the reaction rate increases when the amount of the enzyme added is increased, but it is not practical to use a large amount, so that at most about 500% by mass is appropriate.

【0028】前記溶媒としてはアセトニトリル、1,4
−ジオキサン、テトラヒドロフランなど、ポリアルキレ
ンアルカノエートを溶解し、かつ酵素を失活させない溶
媒であれば制限なく使用することができる。水やアルコ
ールは、生成する環状オリゴマーの酵素分解を引き起こ
すので好ましくない。
As the solvent, acetonitrile, 1,4
-Any solvent can be used without limitation as long as it dissolves the polyalkylene alkanoate such as dioxane and tetrahydrofuran and does not deactivate the enzyme. Water and alcohol are not preferred because they cause enzymatic degradation of the resulting cyclic oligomer.

【0029】ポリアルキレンアルカノエートの溶媒中の
濃度が小さい方が環状オリゴマーの生成率が高い傾向に
あり、濃度が高くなると線状のオリゴマーが生成しやす
い。たとえば、アセトニトリル1Lに対し、ポリブチレ
ンサクシネートを10g含む溶液の場合には、3量体を
メインとし少量の2、4、5量体が生成するが、60g
/Lに濃度を上げると、線状のものがメインとなる。
The lower the concentration of the polyalkylene alkanoate in the solvent, the higher the yield of cyclic oligomers tends to be. When the concentration is high, linear oligomers are easily formed. For example, in the case of a solution containing 10 g of polybutylene succinate with respect to 1 L of acetonitrile, a small amount of dimer, tetramer and tetramer is mainly produced, but 60 g
When the density is increased to / L, the linear one becomes the main.

【0030】一般的に、解重合反応溶液中に含まれるポ
リアルキレンアルカノエートの濃度は、1〜300g/
L、中でも5〜50g/Lが適切である。1g/Lより
低い濃度の場合は、収率自体は特に低くないが濃度が低
いため得られる環状オリゴマーの量を十分に確保しにく
く、また300g/Lを超えると環状オリゴマーへの変
換率が低下するので、前記範囲が好ましい。
Generally, the concentration of the polyalkylene alkanoate contained in the depolymerization reaction solution is 1 to 300 g /
L, especially 5 to 50 g / L, is appropriate. When the concentration is lower than 1 g / L, the yield itself is not particularly low, but the concentration is low, so that it is difficult to sufficiently secure the amount of the obtained cyclic oligomer, and when it exceeds 300 g / L, the conversion rate to the cyclic oligomer decreases. Therefore, the above range is preferable.

【0031】さらに、溶媒としては水は適切ではない
が、解重合の系の中に全く水が存在しないと加水分解酵
素の活性が保てないので、系に微量の水分を添加するこ
とが好ましい。酵素自体が水分を保持している場合に
は、水を添加する必要はない。酵素の活性を保つための
水分は、反応系中ポリアルキレンアルカノエートに対し
て1〜10質量%程度である。解重合の温度は25〜9
0℃、好ましくは50〜80℃である。25℃より低い
温度では解重合速度が小さく、また90℃を超えると酵
素の失活が起こり易いので前記範囲が適切である。ま
た、解重合の反応時間は5〜48時間程度であることが
望ましい。5時間より短いと充分解重合が進行せず、一
方、48時間以上行ってもそれ以上解重合は進行せず経
済的に不利となるので前記範囲が適切である。
Further, although water is not suitable as a solvent, it is preferable to add a small amount of water to the depolymerization system since the activity of the hydrolase cannot be maintained if no water is present in the depolymerization system. . If the enzyme itself retains water, there is no need to add water. Water for maintaining the activity of the enzyme is about 1 to 10% by mass based on the polyalkylene alkanoate in the reaction system. Depolymerization temperature is 25-9
0 ° C, preferably 50 to 80 ° C. When the temperature is lower than 25 ° C., the depolymerization rate is low, and when the temperature is higher than 90 ° C., the enzyme is easily deactivated, so the above range is appropriate. Further, the reaction time of the depolymerization is desirably about 5 to 48 hours. If the time is shorter than 5 hours, the charge-polymerization polymerization does not proceed, while if it is carried out for 48 hours or more, the depolymerization does not proceed any longer and it is economically disadvantageous, so the above range is appropriate.

【0032】[ポリ(3−ヒドロキシアルカノエート)
の解重合]次に、ポリ(3−ヒドロキシアルカノエー
ト)の解重合について説明する。ポリ(3−ヒドロキシ
アルカノエート)は、下記構造式(4)で示される重合
単位を有するポリマーであり、式中、Rは水素原子また
は炭素数1から12の直鎖状または分岐状のアルキル基
を表す。
[Poly (3-hydroxyalkanoate)]
Next, the depolymerization of poly (3-hydroxyalkanoate) will be described. Poly (3-hydroxyalkanoate) is a polymer having a polymerized unit represented by the following structural formula (4), wherein R is a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms. Represents

【0033】[0033]

【化8】 Embedded image

【0034】前記Rは、水素原子および炭素数1〜12
のアルキル基より選ばれる、異なる2種以上(共重合
体)であってもよい。Rがメチル基の場合、ポリ(3−
ヒドロキシ酪酸)であり、Rがメチル基および水素原子
の場合3−ヒドロキシ酪酸/3−ヒドロキシプロピオン
酸共重合体(PHB/PHP)であり、Rがメチル基お
よびエチル基の場合3−ヒドロキシ酪酸/3−ヒドロキ
シバレリアン酸共重合体(PHB/PHV)である。こ
れらは、微生物が産生するポリマーとして知られてい
る。ポリ(3−ヒドロキシアルカノエート)の末端基部
分にはポリマー合成法により決定されるいずれの置換基
によって置換されていることが可能である。
R is a hydrogen atom and a carbon atom having 1 to 12 carbon atoms.
And two or more different types (copolymers) selected from the above alkyl groups. When R is a methyl group, poly (3-
Hydroxybutyric acid), and when R is a methyl group and a hydrogen atom, it is a 3-hydroxybutyric acid / 3-hydroxypropionic acid copolymer (PHB / PHP), and when R is a methyl group and an ethyl group, it is 3-hydroxybutyric acid / It is a 3-hydroxyvaleric acid copolymer (PHB / PHV). These are known as polymers produced by microorganisms. The terminal group of the poly (3-hydroxyalkanoate) can be substituted with any substituent determined by a polymer synthesis method.

【0035】ポリ(3−ヒドロキシアルカノエート)を
解重合することにより下記構造式(2)で示される環状
オリゴマーが得られる。構造式(2)中、Rは水素原子
または炭素数1〜12の直鎖状または分岐状のアルキル
基を表し、nは2〜10の整数を表す。Rは水素原子お
よび炭素数1〜12のアルキル基から選ばれる2つ以上
の異なるものであってもよい。
By depolymerizing poly (3-hydroxyalkanoate), a cyclic oligomer represented by the following structural formula (2) is obtained. In the structural formula (2), R represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and n represents an integer of 2 to 10. R may be two or more different members selected from a hydrogen atom and an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.

【0036】[0036]

【化9】 Embedded image

【0037】ポリ(3−ヒドロキシアルカノエート)の
解重合は、前記のポリアルキレンアルカノエートの解重
合と同様に行うことができる。用いる加水分解酵素は、
ポリアルキレンアルカノエートの解重合の場合と同様で
ある。酵素(固定化酵素を含む)の使用量は、ポリ(3
−ヒドロキシアルカノエート)に対し、少なくとも1質
量%、好ましくは、少なくとも50質量%である。1質
量%未満では、反応速度は著しく低下するので前記添加
量が適切である。また、酵素の添加量を多くすると反応
速度は大きくなるが、余り多くても実際的ではないの
で、多くとも400質量%程度が適切である。また、溶
媒は、ジクロロエタン、アセトニトリル、1,4−ジオ
キサン、テトラヒドロフラン、トルエンなど、ポリアル
キレンアルカノエートを溶解し、かつ酵素を失活させな
い溶媒であれば制限なく使用することができる。水やア
ルコールは、生成する構造式(2)の環状オリゴマーの
酵素分解を引き起こすので好ましくない。反応温度は、
30〜80℃、好ましくは50〜75℃、反応時間は5
〜72時間程度が適切である。
The depolymerization of poly (3-hydroxyalkanoate) can be carried out in the same manner as the above-mentioned depolymerization of polyalkylene alkanoate. The hydrolase used is
This is the same as in the case of depolymerization of polyalkylene alkanoate. The amount of enzyme (including immobilized enzyme) used is poly (3
-Hydroxyalkanoate), at least 1% by weight, preferably at least 50% by weight. If the amount is less than 1% by mass, the reaction rate is remarkably reduced, so that the above-mentioned amount is appropriate. In addition, the reaction rate increases when the amount of the enzyme added is increased, but it is not practical even if the amount is too large, so that at most about 400% by mass is appropriate. As the solvent, any solvent can be used without limitation as long as it dissolves the polyalkylene alkanoate and does not deactivate the enzyme, such as dichloroethane, acetonitrile, 1,4-dioxane, tetrahydrofuran, and toluene. Water and alcohol are not preferred because they cause enzymatic degradation of the resulting cyclic oligomer of structural formula (2). The reaction temperature is
30-80 ° C, preferably 50-75 ° C, reaction time is 5
About 72 hours is appropriate.

【0038】一般的に、解重合反応溶液中に含まれるポ
リ(3−ヒドロキシアルカノエート)の濃度は、10〜
200g/L、中でも20〜100g/Lが適切であ
る。10g/Lより低い濃度の場合は、分解速度が遅く
なり環状オリゴマーの量を十分に確保しにくく、また2
00g/Lを超えると原料ポリマーの溶解性が低下する
ので、前記範囲が好ましい。また、解重合系の水分量
は、多すぎると、ポリマーの溶解性が低下して結果的に
収量が低下し、また、水分量が少なすぎても酵素の活性
が低下するので、水分量は2〜10質量%程度が適切で
ある。前記のポリ(3−ヒドロキシアルカノエート)の
解重合により、環状オリゴマーを収率30%以上で得る
ことができる。また、未反応のポリ(3−ヒドロキシア
ルカノエート)は回収し、繰り返し再度解重合反応を行
うことにより同じように分解させ、環状オリゴマーを同
様な収率で得ることができる。
Generally, the concentration of poly (3-hydroxyalkanoate) contained in the depolymerization reaction solution is 10 to
200 g / L, especially 20 to 100 g / L, is suitable. If the concentration is lower than 10 g / L, the decomposition rate becomes slow, making it difficult to secure a sufficient amount of the cyclic oligomer.
If it exceeds 00 g / L, the solubility of the raw material polymer is reduced, so the above range is preferable. In addition, if the water content of the depolymerization system is too large, the solubility of the polymer is reduced, resulting in a decrease in yield.Also, if the water content is too small, the activity of the enzyme is reduced. About 2 to 10% by mass is appropriate. By the depolymerization of the poly (3-hydroxyalkanoate), a cyclic oligomer can be obtained in a yield of 30% or more. Unreacted poly (3-hydroxyalkanoate) is recovered and decomposed in the same manner by repeatedly performing a depolymerization reaction again, whereby a cyclic oligomer can be obtained in a similar yield.

【0039】[環状オリゴマーの重合]本発明の構造式
(1)および(2)で示される環状オリゴマーの重合
は、前記環状オリゴマーを適当な溶剤に溶解し、それに
加水分解酵素を加えて重合溶液を調製し、該溶液を適切
な温度に保持しつつ、好ましくは攪拌しながら、適切な
時間重合反応をさせることにより行われる。ポリアルキ
レンアルカノエートまたはポリ(3−ヒドロキシアルカ
ノエート)の解重合により環状オリゴマーが生成する酵
素反応は、可逆反応であるので、環状オリゴマーを加水
分解酵素、たとえばリパーゼにより重合させることがで
きる。加水分解酵素は固定化されていても固定化されて
いなくてもよい。環状オリゴマーの重合に用いるリパー
ゼとしてはCAリパーゼ(Candida antarctica lipas
e)、PPL(porcine pancreatic lipase)、Candid
a cylindracea lipase 、Lipase PS、Lipozyme IM
など、制限なく用いることができるが、特にCandida an
tarctica由来のリパーゼ(CAリパーゼ)が好ましく用
いられる。CAリパーゼを用いることにより、極めて高
いモノマー変換率で前記環状オリゴマーを重合させるこ
とが可能になった。リパーゼとしては、例えば、Candid
a antarctica由来の固定化酵素であるノボザイムズジャ
パン(株)のNovozym 435(商品名)を挙げ
ることができる。
[Polymerization of Cyclic Oligomer] The polymerization of the cyclic oligomer represented by the structural formulas (1) and (2) of the present invention is carried out by dissolving the cyclic oligomer in a suitable solvent, adding a hydrolase thereto, and adding a polymerization solution. Is prepared, and the polymerization is carried out for a suitable time while maintaining the solution at an appropriate temperature, preferably with stirring. Since the enzymatic reaction in which a cyclic oligomer is formed by depolymerization of a polyalkylene alkanoate or poly (3-hydroxyalkanoate) is a reversible reaction, the cyclic oligomer can be polymerized with a hydrolase, for example, lipase. The hydrolase may or may not be immobilized. As a lipase used for the polymerization of cyclic oligomers, CA lipase (Candida antarctica lipas)
e), PPL (porcine pancreatic lipase), Candid
a cylindracea lipase, Lipase PS, Lipozyme IM
And the like can be used without limitation, but in particular Candida an
A lipase derived from tarctica (CA lipase) is preferably used. By using CA lipase, it became possible to polymerize the cyclic oligomer at an extremely high monomer conversion rate. As lipase, for example, Candid
Novozym 435 (trade name) of Novozymes Japan, which is an immobilized enzyme derived from a antarctica.

【0040】構造式(1)で示される環状オリゴマーを
加水分解酵素を用いて重合させることにより、数平均分
子量で1万程度までの分子量のポリアルキレンアルカノ
エートが得られ、また、構造式(2)で示される環状オ
リゴマーを重合させることにより数平均分子量で1万程
度までの分子量のポリ(3−ヒドロキシアルカノエー
ト)を得ることができる。また、前記環状オリゴマーの
変換率は100%を達成することも可能である。本発明
の構造式(1)および(2)の環状オリゴマーの重合に
おける酵素(固定化酵素を含む)の添加量は、環状オリ
ゴマー当たり酵素0.1〜50質量%、好ましくは、酵
素0.1〜10質量%である。0.1質量%未満では、
重合速度が低下し、モノマー変換率も低くなりやすく、
また、50質量%を超えると生成するポリマーの分子量
が低くなりやすいので、前記範囲が適切である。
By polymerizing the cyclic oligomer represented by the structural formula (1) using a hydrolase, a polyalkylene alkanoate having a number average molecular weight of up to about 10,000 can be obtained. The poly (3-hydroxyalkanoate) having a number average molecular weight of up to about 10,000 can be obtained by polymerizing the cyclic oligomer represented by the formula (1). Further, the conversion of the cyclic oligomer can reach 100%. In the polymerization of the cyclic oligomers of the structural formulas (1) and (2) of the present invention, the amount of the enzyme (including the immobilized enzyme) to be added is 0.1 to 50% by mass of the enzyme per cyclic oligomer, preferably 0.1 to 50% by mass. To 10% by mass. If it is less than 0.1% by mass,
The polymerization rate decreases, the monomer conversion rate tends to decrease,
On the other hand, if it exceeds 50% by mass, the molecular weight of the produced polymer tends to be low, so the above range is appropriate.

【0041】構造式(1)および(2)の環状オリゴマ
ーを溶解させる溶媒としては、酵素を失活させない溶
媒、たとえばアセトニトリル、1,4−ジオキサン、テ
トラヒドロフラン、イソプロピルエーテル、トルエン、
ベンゼン等が用いられる。酵素活性を保つための反応系
中の水分量は前記ポリアルキレンアルカノエートまたは
ポリ(3−ヒドロキシアルカノエート)の解重合の場合
と同様である。前記構造式(1)の環状オリゴマーの他
に、ε−カプロラクトンまたはそのオリゴマーや乳酸オ
リゴマー等の環状オリゴマーを用いて共重合させること
も可能で、これらの環状オリゴマーからの単位をもつ共
重合ポリエステルも容易に得ることができる。前記構造
式(2)の環状オリゴマーの他に、共重合モノマーとし
て、ラクチド、ε−カプロラクトン、β−プロピオラク
トン、β−ブチロラクトン、ベンジルβ−マロラクトネ
ート、ペンタデカノラクトンなどの環状ラクトンや、ト
リメチレンカーボネート、メチルトリメチレンカーボネ
ート、ジメチルトリメチレンカーボネートなどの環状カ
ーボネートを共重合させることが可能である。したがっ
て、前記構造式(2)の単位の他に、他のラクトン単
位、カーボネート単位を有するポリエステルまたはポリ
エステルカーボネートを容易に製造することができる。
As a solvent for dissolving the cyclic oligomers of the structural formulas (1) and (2), a solvent that does not deactivate the enzyme, such as acetonitrile, 1,4-dioxane, tetrahydrofuran, isopropyl ether, toluene,
Benzene or the like is used. The amount of water in the reaction system for maintaining the enzyme activity is the same as in the case of the depolymerization of polyalkylene alkanoate or poly (3-hydroxyalkanoate). In addition to the cyclic oligomer of the structural formula (1), copolymerization can also be performed using ε-caprolactone or an oligomer thereof or a cyclic oligomer such as a lactic acid oligomer, and a copolymerized polyester having a unit from these cyclic oligomers is also available. Can be easily obtained. In addition to the cyclic oligomer of the structural formula (2), cyclic lactones such as lactide, ε-caprolactone, β-propiolactone, β-butyrolactone, benzyl β-malolactonate, pentadecanolactone, And cyclic carbonates such as trimethylene carbonate, methyl trimethylene carbonate, and dimethyl trimethylene carbonate. Therefore, a polyester or polyester carbonate having other lactone units and carbonate units in addition to the units of the structural formula (2) can be easily produced.

【0042】前記構造式(1)および(2)の環状オリ
ゴマーの重合も可逆反応であるので、生成した重合体か
ら環状オリゴマーへの解重合を抑制するためには、特に
重合系の水分量を抑え、重合温度を高くすることが好ま
しい。前記重合反応において、加水分解酵素の環状オリ
ゴマーに対する割合は、1:1000〜1:2の範囲が
適している。重合の温度は、30ないし85℃が可能で
あるが、特に40ないし75℃の範囲内で行うことが好
ましい。30℃より低いと反応速度が小さくなり、ま
た、85℃を超えると、酵素の失活が生ずるので、重合
温度は前記範囲が適している。一般に、前記環状オリゴ
マーの重合は、ポリマーからの解重合の際の温度より高
いことが好ましい。反応時間は、0.5〜48時間が適
当である。0.5時間より短いと十分反応が進行せず、
また、48時間を超えると生成したポリマーが解重合を
起こしたりするので、前記時間範囲が好ましい。
Since the polymerization of the cyclic oligomers of the structural formulas (1) and (2) is also a reversible reaction, in order to suppress the depolymerization of the produced polymer into the cyclic oligomer, the water content of the polymerization system must be particularly controlled. It is preferable to suppress the temperature and increase the polymerization temperature. In the polymerization reaction, the ratio of the hydrolase to the cyclic oligomer is preferably in the range of 1: 1000 to 1: 2. The temperature of the polymerization can be 30 to 85 ° C, but it is particularly preferable to carry out the polymerization in the range of 40 to 75 ° C. If the temperature is lower than 30 ° C., the reaction rate is reduced. If the temperature is higher than 85 ° C., the enzyme is inactivated. Generally, the polymerization of the cyclic oligomer is preferably higher than the temperature at the time of depolymerization from the polymer. The reaction time is suitably from 0.5 to 48 hours. If less than 0.5 hours, the reaction does not proceed sufficiently,
If the time exceeds 48 hours, the produced polymer may undergo depolymerization, so the above time range is preferable.

【0043】[環状オリゴマーからポリアルキレンアル
カノエートまたはポリ(3−ヒドロキシアルカノエー
ト)の化学的合成]一例を挙げると、絶対乾燥条件下、
環状オリゴマーに対して0.1質量%のジスタノキサン
を触媒として加え、100℃で、塊状重合を行うことに
より対応するポリマーを得ることができる。
[Chemical synthesis of polyalkylene alkanoate or poly (3-hydroxyalkanoate) from cyclic oligomer] For example, under absolute drying conditions,
By adding 0.1% by mass of distanoxane as a catalyst to the cyclic oligomer as a catalyst and performing bulk polymerization at 100 ° C., a corresponding polymer can be obtained.

【0044】本発明の加水分解酵素によりポリアルキレ
ンアルカノエートまたはポリ(3−ヒドロキシアルカノ
エート)を解重合させる方法は、ワンポットによる簡便
な操作でよい他、反応条件は温和でありまた低エネルギ
ー消費でもある。また、解重合により得られる環状オリ
ゴマーは、酵素重合に適するモノマーであり、酵素によ
り、簡便な操作でかつ温和な条件で容易に重合可能であ
り、容易に元のポリマーを製造することができる。また
その際,他のモノマーと共重合させることも可能であ
る。また、前記環状オリゴマーは酵素によるだけでな
く、化学合成的に、すなわち、重合触媒の存在下重合さ
せることが可能である。さらに、前記環状オリゴマーの
重合は、開環重合であるため、水等の縮合成分が発生せ
ず、これらを反応系外に出す必要もないので、重合反応
操作が簡便であるというメリットもある。さらに、解重
合または重合を行うのに用いる加水分解酵素は、回収し
て繰り返し用いることができ、その際酵素としての活性
の減少は実質的にないという有利な点を有する。したが
って、本発明により、低エネルギー消費で環境に対する
負荷が小さく、かつ炭素資源を完全再利用することが可
能な、完全循環型の重合体利用システムを構築すること
が可能になった。
The method of depolymerizing polyalkylene alkanoate or poly (3-hydroxyalkanoate) with the hydrolase of the present invention may be a simple operation in one pot, or may be carried out under mild or low energy consumption conditions. is there. In addition, the cyclic oligomer obtained by depolymerization is a monomer suitable for enzymatic polymerization, and can be easily polymerized by an enzyme under a simple operation under mild conditions, so that the original polymer can be easily produced. At that time, it is also possible to copolymerize with another monomer. The cyclic oligomer can be polymerized not only by an enzyme but also chemically, that is, in the presence of a polymerization catalyst. Furthermore, since the polymerization of the cyclic oligomer is a ring-opening polymerization, no condensation component such as water is generated, and there is no need to bring them out of the reaction system. Therefore, there is an advantage that the polymerization reaction operation is simple. Furthermore, the hydrolase used to carry out the depolymerization or polymerization has the advantage that it can be recovered and used repeatedly, with substantially no decrease in its activity as an enzyme. Therefore, according to the present invention, it has become possible to construct a complete circulation type polymer utilization system that can reduce the load on the environment with low energy consumption and can completely reuse carbon resources.

【0045】[0045]

【実施例】以下に実施例を示し本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明はこれらの実施例により限定される
ものではない。 実施例1 ポリブチレンサクシネート(Mn=60,000)30
mgをアセトニトリル3mLに溶解し、これに固定化リ
パーゼ(Novozym 435)3mgおよび水15
0μLを添加し、70℃で24時間撹拌を行った。これ
にクロロホルムを少量加え、不溶の固定化リパーゼをセ
ライトを用いて濾別し、濾液より溶媒をエバポレーター
を用いて減圧濃縮し、環状体を主成分とするブチレンサ
クシネートオリゴマーを収率80%で得た。GPCおよ
びMALDI−TOF MSにより、オリゴマーの80
%が3量体で、16%程度が2、4、および5量体で、
残りの若干量が線状のオリゴマーであった。なお、未反
応のポリマーは、前記解重合操作を繰り返すことによ
り、環状オリゴマーに完全に変換された。得られた環状
オリゴマーの分析を行い、以下のような結果を得た。1 H-NMR(300MHz, CDCl3):δ=1.71(m,4H,CH2),2.63
(m,4H,CH2CO),4.11(m,4H,OCH2).
The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, but it should not be construed that the present invention is limited to these Examples. Example 1 Polybutylene succinate (Mn = 60,000) 30
was dissolved in 3 mL of acetonitrile, and 3 mg of immobilized lipase (Novozym 435) and 15 mg of water were added thereto.
0 μL was added, and the mixture was stirred at 70 ° C. for 24 hours. A small amount of chloroform was added thereto, and the insoluble immobilized lipase was separated by filtration using celite, and the solvent was concentrated under reduced pressure from the filtrate using an evaporator to obtain a butylene succinate oligomer having a cyclic component as a main component in a yield of 80%. Obtained. By GPC and MALDI-TOF MS, 80
% Is a trimer and about 16% is a dimer, a tetramer, and a pentamer.
Some of the remaining amount was linear oligomer. The unreacted polymer was completely converted into a cyclic oligomer by repeating the above depolymerization operation. The obtained cyclic oligomer was analyzed, and the following results were obtained. 1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ = 1.71 (m, 4H, CH 2 ), 2.63
(M, 4H, CH 2 CO ), 4.11 (m, 4H, OCH 2).

【0046】実施例2 ポリ(3−ヒドロキシ酪酸)(Mn=230,000)
25mgをジクロロエタン0.25mLに溶解し、これ
に固定化リパーゼ(Novozym 435)70m
g、トルエン0.25mLおよび水2μLを添加し、7
0℃で48時間撹拌を行った。これにクロロホルムを少
量加え、不溶の固定化リパーゼをセライトを用いて濾別
し、濾液より溶媒をエバポレーターを用いて減圧濃縮
し、3量体をメインとする環状3−ヒドロキシ酪酸オリ
ゴマーを得た。なお、未反応のポリマーは、前記解重合
操作を繰り返すことにより、環状オリゴマーに完全に変
換された。得られた環状オリゴマーの分析を行い、以下
のような結果を得た。1 H-NMR(300MHz, CDCl3):δ=1.3(d,3H,J=5.0Hz,C
H3),2.6(m,2H,CH2),5.3(m,1H,CH)
Example 2 Poly (3-hydroxybutyric acid) (Mn = 230,000)
25 mg was dissolved in 0.25 mL of dichloroethane, and immobilized lipase (Novozym 435) 70 m was added thereto.
g, 0.25 mL of toluene and 2 μL of water were added.
Stirring was performed at 0 ° C. for 48 hours. To this was added a small amount of chloroform, the insoluble immobilized lipase was separated by filtration using Celite, and the solvent was concentrated under reduced pressure from the filtrate using an evaporator to obtain a cyclic 3-hydroxybutyric acid oligomer mainly composed of trimers. The unreacted polymer was completely converted into a cyclic oligomer by repeating the above depolymerization operation. The obtained cyclic oligomer was analyzed, and the following results were obtained. 1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ = 1.3 (d, 3H, J = 5.0 Hz, C
H 3), 2.6 (m, 2H, CH 2), 5.3 (m, 1H, CH)

【0047】実施例3 数平均分子量が230,000の3−ヒドロキシ酪酸と
3−ヒドロキシバレリアン酸との共重合体(P3HB/
V)(共重合モル比およそ92/8)25mgを、ジク
ロロエタン0.25mLに溶解し、これに固定化リパー
ゼ(Novozym435)70mg、トルエン0.25m
L、および水2mLを添加し、70℃で48時間攪拌を
行った。これにクロロホルムを少量加え、不溶の固定化
リパーゼをセライトを用いて濾別し、濾液をエバポレー
ターを用いて減圧濃縮し、環状3量体をメインとする、
3−ヒドロキシ酪酸と3−ヒドロキシバレリアン酸との
コオリゴマーを得た。得られたコオリゴマーの分子構造
をMALDI−TOF MSで分析を行い、3−ヒドロ
キシ酪酸と3−ヒドロキシバレリアン酸のユニットが含
まれることを確認した。環状オリゴマー中の3−ヒドロ
キシバレリアン酸ユニットは、元の共重合体中の含有量
に依存しており、3−ヒドロキシバレリアン酸8%の共
重合体の分解生成物である環状3量体は、大部分が3−
ヒドロキシ酪酸ユニットからなり、約8%に相当する分
が、環化体中に3−ヒドロキシバレリアン酸ユニットを
最大1ユニット含む環状オリゴマー混合物を形成してい
た。
Example 3 A copolymer of 3-hydroxybutyric acid and 3-hydroxyvaleric acid having a number average molecular weight of 230,000 (P3HB /
V) 25 mg (copolymerization molar ratio of about 92/8) was dissolved in 0.25 mL of dichloroethane, and 70 mg of immobilized lipase (Novozym 435) and 0.25 m
L and 2 mL of water were added, and the mixture was stirred at 70 ° C. for 48 hours. A small amount of chloroform was added thereto, and the insoluble immobilized lipase was separated by filtration using Celite, and the filtrate was concentrated under reduced pressure using an evaporator to obtain a cyclic trimer as a main component.
A cooligomer of 3-hydroxybutyric acid and 3-hydroxyvaleric acid was obtained. The molecular structure of the obtained co-oligomer was analyzed by MALDI-TOF MS, and it was confirmed that units of 3-hydroxybutyric acid and 3-hydroxyvaleric acid were included. The 3-hydroxyvaleric acid unit in the cyclic oligomer depends on the content in the original copolymer, and the cyclic trimer, which is a decomposition product of the copolymer of 8% of 3-hydroxyvaleric acid, Mostly 3-
About 8% of the hydroxybutyric acid units formed a cyclic oligomer mixture containing at most one 3-hydroxyvaleric acid unit in the cyclized product.

【0048】実施例4 実施例1で得た3量体をメインとしこれに少量の2、
4、5量体が加わったブチレンサクシネート環状オリゴ
マー200mgをトルエン1mLに溶解し、これに固定
化リパーゼ(Novozym 435)60mg添加し、70
℃で24時間攪拌し、重合を行った。反応終了後、クロ
ロホルムを少量加え、不溶の固定化リパーゼをセライト
を用いて濾別し、濾液をエバポレーターを用いて減圧濃
縮し、ポリマーを定量的に得た。これを少量のクロロホ
ルムに溶解し、大量のメタノールに加えて再沈殿させる
方法により精製し、ポリブチレンサクシネートを得た。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)よ
り求めた分子量(重量平均分子量)は9200であっ
た。1 H-NMR(300MHz, CDCl3):δ=1.71(m,4H,CH2),2.63
(m,4H,CH2CO),3.68(2H,CH2OH),4.12(m,4H,
OCH2).13 C-NMR(75MHz,CDCl3):δ=25.0,25.2,28.9,29.0,
62.2,64.1,64.5,172.2IR(KBr):1717,11
67(C=O),2948,1474(CH2
Example 4 The trimer obtained in Example 1 was mainly used, and a small amount of 2,
200 mg of a butylene succinate cyclic oligomer to which a tetramer or pentamer was added was dissolved in 1 mL of toluene, and 60 mg of immobilized lipase (Novozym 435) was added thereto.
It stirred at 24 degreeC for 24 hours, and polymerized. After completion of the reaction, a small amount of chloroform was added, and the insoluble immobilized lipase was separated by filtration using Celite, and the filtrate was concentrated under reduced pressure using an evaporator to obtain a polymer quantitatively. This was dissolved in a small amount of chloroform, added to a large amount of methanol and purified by reprecipitation to obtain polybutylene succinate.
The molecular weight (weight average molecular weight) determined by gel permeation chromatography (GPC) was 9,200. 1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ = 1.71 (m, 4H, CH 2 ), 2.63
(M, 4H, CH 2 CO), 3.68 (2H, CH 2 OH), 4.12 (m, 4H,
OCH 2 ). 13 C-NMR (75 MHz, CDCl 3 ): δ = 25.0, 25.2, 28.9, 29.0,
62.2, 64.1, 64.5, 172.2 IR (KBr): 1717, 11
67 (C = O), 2948,1474 (CH 2)

【0049】実施例5 実施例2で得た3量体をメインとする3−ヒドロキシ酪
酸の環状オリゴマー100mgとトリメチレンカーボネ
ート100mgを、トルエン1mLに溶解し、これに固
定化リパーゼ(Novozym 435)60mg添加し、7
0℃で24時間攪拌し、重合を行った。反応終了後、ク
ロロホルムを少量加え、不溶の固定化リパーゼをセライ
トを用いて濾別し、濾液をエバポレーターを用いて減圧
濃縮し、ほぼ定量的に、3−ヒドロキシ酪酸とトリメチ
レンカーボネートの共重合体を得た。ゲルパーミエーシ
ョンクロマトグラフィー(GPC)より求めた分子量
(重量平均分子量)は4500であった。得られた共重
合体のポリマー構造をMALDI−TOF MSで分析
を行い、3−ヒドロキシ酪酸とトリメチレンカーボネー
トの共重合ユニットが含まれることを確認した。
Example 5 100 mg of the cyclic oligomer of 3-hydroxybutyric acid mainly containing the trimer obtained in Example 2 and 100 mg of trimethylene carbonate were dissolved in 1 mL of toluene, and 60 mg of immobilized lipase (Novozym 435) was added thereto. Add 7
The mixture was stirred at 0 ° C. for 24 hours to perform polymerization. After completion of the reaction, a small amount of chloroform was added, the insoluble immobilized lipase was separated by filtration using Celite, the filtrate was concentrated under reduced pressure using an evaporator, and almost quantitatively, a copolymer of 3-hydroxybutyric acid and trimethylene carbonate was used. I got The molecular weight (weight average molecular weight) determined by gel permeation chromatography (GPC) was 4,500. The polymer structure of the obtained copolymer was analyzed by MALDI-TOF MS, and it was confirmed that a copolymer unit of 3-hydroxybutyric acid and trimethylene carbonate was included.

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明の、加水分解酵素によりポリアル
キレンアルカノエートまたはポリ(3−ヒドロキシアル
カノエート)を解重合させる方法は、ワンポットによる
簡便な操作でよい他、反応条件は温和でありまた低エネ
ルギー消費でもある。また、解重合により得られる環状
オリゴマーは、酵素重合に適するモノマーであり、酵素
により、簡便な操作でかつ温和な条件で容易に重合可能
であり、容易に元のポリマーを製造することができる。
またその際,他のモノマーと共重合させることも可能で
ある。また、前記環状オリゴマーは酵素によるだけでな
く、化学合成的に、すなわち、重合触媒の存在下重合さ
せることが可能である。さらに、前記環状オリゴマーの
重合は、開環重合であるため、水等の縮合成分が発生せ
ず、これらを反応系外に出す必要もないので、重合反応
操作が簡便であるというメリットもある。さらに、解重
合または重合を行うのに用いる加水分解酵素は、回収し
て繰り返し用いることができ、その際酵素としての活性
の減少は実質的にないという有利な点を有する。したが
って、本発明により、低エネルギー消費で環境に対する
負荷が小さく、かつ炭素資源を完全再利用することが可
能な、完全循環型の重合体利用システムを構築すること
が可能になった。
The method of the present invention for depolymerizing polyalkylene alkanoate or poly (3-hydroxyalkanoate) with a hydrolase may be a simple operation in a single pot, and the reaction conditions are mild and low. It is also energy consumption. In addition, the cyclic oligomer obtained by depolymerization is a monomer suitable for enzymatic polymerization, and can be easily polymerized by an enzyme under a simple operation under mild conditions, so that the original polymer can be easily produced.
At that time, it is also possible to copolymerize with another monomer. The cyclic oligomer can be polymerized not only by an enzyme but also chemically, that is, in the presence of a polymerization catalyst. Furthermore, since the polymerization of the cyclic oligomer is a ring-opening polymerization, no condensation component such as water is generated, and there is no need to bring them out of the reaction system. Therefore, there is an advantage that the polymerization reaction operation is simple. Furthermore, the hydrolase used to carry out the depolymerization or polymerization has the advantage that it can be recovered and used repeatedly, with substantially no decrease in its activity as an enzyme. Therefore, according to the present invention, it has become possible to construct a complete circulation type polymer utilization system that can reduce the load on the environment with low energy consumption and can completely reuse carbon resources.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポリアルキレンアルカノエートを加水分
解酵素の存在下、解重合させることにより、下記構造式
(1)で表される環状体を主成分とするオリゴマーを製
造する方法。 【化1】 式中、Aは炭素数2〜8の直鎖状または分岐状のアルキ
レン基を表し、Bは炭素数2〜6の直鎖状または分岐状
のアルキレン基を表す。mは1〜6の整数を表す。
1. A method for producing an oligomer having a cyclic structure represented by the following structural formula (1) as a main component by depolymerizing a polyalkylene alkanoate in the presence of a hydrolase. Embedded image In the formula, A represents a linear or branched alkylene group having 2 to 8 carbon atoms, and B represents a linear or branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms. m represents an integer of 1 to 6.
【請求項2】 加水分解酵素がリパーゼであることを特
徴とする請求項1に記載の環状体を主成分とするオリゴ
マーを製造する方法。
2. The method according to claim 1, wherein the hydrolase is a lipase.
【請求項3】 ポリ(3−ヒドロキシアルカノエート)
を加水分解酵素の存在下、解重合させることにより、下
記構造式(2)で表される環状体を主成分とするオリゴ
マーを製造する方法。 【化2】 式中、Rは水素原子または炭素数1から12の直鎖状ま
たは分岐状のアルキル基を表し、nは2〜10の整数を
表す。
3. Poly (3-hydroxyalkanoate)
To produce an oligomer having a cyclic body represented by the following structural formula (2) as a main component by depolymerizing the compound in the presence of a hydrolase. Embedded image In the formula, R represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and n represents an integer of 2 to 10.
【請求項4】 加水分解酵素がリパーゼであることを特
徴とする請求項3に記載の環状体を主成分とするオリゴ
マーを製造する方法。
4. The method according to claim 3, wherein the hydrolase is a lipase.
【請求項5】 前記式(1)または(2)で表される環
状体を主成分とするオリゴマーを、加水分解酵素の存在
下、重合させることを特徴とするポリアルキレンアルカ
ノエートまたはポリ(3−ヒドロキシアルカノエート)
の製造方法。
5. A polyalkylene alkanoate or poly (3), which is obtained by polymerizing an oligomer having a cyclic body represented by the formula (1) or (2) as a main component in the presence of a hydrolase. -Hydroxyalkanoate)
Manufacturing method.
【請求項6】 前記式(1)または(2)で表される環
状体を主成分とするオリゴマーを、重合触媒の存在下、
重合させることを特徴とするポリアルキレンアルカノエ
ートまたはポリ(3−ヒドロキシアルカノエート)の製
造方法。
6. An oligomer having a cyclic body represented by the formula (1) or (2) as a main component is reacted with a polymerization catalyst in the presence of a polymerization catalyst.
A method for producing a polyalkylene alkanoate or poly (3-hydroxyalkanoate), which comprises polymerizing.
JP2001131768A 2001-04-27 2001-04-27 Method for depolymerizing polyalkylene alkanoate or poly (3-hydroxyalkanoate) into an oligomer mainly composed of a cyclic body, and method for polymerizing said cyclic oligomer Pending JP2002320499A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001131768A JP2002320499A (en) 2001-04-27 2001-04-27 Method for depolymerizing polyalkylene alkanoate or poly (3-hydroxyalkanoate) into an oligomer mainly composed of a cyclic body, and method for polymerizing said cyclic oligomer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001131768A JP2002320499A (en) 2001-04-27 2001-04-27 Method for depolymerizing polyalkylene alkanoate or poly (3-hydroxyalkanoate) into an oligomer mainly composed of a cyclic body, and method for polymerizing said cyclic oligomer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002320499A true JP2002320499A (en) 2002-11-05

Family

ID=18979900

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001131768A Pending JP2002320499A (en) 2001-04-27 2001-04-27 Method for depolymerizing polyalkylene alkanoate or poly (3-hydroxyalkanoate) into an oligomer mainly composed of a cyclic body, and method for polymerizing said cyclic oligomer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002320499A (en)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004099174A3 (en) * 2003-04-30 2005-03-03 Du Pont Continuous bioreactor process for the preparation of polyester cyclic oligomers
JP2007534788A (en) * 2003-12-31 2007-11-29 エスケー ケミカルズ カンパニー リミテッド Method for producing polyester copolymer containing amide bond
US7396667B2 (en) 2002-08-05 2008-07-08 Keio University Enzymatic depolymerization process of polylactic acid, and producing process of polylactic acid using depolymerization product
JP2010159418A (en) * 2002-12-26 2010-07-22 Internatl Business Mach Corp <Ibm> Catalytic depolymerization of polymer containing electrophilic linkage using nucleophilic reagent
US8513379B2 (en) 2004-04-28 2013-08-20 Keio University Depolymerization method for polymer containing ester bond in main chain and method for producing polymer containing ester bond in main chain from depolymerization product
CN103710399A (en) * 2013-12-12 2014-04-09 清华大学 Preparation method of poly(butylene succinate)
WO2014079844A1 (en) * 2012-11-20 2014-05-30 Carbios Method for recycling plastic products
US10287561B2 (en) 2014-10-21 2019-05-14 Carbios Polypeptide having a polyester degrading activity and uses thereof
US10385183B2 (en) 2014-05-16 2019-08-20 Carbios Process of recycling mixed PET plastic articles
US10508269B2 (en) 2015-03-13 2019-12-17 Carbios Polypeptide having a polyester degrading activity and uses thereof
CN110776425A (en) * 2019-10-23 2020-02-11 清华大学 Preparation method of (R) -3-hydroxybutyric acid and oligomer thereof
US10626242B2 (en) 2014-12-19 2020-04-21 Carbios Plastic compound and preparation process
US10717996B2 (en) 2015-12-21 2020-07-21 Carbios Recombinant yeast cells producing polylactic acid and uses thereof
US10723848B2 (en) 2015-06-12 2020-07-28 Carbios Masterbatch composition comprising a high concentration of biological entities
US10767026B2 (en) 2016-05-19 2020-09-08 Carbios Process for degrading plastic products
US12428655B2 (en) 2021-05-28 2025-09-30 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Bioreactor and process for forming polyhydroxybutyrate directly from depolymerized polyhydroxybutyrate

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6010072144, 分子・超分子・超構造体理工学 平成12年度研究成果報告書, 2001.03, p.385−422 *
JPN6010072145, Polymer Preprints Japan, 2000, Vol.49, No.2, p.148 *
JPN6010072147, Polymer Preprints Japan, 2000, Vol.49, No.14, p.4363−4364 *

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7396667B2 (en) 2002-08-05 2008-07-08 Keio University Enzymatic depolymerization process of polylactic acid, and producing process of polylactic acid using depolymerization product
JP2010159418A (en) * 2002-12-26 2010-07-22 Internatl Business Mach Corp <Ibm> Catalytic depolymerization of polymer containing electrophilic linkage using nucleophilic reagent
WO2004099174A3 (en) * 2003-04-30 2005-03-03 Du Pont Continuous bioreactor process for the preparation of polyester cyclic oligomers
JP2007534788A (en) * 2003-12-31 2007-11-29 エスケー ケミカルズ カンパニー リミテッド Method for producing polyester copolymer containing amide bond
US8513379B2 (en) 2004-04-28 2013-08-20 Keio University Depolymerization method for polymer containing ester bond in main chain and method for producing polymer containing ester bond in main chain from depolymerization product
WO2014079844A1 (en) * 2012-11-20 2014-05-30 Carbios Method for recycling plastic products
CN104937015B (en) * 2012-11-20 2020-03-17 卡比欧斯公司 Method for recycling plastic articles
CN104937015A (en) * 2012-11-20 2015-09-23 卡比欧斯公司 Method for recycling plastic products
JP2016505650A (en) * 2012-11-20 2016-02-25 キャルビオスCarbios How to recycle plastic products
US10124512B2 (en) 2012-11-20 2018-11-13 Carbios Method for recycling plastic products
JP2019031684A (en) * 2012-11-20 2019-02-28 キャルビオスCarbios Method for recycling plastic products
CN103710399B (en) * 2013-12-12 2015-08-05 清华大学 A kind of preparation method of poly butylene succinate
CN103710399A (en) * 2013-12-12 2014-04-09 清华大学 Preparation method of poly(butylene succinate)
US10385183B2 (en) 2014-05-16 2019-08-20 Carbios Process of recycling mixed PET plastic articles
US10287561B2 (en) 2014-10-21 2019-05-14 Carbios Polypeptide having a polyester degrading activity and uses thereof
US10626242B2 (en) 2014-12-19 2020-04-21 Carbios Plastic compound and preparation process
US10508269B2 (en) 2015-03-13 2019-12-17 Carbios Polypeptide having a polyester degrading activity and uses thereof
US10723848B2 (en) 2015-06-12 2020-07-28 Carbios Masterbatch composition comprising a high concentration of biological entities
US11198767B2 (en) 2015-06-12 2021-12-14 Carbios Process for preparing a biodegradable plastic composition
US11802185B2 (en) 2015-06-12 2023-10-31 Carbios Masterbatch composition comprising a high concentration of biological entities
US10717996B2 (en) 2015-12-21 2020-07-21 Carbios Recombinant yeast cells producing polylactic acid and uses thereof
US10767026B2 (en) 2016-05-19 2020-09-08 Carbios Process for degrading plastic products
US11377533B2 (en) 2016-05-19 2022-07-05 Carbios Process for degrading plastic products
CN110776425A (en) * 2019-10-23 2020-02-11 清华大学 Preparation method of (R) -3-hydroxybutyric acid and oligomer thereof
US12428655B2 (en) 2021-05-28 2025-09-30 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Bioreactor and process for forming polyhydroxybutyrate directly from depolymerized polyhydroxybutyrate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Luyt et al. Can biodegradable plastics solve plastic solid waste accumulation?
Matsumura Enzyme‐catalyzed synthesis and chemical recycling of polyesters
Matsumura Enzymatic synthesis of polyesters via ring-opening polymerization
JP4359718B2 (en) Enzymatic depolymerization method of polylactic acid and method for producing polylactic acid using depolymerization product
Tokiwa et al. Biotechnological production of (R)-3-hydroxybutyric acid monomer
Müller et al. Architecture of biodegradable copolyesters containing aromatic constituents
Taguchi et al. Evolution of polyhydroxyalkanoate synthesizing systems toward a sustainable plastic industry
Mueller Biological degradation of synthetic polyesters—Enzymes as potential catalysts for polyester recycling
JP2002320499A (en) Method for depolymerizing polyalkylene alkanoate or poly (3-hydroxyalkanoate) into an oligomer mainly composed of a cyclic body, and method for polymerizing said cyclic oligomer
Gabirondo et al. Poly (hydroxy acids) derived from the self-condensation of hydroxy acids: from polymerization to end-of-life options
Tachibana et al. Biodegradability of polyesters comprising a bio-based monomer derived from furfural
Ebata et al. Lipase-catalyzed transformation of poly (ε-caprolactone) into cyclic dicaprolactone
Bonduelle et al. Lipase-catalyzed ring-opening polymerization of the O-carboxylic anhydride derived from lactic acid
Miyahara et al. Microbial polyhydroxyalkanoates (PHAs): from synthetic biology to industrialization
Utsunomia et al. Microbial secretion of D-lactate-based oligomers
Burg Poly (α-ester) s
Wang et al. Production and waste treatment of polyesters: Application of bioresources and biotechniques
Pivsa-Art et al. Synthesis of poly (D-lactic acid) using a 2-steps direct polycondensation process
Kelaniyagama et al. Synthesize and applications of biodegradable plastics as a solution for environmental pollution due to non-biodegradable plastics, a review
Koller et al. Polyhydroxyalkanoates (PHA): Microbial synthesis of natural polyesters
JP4171823B2 (en) Depolymerization of polyester using supercritical carbon dioxide and process for producing polyester from depolymerization product
JP5696971B2 (en) Treatment method of biodegradable resin
JP2004290130A (en) Method for recovering polyester constituent monomer
JP4140804B2 (en) Method for producing dicaprolactone and caprolactone polymer
Djonlagic et al. Biodegradable polyesters: Synthesis and physical properties

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080414

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101221

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20110419