聚酯的制造方法技术

本发明专利技术提供一种聚酯的制造方法，该聚酯至少含有3－羟基丁酸酯单元作为聚合单元，高分子量，并且分子量分布窄(即，Mw/Mn小)。上述聚酯的制造方法包括将微生物在含有碳源和氮源的培养液中培养的步骤，上述聚酯是重均分子量为100万以上且至少含有3－羟基丁酸酯单元作为聚合单元的聚酯，作为培养条件，培养液的渗透压在培养期间中维持为200mOsmol以上900mOsm以下，并且培养液的氮原子浓度在培养期间中维持为0.30g/L以上。

Manufacturing method of polyester

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚酯的制造方法
本专利技术涉及一种至少含有3－羟基丁酸酯单元作为聚合单元的聚酯的制造方法。
技术介绍
大多微生物在其生物体内积累聚羟基脂肪酸酯(PHA)作为能量源、碳源储藏物质。已知在碳源充分而氮、磷、硫、氧、镁等营养元素受限时，会发生PHA的积累。PHA是热塑性的聚酯，作为生物分解性、生物体适应性的塑料受到瞩目，已进行大量的研究(非专利文献1)。构成PHA的单体单元已知有100种以上，最有代表性的物质为由(R)－3－羟基丁酸酯(以下，简称为3HB)构成的聚－3－羟基丁酸酯(以下，简称为P(3HB))(非专利文献1)。在非专利文献1中，示出了一般在培养的后段PHA的分子量降低。在作为关于P(3HB)的制造研究的综述的非专利文献2中，记载了在限制磷的培养中，在P(3HB)的积累时分子量逐渐降低。作为增大分子量的方法，有向不具有PHA合成系、分解系的大肠杆菌EscherichiacoliXL1－Blue导入取自P(3HB)合成细菌杀虫贪铜菌(Cupriavidusnecator)的P(3HB)生物合成基因(phaCAB)，将该基因重组菌在pH6培养来制造超高分子量P(3HB)的方法(非专利文献3)。生产P(3HB)的野生株的P(3HB)的重均分子量Mw一般为50万～150万左右、20万～200万左右、进而1万～300万左右，野生型的微生物由于在菌体内具有大量的分解酶，因此难以合成达到Mw300万以上的超高分子量体P(3HB)。另外，P(3HB)被微生物作为能量源、碳源储藏物质积累，因此，在很多微生物中已发现当碳源耗尽时会将其分解使用。但是，也示出了显示同时发生PHA的合成和分解的例子。同时发生PHA的合成和分解的现象的生理学意义尚未得到阐明。另外，生产PHA的野生株中，由于这样同时发生PHA的合成和分解，因此，成为难以合成超高分子量体PHA的原因之一。也大量进行了P(3HB－co－4HB)的制造研究，在作为生产P(3HB)的野生株的杀虫贪铜菌(Cupriavidusnecator)中，通过赋予4－羟基丁酸酯(4HB)、γ－丁内酯、1,4－丁二醇、1,6－己二醇、1,8－辛二醇、1,10－癸二醇、1,12－十二烷二醇等的碳源进行培养，产生P(3HB－co－4HB)。还报道有不使用生产P(3HB)的野生株，而是将大肠杆菌基因重组而生产P(3HB－co－4HB)、P(4HB)的方法。最初，导入从乙酰CoA生产P(3HB)所必需的来自杀虫贪铜菌(Cupriavidusnecator)的β－酮硫解酶(PhaA)、乙酰乙酰CoA还原酶(PhaB)、PHA聚合酶(PhaC)的各基因phaA、phaB、phaC，并且导入来自克氏梭菌(Clostridiumkluyveri)的琥珀酸分解途径的基因(sucD、4hbD、orfZ)，由此，能够从琥珀酸提供4HB－CoA，在大肠杆菌中以葡萄糖为碳源生产分子量Mw为约180万的P(3HB－co－4HB)，但是，PHA中的4HB比率低至1.3～1.5％(非专利文献4)。另外，还报道有在P(3HB－co－4HB)的生产中利用ε－己内酯或作为其皂化物的6－羟基己酸酯(或其盐)。有报道称在将ε－己内酯作为碳源培养杀虫贪铜菌(Cupriavidusnecator)时，积累了PHA含量为26％至38％、4HB比率为30％至36％的P(3HB－co－4HB)(非专利文献5)，但是没有分子量的记载。另外，在杀虫贪铜菌(Cupriavidusnecator)的PHA分解酶缺陷株中导入气单胞菌属(Aeromonas属)的PHA聚合酶基因的基因重组菌显示在烧瓶培养中能够生产重均分子量Mw300万以上的超高分子量体P(3HB－co－3HH)，但是在发酵罐培养中停留于Mw200万左右(专利文献1)。此外，已知通过在添加了二甲基亚砜(DMSO)等的聚乳酸的良溶剂的培养基中培养基因重组细菌，乳酸和3HB的共聚物的分子量提高(专利文献2)。此外，在专利文献3中，记载了通过将能够生产PHA的贪铜菌属(Cupriavidus属)微生物的细胞中的PHA合成酶的比活性控制在0.1U/mg－protein以下，来合成分子量的PHA的微生物和制造高分子的PHA的方法。记载了通过使用专利文献3的微生物和方法能够在工业上高效地生产重均分子量400万以上的PHA。在专利文献4中，记载了通过将特定的微生物使用δ－戊内酯和/或ε－己内酯进行培养、或使用乙醇酸进行培养，生产具有游离的羟基的PHA。在专利文献3和4中，关于在培养中控制培养液的渗透压和氮原子浓度没有记载。另外，在专利文献5中，记载了含有50～99摩尔％的β－羟基丁酸酯重复单元和1～50摩尔％的β－羟基戊酸酯重复单元、且具有50,000以上的重均分子量的β－羟基丁酸酯共聚物。在专利文献5中，对于在培养中控制培养液的渗透压没有记载。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公报WO2014/065253号专利文献2：日本特开2017－29082号公报专利文献3：国际公报WO2012/102371号专利文献4：国际公报WO2017/033652号专利文献5：日本特开平5－15383号公报非专利文献非专利文献1：AlistairJ.Andersonetal.，MicrobiologicalReviews，Vol.54，No.4，450－472，1990非专利文献2：Editors：M.Fontanille，A.Guyot，RecentAdvancesinMechanisticandSyntheticAspectsofPolymerization.Book.NATOASISeries，Vol.215，293－314，1987非专利文献3：S.Kusakaetal.，AppliedMicrobiologyandBiotechnology，Vol.47，140－143，1997非专利文献4：HenryE.Valentinetal.，JournalofBiotechnologyVol.58，33－38，1997非专利文献5：SungChulYoonetal.，KoreanJournalofAppliedMicrobiologyandBiotechnology，Vol.28，No.2，71－79，2000
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题通过PHA的共聚物化和高分子量化，能够期待改善PHA的物性。P(3HB)具有硬且脆的物性，即使与3－羟基戊酸酯(3HV)单元共聚化也会发生共结晶化，因此，几乎无法期待物性的改善。但是，包含4HB单元、3－羟基己酸酯(3HH)单元等与3HB单元不共结晶化的第二成分单元的共聚PHA通过使其第二单元成分的比率发生变化则可以预期大幅改善物性。特别是，包含具有侧链的3HB单元、其它的3－羟基烷酸的PHA不显示脂肪酶分解性，相对于此，使与3HB相比不具有侧链的4HB单元共聚物化得到的P(3HB－co－4HB)已知不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚酯的制造方法，其特征在于：/n包括将具有生产至少含有3－羟基丁酸酯单元作为聚合单元的聚酯的能力的微生物在含有碳源和氮源的培养液中培养的步骤，/n所制造的聚酯是通过凝胶渗透色谱分析测得的以聚苯乙烯换算的重均分子量为100万以上且至少含有3－羟基丁酸酯单元作为聚合单元的聚酯，/n所述培养液的pH为4以上7.5以下，/n培养满足下述的条件(a)和(b)：/n(a)培养液的渗透压在培养期间中维持为200mOsmol以上900mOsm以下；/n(b)培养液的氮原子浓度在培养期间中维持为0.30g/L以上。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170829 JP 2017-1644691.一种聚酯的制造方法，其特征在于：
包括将具有生产至少含有3－羟基丁酸酯单元作为聚合单元的聚酯的能力的微生物在含有碳源和氮源的培养液中培养的步骤，
所制造的聚酯是通过凝胶渗透色谱分析测得的以聚苯乙烯换算的重均分子量为100万以上且至少含有3－羟基丁酸酯单元作为聚合单元的聚酯，
所述培养液的pH为4以上7.5以下，
培养满足下述的条件(a)和(b)：
(a)培养液的渗透压在培养期间中维持为200mOsmol以上900mOsm以下；
(b)培养液的氮原子浓度在培养期间中维持为0.30g/L以上。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述微生物为选自贪铜菌属(Cupriavidus属)、产碱菌属(Alcaligenes属)、罗尔斯通氏菌属(Ralstonia属)、戴尔福特菌属(Delftia属)、丛毛单胞菌属(Comamonas属)、氢噬胞菌属(Hydrogenophaga属)、伯克氏菌属(Burkholderia属)、埃希氏菌属(Escherichia属)、固氮菌属(Azotobacter属)、甲基杆菌属(Methylobacterium属)、副球菌属(Paracoccus属)、假单胞菌属(Pseudomonas属)、不动杆菌属(Acinetobacter属)、气单胞菌属(Aeromonas属)、异着色菌属(Allochromatium属)、固氮根瘤菌属(Azorhizobium属)、芽孢杆菌属(Bacillus属)、柄杆菌属(Caulobacter属)、色杆菌属(Chromobacterium属)、外硫红螺菌属(Ectothiorhodospira属)、克雷伯氏菌属(Klebsiella属)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：前原晃，
申请(专利权)人：三菱瓦斯化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP