CH618455A5

CH618455A5 -

Info

Publication number: CH618455A5
Application number: CH40376A
Authority: CH
Inventors: Robert M Lafferty; Elmar Heinzle
Original assignee: Agroferm Ag
Priority date: 1976-01-14
Filing date: 1976-01-14
Publication date: 1980-07-31
Also published as: SE7700296L; FR2338291A1; AU2124177A; DE2701278A1; JPS5287169A; GB1568719A; NL7700308A; BE850332A; IT1082451B; FR2338291B3; CA1091600A; AU512448B2; US4101533A

Description

Die Erfindung bezieht sich somit auf die Verwendung von cyclischen Kohlensäureestern der Formel I, insbesondere Äthylencarbonat und/oder 1,2-Propylencarbonat, als Lösungsmittel für racemische oder optisch aktive Poly-(ß-hydroxybutter-säure), und zwar insbesondere für die Extraktion von PHB aus Biomassen oder für die Weiterverarbeitung von racemischer oder optisch aktiver Poly-(ß-hydroxybuttersäure), z.B. durch Nassverspinnen.

Bei der Extraktion von PHB aus Biomassen kann je nach dem verwendeten Lösungsmittel und den angewandten Bedingungen eine gewisse Depolymerisation eintreten, die unter Umständen unerwünscht sein kann, da die Eigenschaften der extrahierten PHB vom Molekulargewicht abhängen. Es hat sich gezeigt, dass bei der Extraktion mit Äthylencarbonat eine stärkere Depolymerisation eintritt als bei Verwendung von 1,2-Propylencarbonat.

Bei der Extraktion von auf mikrobiologischem Wege erzeugtem PHB aus den Zellmassen kann man wie folgt vorgehen:

Die durch Dekantieren, Filtrieren oder Zentrifugieren von der Nährlösung abgetrennten Zellmassen werden in einem cyclischen Kohlensäureester der Formel I, insbesondere in Äthylencarbonat und/oder 1,2-Propylencarbonat, suspendiert. Die Suspension wird danach unter Rühren erhitzt, wobei die

3

618 455

Extraktionskinetik sowie das Molekulargewicht der extrahier- 2 Fällung in 1,2-Propylencarbonat:

ten PHB durch die Wahl von Temperatur und Dauer des Die heisse Lösung von Poly-(ß-hydroxybuttersäure) in 1,2-Erhitzens unter Rühren beeinflusst werden kann. Die extra- Propylencarbonat wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und hierte Zellmasse wird von dem heissen Extrakt durch Dekantie- mit Äthanol im Volumenverhältnis 1:1 verdünnt. Der Niederren, Filtrieren oder Zentrifugieren abgetrennt. Aus der so erhal- s schlag wurde auf einem gewogenen Schwarzbandfilter abfil-tenen überstehenden bzw. abdekantierten Flüssigkeit oder dem triert, mit Äthanol gewaschen und das Filter mit dem Nieder-so erhaltenen Filtrat wird durch Abkühlen oder durch Zugabe schlag ebenfalls über Nacht bei 110° C getrocknet und dann von wenig Wasser reine PHB ausgefällt und abgetrennt. Das gewogen.

dabei zurückgewonnene Lösungsmittel der Formel I kann noch mehrmals für weitere Extraktionen von PHB aus Biomasse i o «Schwarzbandfilter» ist bekanntlich ein aschefreies, schnelleingesetzt werden. filtrierendes Papierfilter (Nr. 589/1) der Firma Schleicher und Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Schüll GmbH, D-3354 Dassel, Bundesrepublik Deutschland. Die zur Herstellung der PHB angewandten Mikroorganis- Die Molekulargewichtsbestimmungen wurden mit Hilfe men und Verfahrensbedingungen sind aus der Literatur bekannt eines Ostwald-Viskosimeters (Kapillardurchmesser 0,3 mm) in und werden daher nicht im einzelnen beschrieben ; Angaben i s Chloroformlösungen durchgeführt. Die Durchlaufzeit für reines darüber können z.B. dem Übersichtsartikel von Rose und Tem- Chloroform war ca. 65 Sekunden, Für die Berechnung des pest (1 .c.) oder dem Artikel von H. G. Schlegel und G. Gott- Molekulargewichtes wurde die folgende Formel von A Herrera schalk (Angew. Chemie 24,342 - 347,1962) entnommen de Mola et al., Makromolekulare Chemie 176,2655 - 2667 werden. (1975) verwendet:

Die Poly-(ß-hydroxybuttersäure)-Bestimmung erfolgte 20 r^i = x 9 x 10_2MW°'74 nach dem Verfahren von J.H. Law und R.A. Slepecky (J. Bact.

82,33,1961) oder gravimetrisch in der unten beschriebenen worin [r]] die Grenzviskositätszahl (Intrinsic Viscosity) und MW

Weise: das Molekulargewicht bedeuten.

1 Fällung in Äthylencarbonat:

Die heisse Lösung von Poly-(ß-hydroxybuttersäure) in " Beispiel 1

Äthylencarbonat wurde auf 60° C abgekühlt und mit Wasser im Wie aus Tabelle I ersichtlich ist, unterscheiden sich Äthylen-

Volumenverhältnis 1:1 verdünnt. Der Niederschlag wurde auf carbonat und 1,2-Propylencarbonat von anderen Lösungsmit-

einem gewogenen Schwarzbandfilter abfiltriert, mit Wasser teln dadurch, dass in kürzerer Zeit echte Lösungen mit höherer nachgewaschen, das Filter mit dem Niederschlag über Nacht bei PHB-KonzentratiOn, die gut filtriert werden können, erhalten

110° C getrocknet und dann gewogen. 30 werden.

Tabelle I

Auflösung von PHB bei Atmosphärendruck

Probe Lösungsmittel PHB- Tempe- Behand- Löslichkeit

Nr. Konzentration ratur lungsdauer der PHB

(g/Liter) (° C) (Std.)

Eigenschaften der «Lösung»

1 CHCI3

2 CHCI3

200 80

3 Dimethylsulfoxyd 15

4 Dimethylformamid 200

5 Äthylencarbonat oder Propylencarbonat oder Dimethylformamid oder Dimethylsulfoxid 3

6 Äthylencarbonat oder Propylencarbonat 200

7 Äthylencarbonat oder Propylencarbonat 340

8 Äthylencarbonat oder Propylencarbonat 170

50 50

120 120

100 120 150

150

10

4

10 10

3 3

1,2

knapp löslich eben noch löslich eben noch löslich

2 Tage eben noch löslich fliesst nicht mehr sehr hochviskos, schwer filtrierbar vollkommen löslich filtrierbar sehr hochviskos, schwer filtrierbar vollkommen löslich filtrierbar

Beispiel 2 4 g trockene Zellen von Hydrogenomonas eutropha H-16

Auch für die Extraktion von PHB aus Biomassen eignen 60 (Rose und Tempest, 1 .c.), die insgesamt 2,8 g PHB enthielten, sich Äthylencarbonat und 1,2-Propylencarbonat bedeutend wurden mit verschiedenen Lösungsmitteln bei verschiedenen besser als die bisher verwendeten Lösungsmittel, und zwar Temperaturen extrahiert. Nach den angegebenen Zeiten wur-

sowohl hinsichtlich der PHB-Ausbeute (höhere Konzentration) den jeweils aliquote Teile der Proben filtriert und aus dem und der höheren Extraktionsgeschwindigkeit als auch hinsieht- Filtrat durch Abkühlen auf ca. 40° C PHB ausgefällt, worauf der lieh der Erhaltung einer hochmolekularen PHB, wie aus der 65 Niederschlag mit Alkohol gewaschen und die resultierende Grenzviskositätszahl (Intrinsic viscosity) hervorgeht. Die reine PHB in vacuo getrocknet wurde. Bei Verwendung von

Extraktionsversuche, deren Ergebnisse in Tabelle II zusammen- Chloroform, Pyridin oder einem Gemisch aus Methylenchlorid gefasst sind, wurden folgendermasser ausgeführt: und Äthanol im Volumenverhältnis 5 :1 als Lösungsmittel

618 455

4

konnte nur durch Zusatz von überschüssigem Äther PHB ausgefällt werden.

Tabelle!!

Lösungsmittel

Tempe

Dauer der

Ausbeute

Intrinsic

ratur

Extraktion an PHB

Viscosity

(° C)

in g in Chloro

form [t|]

25 ml Ätuylen-

120

5 Min.

0,93

—

carbonat

15 Min.

1,52

2,9

30 Min.

1,71

—

3 Std.

2,50

2,3

25 ml Propylen

120

5 Min.

0,85

4,9

carbonat

15 Min.

0,92

3,9

30 Min.

1,82

—

3 Std.

2,61

4,0

25 ml Chloroform

62,5

2 Tage

0,34 +

3,5

25 ml Pyridin

115

3 Std.

0,63 +

1,40

25 ml CH2C12:

30

3 Std.

0,21 +

2,8

Äthanol=5:l

H) Fällung erst nach Zusatz von überschüssigem Äther

Beispiel 3

In diesem Beispiel wurde die Kinetik der Extraktion von PHB aus Bakterienzellen mittels 1,2-Propylencarbonat untersucht. Es zeigte sich dabei, dass die Extraktion durch Tempera-5 turerhöhung beschleunigt wurde. Die besten Ausbeuten wurden bei 120 bis 140° C erzielt; allerdings zersetzte sich die PHB bei höheren Temperaturen merklich, was an der Abnahme des Molekulargewichtes erkennbar ist. Für die Isolierung von PHB - mit maximalem Molekulargewicht sind die Bereiche 120 bis io 140° C bei einer Extraktionsdauer von 1 bis 10 Minuten optimal. Wenn dagegen das Molekulargewicht von untergeordneter Bedeutung ist, kann bei Temperaturen von über 100° C bis in die Nähe des Siedepunktes des Lösungsmittels, mit Vorteil bei ca. 140 bis 150° C während ca. 25 bis 30 Minuten, extrahiert 15 werden. Bei Temperaturen über 100° C, aber unter ca. 110 bis 120° C dagegen verläuft die Extraktion nur unvollständig.

Die Extraktionsversuche, deren Ergebnisse in Tabelle III zusammengefasst sind, wurden folgendermassen ausgeführt:

4 g trockene Zellen von Azotobacter chroococcum DSM 2u 377 (Rose und Tempest, I.e.) die insgesamt 3 g PHB enthielten, wurden mit je 25 ml 1,2-Propylencarbonat bei den angegebenen Temperaturen extrahiert und abfiltriert. Aus dem Filtrat wurde durch Abkühlen und Zugabe von Äthanol PHB ausgefällt, abfiltriert, mit Äthanol gewaschen und über Nacht bei 110° C --s getrocknet.

Tabelle III

Zeit in Ausbeute an PHB in g Minuten

Intrinsic Viscosity [rj] in ml MX g-1

Molekulargewicht MW X 10~s

110° C

120° C

140° C

110° C

120° C

140° C

110° C

120° C

140° C

1

0,971

1,051

696

620

14,7

12,6

2

0,898

—

510

—

9,66

—

4

—

1,938

1,675

—

624

540

—

12,7

10,4

5

0,978

—

685

—

-

14,4

-

8

—

2,150

2,288

-

687

480

—

14,4

8,9

10

1,100

—

-

—

14

—

2,288

2,325

—

609

385

—

12,3

6,6

15

1,125

-

—

655

—

-

13,5

-

—

20

1,213

2,288

2,350

—

609

310

-

12,3

4,93

30

1,125

-

2,600

590

527

102

11,8

10,1

1,1

50

Beispiel 4

Ähnlich wie in Beispiel 3 wurden die Eigenschaften von 55 Äthylencarbonat untersucht. Die in Tabelle IV zusammengefas-sten Resultate zeigen eindeutig, dass Äthylencarbonat ein weniger wirksames Extraktionsmittel für PHB ist als 1,2-Propylencarbonat und die extrahierte PHB überdies schneller depolyme-risiert wird, da keine höheren Molekulargewichte als 122 000 festgestellt wurden.

Die Extraktionsversuche wurden folgendermassen ausgeführt:

4 g trockene Zellen von Bacillus megatherium DSM 32 (Rose und Tempest, I.e.), die insgesamt 2,7 g PHB enthielten, wurden in der in Beispiel 3 beschriebenen Weise mit 25 ml Äthylencarbonat extrahiert. Aus dem Extrakt wurde die PHB wie in Beispiel 3 isoliert.

Tabelle IV Zeit in Min.

Ausbeute an PHB in g

Intrinsic Viscosity Molekular-

[h] in ml X g

-1

gewicht MW X 10"

110° C

4^ O

0

O

110° C

O

C

60 1

1,118

65

0,60

2

0,566

—

120

—

1,37

4

—

1,682

—

40

0,31

5

0,754

-

110

-

1,22

8

—

2,001

—

25

0,16

65 '10

0,894

—

65

—

0,60

14

—

1,914

—

-

20

0,954

1,856

55

-

0,48

30

0,983

1,551

47

-

0,39

5

618 455

18

-

25

1,559

31

—

39

—

41

1,938

44

—

48

2,176

60

1,904

Beispiel 5 Raumtemperatur erneut filtriert und der Filterkuchen mit Ätha-Dieses Beispiel zeigt, dass PHB auch aus nicht vorbehandel- noi gut gewaschen und in vacuo getrocknet. Es konnten 95 %

ten nativen Zellen mit Äthylencarbonat oder 1,2-Propylencar- der in der Zellmasse enthaltenen PHB gewonnen werden. Der bonat recht gut und rasch extrahiert werden kann, wobei kaum Schmelzpunkt des erhaltenen Produktes lag zwischen 174 und

Ausbeuteunterschiede auftreten, wohl aber Unterschiede s 178° C und änderte sich nach zweimaliger Umkristallisation aus bezüglich des Molekulargewichtes der isolierten PHB. Chloroform/Äther nicht. Die Analyse des Produktes ergab fol-

Die Extraktionsversuche, deren Ergebnisse in Tabelle V gende Werte:

zusammengefasst sind, wurden folgendermassen ausgeführt:

Durch Abzentrifugieren wurden aus einer Gärlösung von Berechnet für (C4H602)n Hydrogenomonas eutropha H-16 12 g Zellsediment gewonnen, m C 55,8 % H 6,96 % N 0,0 % Asche 0,0 % die insgesamt 4,3 g Trockensubstanz mit einem Anteil von 2,75 Gefunden: C55,7% H 6,28% N 0,0 % Asche 0,0-% g PHB enthielten. Die nasse Biomasse wurde in 25 ml Lösungsmittel suspendiert und unter Rühren auf 120° C erhitzt. Nach Das als letztes Filtrat zurückgewonnene 1,2-Propylencarbo-bestimmten Zeitintervallen wurden Proben entnommen und bei nat wurde hernach ohne irgendwelche Aufbereitung mit glei-120° C filtriert, worauf die PHB aus dem Filtrat wie in Beispiel i s chem Erfolg noch dreimal zur erneuten Isolierung von reiner 3 isoliert wurde. PHB aus nativen Zellen eingesetzt.

Tabelle V Beispiel 8

Zeit in Ausbeute an PHB Intrinsic Molekular- Wie in Beispiel 7 wurde aus nativen Biomassen sämtlicher

Min. in g Viscosity gewicht 20 von Rose und Tempest (I.e.) sowie Schlegel und Gottschalk

Äthylen- 1,2-Pro- [r)]inml X g~' MW X 10-5 (I.e.) aufgeführten Miktoorganismen erfolgreich reine PHB

carbonat pylen- extrahiert.

carbonat

Beispiel 9

1,232 507 9,58 15 Gewinnung von PHB aus nassen Zellen mit 1,2-Propylencarbo-

109 1,20 nat:

1,610 473 8,72 Dieses Beispiel soll zeigen, auf welche Weise PHB aus

1,836 - - nassen Zellen mit 1,2-Propylencarbonat isoliert werden kann

- — - und wie die Ausbeute von der Dauer der Extraktion abhängt. 2,108 350 5,81 3» Für diesen Versuch wurden 11,25 g nasse Zellen einer

- - - autotrophen Fermentation mit Hydrogenomonas eutropha

- - - H-16 verwendet, deren Trockengewicht 39 % des Nassgewich tes betrug, d.h. die 4,39 g Zelltrockenmaterial enthielten. Das Zelltrockenmaterial enthielt ca. 40 % oder 1,76 g PHB. Die Beispiel 6 15 nassen Zellen wurden mit 150 ml 1,2-Propylencarbonat

Gewinnung von PHB aus nativer Zellmasse mit Äthylencarbonat gemischt, das auf 120° C erhitzt war. Die Temperatur wurde

Dieses Beispiel soll zeigen, auf welche Weise PHB aus unter Rühren konstant gehalten. In den in Tabelle VI angegebe-

nativen Zellen mit Äthylencarbonat in hoher Ausbeute isoliert nen Abständen wurden jeweils 10 ml-Proben abpipettiert. Die werden kann, ohne die direkte Wiederverwendung des Äthylen- Probenahme dauerte maximal 10 Sekunden. Die Proben wur-carbonates zu beeinträchtigen. 40 den heiss filtriert. Beim Abkühlen auf Zimmertemperatur fiel

12 g Biomassensediment mit einem Gehalt von 2,9 g PHB PHB aus. Die abgekühlten Proben wurden mit dem gleichen wurden in 25 ml Äthylencarbonat aufgenommen und unter Volumen Aceton versetzt, wonach die PHB auf gewogenen

Rühren auf ca. 118 bis 1300 C erhitzt. Nach 44-minütiger Schwarzbandfiltern abfiltriert und bei 110° C getrocknet wurde.

Extraktionszeit wurde die heisse Suspension zur Entfernung der Zellen abgenutscht. Ein aliquoter Teil A des Filtrâtes wurde 45 Tabelle VI hernach auf ca. 40° C abgekühlt und die ausgefallene PHB abfiltriert, mit Alkohol gewaschen und in vacuo getrocknet. Es ergaben sich 1,56 g PHB. Ein aliquoter Teil B des Filtrâtes wurde mit 5 bis 10 Vol.% Wasser versetzt, wodurch sofort PHB ausfiel und durch Filtrieren bei 90 bis 100° C in bekannter 5«

Weise 2,1 g PHB isoliert werden konnten, welche mit einer authentischen Probe identisch war. Das resultierende Filtrat wurde noch weitere dreimal mit praktisch gleicher Wirkung zur Extraktion von nativer Zellmasse eingesetzt.

55

Beispiel 7

Gewinnung von PHB aus nativer Zellmasse mit 1,2-Propylencarbonat

Dieses Beispiel soll zeigen, auf welche Weise reine PHB aus nativen Zellen mit 1,2-Propylencarbonat praktisch quantitativ M

isoliert werden kann, ohne die direkte Wiederverwendung des _ Wie die Tabelle zeigt, werden in kurzer Zeit hohe Ausbeu-1,2-Propylencarbonates zu beeinträchtigen. ten erhalten. Diese Ausbeuten können auch ohne Zusatz von

11,5 g Biomasse wurden in 25 ml 1,2-Propylencarbonat Aceton erzielt werden. Die Geschwindigkeit der Extraktion aufgenommen und unter stetigem Rühren auf 119 bis 135° C scheint vom Wassergehalt unabhängig zu sein.

erhitzt und ca. 40 bis 50 Minuten lang bei 119 bis 135° C 65

gehalten. Nach Abnutschen der heissen Suspension wurden dem Beispiel 10

Filtrat unter Rühren 1 bis 5 ml Wasser zugesetzt, wodurch Dieses Beispiel beschreibt die kontinuierliche Extraktion sofort PHB ausfiel. Die resultierende Suspension wurde bei von PHB mit 1,2-Propylencarbonat.

Zeit

PHB

Aus

Intrinsic

Molekular

(Minu

(mg)

beute

Viscosity gewicht ten)

(%)

fr]] in ml X g""1

MW X io

1,5

53,6

45,7

566

li,1

4

78,3

66,7

—

7,5

85,20

72,6

333

5,4

10,5

94,2

80,3

279

4,27

15

91,6

78,0

-

20

-102,9

87,7

251

3,7

25

103,4

88,0

- -

-

30

103,8

88,5

267

4,03

40

108,4

92,4

63

0,57

52

113,0

96,3

-

618 455

6

Für diesen Versuch wurde ein mit einem Rührer versehener, mit einem Thermostat auf 110° C gehaltener idealer Rohrreaktor mit einem Volumen von 180 ml und einer Bodensteinzahl zwischen 26 und 40 verwendet. Die Nasszellen wurden mit Aceton getrocknet. Es wurden 128 g Zelltrockenmasse, die ca. 20 % PHB enthielt, pro Liter 1,2-Propylencarbonat verwendet. Die Zelltrockenmasse wurde in einem mit einem Rührer versehenen Gefäss bei Zimmertemperatur kontinuierlich mit dem 1,2-Propylencarbonat gemischt und dann durch den auf 110° C gehaltenen Rohrreaktor befördert. Nach dem Verlassen des Rohrreaktors wurde die Zellmasse in einem beheizten Schnell-filtrationsgerät, z. B. einer Korbzentrifuge, heiss abfiltriert; aus dem PHB-Extrakt fiel beim Abkühlen PHB aus. Die Abhängigkeit der PHB-Ausbeute von der Verweilzeit x) im Rohrreaktor geht aus Tabelle VII hervor.

t (Minuten) 1,6 1,85 2,45 2,9 Ausbeute (%) 55 56 70 78

Bei der technischen Ausführung der kontinuierlichen Extraktion kann man die feuchte Zellmasse in einem beheizten Mischgefäss mit dem 1,2-Propylencarbonat mischen, so dass das Wasser aus der Zellmasse im Mischgefäss verdampft. Bei kurzen Verweilzeiten im Reaktor erhält man hochmolekulare PHB,

bei langen Verweilzeiten und hohen Temperaturen niedermolekulare PHB.

Beispiel 11

- Äthylencarbonat und 1,2-Propylencarbonat eignen sich auch vorzüglich als Lösungsmittel für synthetisch aus racemischer ß-Hydroxybuttersäure hergestellte Poly-(ß-hydroxybut-tersäure): 150 g chemisch synthetisierte optisch inaktive Poly-(ß-hydroxybuttersäure) wurden bei 140° C in 1 Liter Äthylen-i« carbonat oder 1,2-Propylencarbonat gelöst. Die Lösungen konnten ohne Verluste filtriert werden, wonach wie in Beispiel 7 die Poly-(ß-hydroxybuttersäure) wieder ausgefällt werden konnte.

i ^ Beispiel 12

Sowohl Äthylencarbonat als auch 1,2-Propylencarbonat eignen sich als Lösungsmittel für das Nassverspinnen von racemischer und optisch aktiver Poly-(ß-hydroxybuttersäure). Ca. 10%ige bis 20%ige Lösungen von Poly-(ß-hydroxybuttersäure) 2u in Äthylencarbonat bzw. 1,2-Propylencarbonat wurden durch eine Düse in ein Fällbad eingesponnen, das aus ca. 50 Vol.-% Wasser und ca. 50 Vol.-% Äthylencarbonat bzw. 1,2-Propylen-carbonat bestand. Die Abzugsgeschwindigkeit des Fadens betrug ca. 8 m pro Minute.

C

Claims

618 455 PATENTANSPRÜCHE 1) Verwendung von cyclischen Kohlensäureestern der Formel: FL r2-c—0^ R^-C—0

1

r2-c 0,

:c=o

(I)

worin R1; R2, R3 und R4, die gleich oder verschieden sind, Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 6 C-Atomen bedeuten, als Lösungsmittel für racemische oder optisch aktive Poly-(ß-hy-droxybuttersäure). 20

2) Verwendung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Rj, R2, R3 und R4, die gleich oder verschieden sind, Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen, insbesondere 1 oder 2 C-Atomen, bedeuten.

3) Verwendung nach Patentanspruch 1 von Äthylencarbo- 25 nat und/oder 1,2-Propylencarbonat, vorzugsweise 1,2-Pro-pylencarbonat.

4) Verwendung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3 für die Extraktion von Poly-(D-ß-hydroxybuttersäure) aus feuchten oder trockenen Biomassen. 3H

5) Verwendung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man die feuchte oder trockene Zellmasse eines Poly-(D-ß-hydroxybuttersäure) bildenden Mikroorganismus in einem cyclischen Kohlensäureester der Formel I, insbesondere in Äthylencarbonat und/oder 1,2-Propylencarbonat, suspen- 35 diert, die Suspension unter Rühren auf eine Temperatur über 100° C, vorzugsweise von 120 bis 150° C, erhitzt, die extrahierte Zellmasse von dem heissen Extrakt trennt, vorzugsweise durch Dekantieren, Filtrieren oder Zentrifugieren, und den so abgetrennten Extrakt abkühlt, wobei, gegebenenfalls nach Zusatz 40 von wenig Wasser, reine Poly-(D-ß-hydroxybuttersäure) ausfällt.

5 I

R4

;c=o

Biomasse vorgenommen werden. Überdies sind die bisher verwendeten Lösungs- bzw. Fällungsmittel gesundheitsschädlich, und bei ihrer Verwendung besteht eine erhöhte Explosionsgefahr.

Es wurde nun gefunden, dass cyclische Kohlensäureester der Formel:

R

6) Verwendung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3 für die Verarbeitung von racemischer oder optisch aktiver Poly-(ß-hydroxybuttersäure), insbesondere durch Nassverspinnen. 45

R^-C 0'

D

Die im Mikrobenreich weit verbreitete Fähigkeit zur Bildung von Poly-(D-ß-hydroxybuttersäure) als Energiespeicher- 50 stoff ist seit langem bekannt (siehe z.B. den Übersichtsartikel von A. H. Rose und D. W. Tempest in Adv. Microbial Phy-siol.10,203 - 257,1973). Es fehlte auch nicht an Versuchen, diesen Biopolyester (im folgenden als PHB bezeichnet) nutzbringend zu verwenden (siehe z.B. US Patent Nr. 3 036 959 und5S US Patent Nr. 3 044 942).

Die bis anhin bekannten Verfahren zur Herstellung und Gewinnung von PHB waren aber unpraktisch und unwirtschaft-. lieh, weil dabei ausserordentlich grosse Mengen an Lösungsmitteln verbraucht wurden und komplizierte und kostspielige Fäl- 60 lungen erforderlich waren. Zudem war bei den bekannten Verfahren die Wiederverwendung der Lösungsmittel nur bei Anwendung von teuren, verlustreichen Regenerationsmethoden möglich, weil die Lösungsmittel entweder für die destillative Trennung zu tiefe Siedepunkte hatten oder aber mit Wasser 65 bzw. den Fällungsmitteln mischbar waren, wobei azeotrop siedende Gemische entstanden. Aus diesem Grunde musste vor der Extraktion eine kostspielige Trocknung der PHB-haltigen

R.

worin R1; R2, R3 und R4, die gleich oder verschieden sind, Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 6 C-Atomen, vorzugsweise 1 bis 4 C-Atomen, insbesondere 1 oder 2 C-Atomen, bedeuten, besonders geeignete Lösungsmittel für racemische und optisch aktive Poly-(ß-hydroxybuttersäure) sind. Die Verbindung der Formel I, worin R1; R2, R3 und R4 Wasserstoff sind, d.h. Äthylencarbonat, und die Verbindung der Formel I, worin R1; R2 und R3 Wasserstoff und R4 Methyl sind, d.h. 1,2-Propylen-carbonat, werden seit 1970 grosstechnisch hergestellt (G. Hech-ler, Chem. Ing. Technik 43,903 - 905,1971) und werden u.a. in der chemisch-synthetischen Polymerchemie verwendet.

Es hat sich gezeigt, dass bei Verwendung von cyclischen Kohlensäureestern der Formel I, insbesondere von Äthylencarbonat und/oder 1,2-Propylencarbonat, als Lösungsmittel für die Extraktion von PHB aus PHB-haltigen Biomassen, insbesondere der feuchten Zellmasse von PHB-haltigen Protophyten und Protozoen, die oben aufgezählten Probleme gelöst oder eliminiert werden und die PHB direkt auf sehr einfache Weise in reiner Form gewonnen werden kann.

Lösungen von racemischer oder optisch aktiver Poly-(ß-hydroxybuttersäure) in cyclischen Kohlensäurestern der Formel I, insbesondere Äthylencarbonat und/oder 1,2-Propylencarbonat, eignen sich auch für die Weiterverarbeitung, z.B. für das Nassverspinnen von Poly-(ß-hydroxybuttersäure).