DE3875367T2

DE3875367T2 - Verfahren zur herstellung eines d-(-)-3-hydroxybutyrat- und d-(-)-3-hydroxyvalerat-einheiten enthaltenden zufallscopolymers.

Info

Publication number: DE3875367T2
Application number: DE8888106399T
Authority: DE
Inventors: Yoshiharu Doi
Original assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Current assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority date: 1987-04-28
Filing date: 1988-04-21
Publication date: 1993-03-25
Anticipated expiration: 2008-04-22
Also published as: DE3875367D1; EP0288908A2; EP0288908B1; KR880012666A; US4997909A; EP0288908A3; CA1338142C

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines statistischen Copolymeren. Insbesondere betrifft sie ein Verfahren zur Herstellung eines neuen statistischen Copolymeren, welches D-(-)-3-Hydroxyvalerat-Einheiten (welche manchmal als V-Einheiten bezeichnet werden) umfaßt, und welches ein Molverhältnis von V-Einheiten/B-Einheiten von mehr als 1 besitzt.
Poly-3-hydroxybutyrat (welches manchmal als PHB bezeichnet wird) ist ein thermoplastisches Polymeres, welches als Energiespeichersubstanz innerhalb der Zellen vieler Mikroorganismen akkumuliert wird und es zeigt ausgezeichnete Bio-Abbaubarkeit und Bio-Verträglichkeit. Deshalb hat es Interesse als "sauberer" Kunststoff zur Erhaltung der Umwelt geweckt und man erwartet seit langem, daß es Anwendung auf vielen nützlichen Gebieten findet, als medizinisches Material, wie z. B. als chirurgischer Nähfaden und als Fixierungsmaterial bei der Behandlung von Knochenbrüchen und als Stoff zur Verwendung in langsam freisetzenden Systemen zur langsamen Freisetzung von Pharmazeutika und landwirtschaftlichen Chemikalien. Besonders weil synthetische Kunststoffe in neuerer Zeit ein ernsthaftes soziales Problem, vom Standpunkt der Umweltverschmutzung und des Recyclings von Rohstoffen aus betrachtet, hervorgerufen haben, hat PHB als ein Biopolymer, welches nicht auf Erdöl angewiesen ist, Aufmerksamkeit auf sich gezogen.
Da jedoch PHB eine geringe Schlagfestigkeit besitzt und die Kosten für seine Herstellung hoch sind, ist es bisher nicht in die kommerzielle Herstellung gegangen.
Die japanischen Offenlegungsschriften Nrn. 150393/1982 und 220192/1984 schlagen Copolymere, welche B-Einheiten und V- Einheiten umfassen, und Herstellungsverfahren für diese vor.
Die Herstellungsverfahren für PHB, welche in diesen Patent- Dokumenten offenbart werden, beinhalten, wie herkömmliche Verfahren zur Herstellung von PHB, das Wachsen der Zellen eines Mikroorganismus in einer ersten Stufe und der Kultivierung des Mikroorganismus, während die Menge an Stickstoff und Phosphor begrenzt wird, um so ein Copolymeres herzustellen.
Die japanische Offenlegungsschrift Nr. 150393/1982 bemerkt, daß man durch Verwendung von Propionsäure und Isobuttersäure als Substrat in der zweiten Stufe ein Copolymeres, welches 99,9 bis 50 mol-% B-Einheiten und 0,1 bis 50 mol-% andere Ester-Einheiten als V-Einheiten umfaßt, erhält. Jedoch beschreibt diese Patentschrift ein Herstellungsbeispiel in dem das Copolymere, welches höchstens 33 mol-% V-Einheiten enthielt, erhalten wurde, und es beschreibt nicht genau ein Copolymeres, welches einen größeren Anteil an V-Einheiten enthält.
Die japanische Offenlegungsschrift 220192/1984, andererseits, enthält eine qualitative Beschreibung, daß ein Copolymeres, welches mindestens 40 mol-% B-Einheiten und Einheiten eines anderen Esters enthält, hergestellt werden kann, wenn Kohlenstoff aus cellulärer Substanz von verworfenen Zellen, welche nach der Extraktion von PHB verbleiben, in der zweiten Stufe verwendet wird. Diese Patentschrift versäumt es völlig, Copolymere mit spezifischen Anteilen an B-Einheiten und V-Einheiten zu beschreiben. Desweiteren ist das Herstellungverfahren dieser Patentschrift komplex, und der Typ, die Menge, usw. der gebildeten cellulären Substanz schwankt stark in Abhängigkeit von den Kulturbedingungen. Deshalb ist das Verfahren unsicher und nicht praktikabel.
Es ist bekannt, daß mit Zunahme des Anteils an V-Einheiten in dem Copolymeren von 0 auf 33 mol-%, die Schmelztemperatur (Tm) abrupt von 180º auf 85ºC sinkt [T. L. Bluhm et al., Macromolecules, 19. 2871-2876 (1986)]. Dies bedeutet, daß es im industriellen Maßstab schwierig ist, ein einheitliches Produkt zu erhalten.
Die EP-A-69 497 bezieht sich auf Heteropolymere, welche 3-Hydroxybutyrat und bis zu 72% 3-Hydroxyvalerat-Einheiten umfassen. Sie offenbart auch ein Herstellungsverfahren für ein statistisches Copolymeres, welches 3-Hydroxybutyrat-Einheiten und etwa 33% 3-Hydroxyvalerat-Einheiten durch Kultivierung eines Stammes von Alcaligenes eutrophus in Gegenwart von Valeriansäure umfaßt, während die Stickstoffmenge begrenzt ist und die Gewinnung des so hergestellten Copolymeren aus den Zellen (vgl. Beispiel 45 und Tabelle 6).
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines statistischen Copolymeren, welches D-(-)-3-Hydroxybutyrat-Einheiten und D-(-)-3-Hydroxyvalerat enthält, in welchem der Anteil an D-(-)-3-Hydroxyvalerat-Einheiten vorzugsweise mehr als 50 mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge dieser Einheiten ist, in einer Ausbeute, welche für die praktische Anwendung ausreichend ist, und bei welchem der Gehalt an D-(-)-3-Hydroxyvalerat-Einheiten leicht in einem Bereich von mehr als 50 mol-% bis 95 mol-% eingestellt werden kann, bereitzustellen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines statistischen Copolymeren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß
(1) ein Mikroorganismus, der zu Alcaligenes eutrophus gehört und die Fähigkeit besitzt, Poly-(3-hydroxybutyrat) zu bilden, gezüchtet wird, damit die Zellen des Mikroorganismus wachsen und sich vermehren,
(2) die Zellen in Anwesenheit einer Valeriansäure zusammen mit einer n-Buttersäure gezüchtet werden, während die Menge an Stickstoff oder Phosphor begrenzt wird, wobei ein statistisches Copolymeres, das D-(-)-3-Hydroxybutyrat- Einheiten und D-(-)-3-Hydroxyvalerat-Einheiten innerhalb der Zellen enthält, gebildet wird und sich akkumuliert, und anschließend
(3) das Copolymere aus den Zellen gewonnen wird.
Bei dieser Erfindung werden die B-Einheiten und die V-Einheiten des Copolymeren durch nachfolgende Formeln beschrieben.
B-Einheiten: -OCH(CH&sub3;)CH&sub2;CO- V-Einheiten: -OCH(C&sub2;H&sub5;)CH&sub2;CO- Vorzugsweise umfaßt das Copolymere 93 bis 5 mol-% B-Einheiten und 7 bis 95 mol-% V-Einheiten, bezogen auf die Gesamtmenge an beiden Einheiten.
Vorzugsweise besteht das Copolymere im wesentlichen aus B- Einheiten und V-Einheiten.
Das Copolymere hat eine Grenzviskosität [η], gemessen in einer Chloroformlösung bei 30 C, von 0,1 bis 10 dl/g, bevorzugter 1 bis 9 dl/g.
Spezielle Beispiele von Stämmen, welche zur Spezies des Mikroorganismus Alcaligenes eutrophus gehören, schließen Alcaligenes eutrophus H-16 ATCC 17699, und Alcaligenes eutrophus NCIB 11597, NCIB 11598, NCIB 11599 und NCIB 11600, welche Mutanten von Alcaligenes eutrophus H-16 sind, ein. In der industriellen Praxis werden Alcaligenes eutrophus H-16 ATCC 17699 und Alcaligenes eutrophus NCIB 11599 besonders bevorzugt.
Die mikrobiologischen Eigenschaften dieser Mikroorganismen der Gattung Alcaligenes, sind z. B. in "BERGEY'S MANUAL OF DETERMINATIVE BACTERIOLOGY: Eighth Edition, The Williams & Wilkins Company, Baltimore" beschrieben. Die mikrobiologischen Eigenschaften von Alcaligenes eutrophus H-16 sind z. B. in "J. Gen. Microbiol., 115, 185-192 (1979)" beschrieben.
Erfindungsgemäß werden diese Mikroorganismen in zwei Stufen wie bei herkömmlichen Verfahren kultiviert. In einer ersten Stufe wird der Mikroorganismus hauptsächlich kultiviert, um zu wachsen und um die Zellen zu vermehren und in einer zweiten Stufe werden die Zellen des Mikroorganismus kultiviert, während die Menge an Stickstoff oder Phosphor in dem Kultivierungssystem begrenzt ist, um das Copolymere innerhalb der Zellen zu bilden und zu akkumulieren.
Die Kultivierung der ersten Stufe kann nach einem herkömmlichen Kultivierungsverfahren zum Wachsen und zur Vermehrung von Mikroorganismen ausgeführt werden, indem man Medium und Kultivierungsbedingungen, welche für das Wachsen und die Vermehrung der Mikroorganismen geeignet sind, verwendet.
Die Komponenten des Kulturmediums können aus allen Substanzen, welche der verwendete Organismus verwerten kann, bestehen. In der industriellen Praxis schließen geeignete Kohlenstoffquellen synthetische Kohlenstoffquellen, wie Methanol, Ethanol und Essigsäure, anorganische Kohlenstoffquellen, wie Kohlendioxid, natürlich vorkommende Materialien, wie Hefeextrakt, Melasse, Pepton und Fleischextrakt, Kohlenhydrate, wie Arabinose, Glucose, Mannose, Fructose und Galactose, und Zuckeralkohole, wie Sorbitol, Mannitol und Inositol, ein. Geeignete Stickstoffquellen schließen anorganische Stickstoffverbindungen, wie Ammoniak, Ammoniumsalze und Nitrate und organische Stickstoffverbindungen, wie Harnstoff, Maisquellwasser, Casein, Pepton, Hefeextrakt und Fleischextrakt, ein. Geeignete anorganische Stoffe schließen Calciumsalze, Magnesiumsalze, Kaliumsalze, Natriumsalze, Phosphate, Mangansalze, Zinksalze, Eisensalze, Kupfersalze, Molybdänsalze, Cobaltsalze, Nickelsalze, Chromsalze, Borverbindungen und Iodverbindungen, ein. Falls erforderlich, können Vitamine verwendet werden.
Die Kultivierungstemperatur kann z. B. 20 bis 40 C, vorzugsweise etwa 25 bis 35ºC, sein. Der pH-Wert des Kulturmediums kann z. B. etwa 6 bis 10, vorzugsweise etwa 6,5 bis 9,5 sein. Unter diesen Bedingungen wird der Mikroorganismus aerob kultiviert.
Führt man die Kultivierung unter Bedingungen außerhalb der oben genannten Bedingungen durch, vermehrt sich der Mikroorganismus relativ schlecht. Da aber die Vermehrung unter den anderen Bedingungen nicht aufhört, ist es zulässig, den Mikroorganismus unter den anderen Bedingungen zu kultivieren.
Die Kultivierung kann im Batch-Verfahren oder kontinuierlich durchgeführt werden.
Erfindungsgemäß werden die bei der Kultivierung der ersten Stufe erhaltenen Zellen weiter kultiviert, während die Menge an Stickstoff und/oder Phosphor begrenzt wird.
Zum Beispiel werden die Zellen des Mikroorganismus durch herkömmliche Feststoff-Flüssigkeitsabtrennungs-Verfahren aus der Kulturlösung, die man bei der Kultivierung in der ersten Stufe erhalten hat, abgetrennt und gewonnen, und die gewonnenen Zellen werden in der zweiten Stufe kultiviert. Alternativ dazu werden bei der Kultivierung der ersten Stufe Stickstoff und/oder Phosphor im wesentlichen verbraucht und ohne Abtrennung und Gewinnung der Zellen aus der Kulturlösung wird die Kulturlösung per se der zweiten Stufe der Kultivierung unterzogen.
Die Kultivierung der zweiten Stufe ist die gleiche, wie die Kultivierung der ersten Stufe, außer, daß Stickstoff und/oder Phosphor in dem Kulturmedium oder in der Kulturlösung im wesentlichen aufgebraucht werden und eine Valeriansäure als Kohlenstoffquelle zugesetzt wird.
Die Valeriansäure ist vorzugsweise eine Verbindung, welche eine Säure mit folgender Formel ist
CH&sub2;XCHYCH&sub2;CH&sub2;COOH
worin X ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom oder eine Hydroxylgruppe bedeutet, und Y ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Hydroxylgruppe oder eine Alkylgruppe, vorzugsweise eine Methylgruppe, bedeutet,
oder ihr Salz bedeutet.
Beispiele für die Valeriansäure sind Valeriansäure, 4-Chlorvaleriansäure, 4-Hydroxyvaleriansäure, 4-Methylvaleriansäure, 4-Ethylvaleriansäure, 5-Hydroxyvaleriansäure und 5-Chlorvaleriansäure. Beispiele für ihr Salz sind Natrium- und Kaliumsalze der oben erwähnten Säuren.
Die Valeriansäure wird in das Kulturmedium, welches für die Kultivierung in der zweiten Stufe verwendet wurde oder in die Kulturlösung für die Kultivierung in der zweiten Stufe gegeben. Im letzteren Falle kann sie in jeder Phase der Kultivierung von ihrem Beginn bis zu ihrem Ende zugesetzt werden. Vorzugsweise wird sie in der Anfangsphase der Kultivierung zugesetzt.
Die Menge der verwendeten Valeriansäure kann eine sein, die für die Herstellung des Copolymeren ausreicht, ohne das Wachstum und die Vermehrung des Mikroorganismus zu inhibieren, und sie kann, je nach dem Typ des verwendeten Mikroorganismusstamms, und dem Verhältnis der V-Einheiten zu den B- Einheiten in dem Copolymeren, variiert werden. Im allgemeinen nimmt der Anteil an V-Einheiten in dem Copolymeren mit zunehmender Konzentration an Valeriansäure im Kulturmedium oder in der Kulturlösung zu. Um zum Beispiel den Anteil an V-Einheiten in dem Copolymeren auf mehr als 50 mol-% einzustellen, ist die Konzentration der Valeriansäure im Kulturmedium und der Kulturlösung üblicherweise ungefähr 5 bis 40 g, vorzugsweise 10 bis 30 g, Valeriansäure pro Liter Kulturmedium oder Kulturlösung.
Bei der Kultivierung der zweiten Stufe kann die Valeriansäure als alleinige Kohlenstoffquelle eingesetzt werden. Es ist jedoch möglich, mit ihr zusammen eine andere Kohlenstoffquelle, welche der Mikroorganismus verwerten kann, wie Glucose, Fructose, Methanol, Ethanol, Essigsäure, Propionsäure, n-Buttersäure oder Milchsäure, zu verwenden. Falls Glucose als die andere Kohlenstoffquelle verwendet wird, sollte ihre Konzentration auf nicht mehr als ungefähr 1,5 g/l eingestellt werden.
Gemäß dieser Erfindung wird die Kultivierung der zweiten Stufe vorzugsweise in Anwesenheit einer Valeriansäure zusammen mit einer n-Buttersäure durchgeführt. Die Valeriansäure ist vorzugsweise die Verbindung, welche durch die obige Formel beschrieben wurde, oder ihr Salz.
Die n-Buttersäure ist vorzugsweise eine Verbindung, welche eine Säure mit folgender Formel ist
CH&sub2;X¹CH&sub2;CH&sub2;COOH
worin X¹ ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom oder eine Hydroxylgruppe bedeutet,
oder deren Salz bedeutet.
Beispiele für n-Buttersäure sind n-Buttersäure, 4-Chlor-n- Buttersäure und 4-Hydroxy-n-Buttersäure. Beispiele für ihr Salz sind Natrium- und Kaliumsalze dieser Säuren.
Die Valeriansäure und die n-Buttersäure sind im Kulturmedium, welches bei der Kultivierung der zweiten Stufe oder in der Kulturlösung der Kultivierung bei der zweiten Stufe verwendet wurde. Im letzteren Falle können sie in jeder Stufe der Kultivierung von ihrem Beginn bis zum Ende zugegeben werden. Vorzugsweise werden sie in der Anfangsphase der Kultivierung zugesetzt.
Die Mengen an Valeriansäure und n-Buttersäure sollen für die Bildung des Copolymeren ausreichen, ohne das Wachstum und die Vermehrung des Mikroorganismus zu hemmen, und sie können, abhängig vom Typ des verwendeten Mikroorganismusstammes und des gewünschten Molverhältnisses der V-Einheiten zu den B-Einheiten, variieren. Die Gesamtkonzentration der Valeriansäure und der n-Buttersäure im Kulturmedium und der Kulturlösung ist üblicherweise 5 bis 40 g, vorzugsweise 10 bis 30 g, berechnet als Valeriansäure oder n-Buttersäure pro Liter Kulturmedium oder Kulturlösung.
Der molare Anteil der V-Einheiten im Copolymeren kann höher sein, da der Anteil der Valeriansäure in dem Kulturmedium oder in der Kulturlösung erhöht wird oder der Anteil der n- Buttersäure erniedrigt wird.
Üblicherweise ist es vorteilhaft, das Molverhältnis n-Buttersäure/Valeriansäure auf mehr als 0 bis 10, vorzugsweise mehr als 0 bis 5, zu begrenzen.
Bei der Kultivierung der zweiten Stufe können die Valeriansäure und die n-Buttersäure als alleinige Kohlenstoffquellen verwendet werden. Sie können jedoch in Kombination mit einer kleinen Menge einer anderen Kohlenstoffquelle, welche der Mikroorganismus verwerten kann, wie Glucose, Fructose, Methanol, Ethanol, Essigsäure, Propionsäure und Milchsäure, verwendet werden. Wird jedoch Glucose als die andere Kohlenstoffquelle verwendet, dann sollte ihre Konzentration auf nicht mehr als etwa 1,5 g/l eingestellt werden.
Erfindungsgemäß werden die Zellen aus der resultierenden Kulturlösung durch übliche Feststoff-Flüssigkeitsabtrennungs- Verfahren, wie Filtration und Zentrifugation, abgetrennt und gewonnen. Die Zellen werden dann gewaschen und getrocknet, um trockene Zellen zu erhalten. Das resultierende Copolymere wird aus den trockenen Zellen in herkömmlicher Weise, z. B. durch Verwendung eines organischen Lösungsmittels, wie Chloroform, extrahiert.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann das Verhältnis der V-Einheiten zu den B-Einheiten frei eingestellt werden, und ein Copolymeres mit einem größeren Anteil an V-Einheiten und einem geringeren Anteil an B-Einheiten kann erhalten werden.
Wegen dieser ausgezeichneten Eigenschaften erwartet man, daß die Copolymeren, die durch diese Erfindung erhalten worden sind, viele Anwendungen, z. B. als medizinische Materialien, wie chirurgische Nähte und Fixierungsmaterialien bei der Behandlung von Knochenbruch und in langsam freisetzenden Systemen, finden werden.
Die Copolymeren, welche einen größeren Anteil an V-Einheiten enthalten, haben eine erniedrigte Schmelztemperatur, eine hohe Stabilität bei der Schmelztemperatur und eine geringe Kristallinität. Deshalb können sie versponnen, gewalzt und auf andere Weise leicht und stabil geformt werden, um Fasern oder Filme mit großer Haltbarkeit, Biegsamkeit und Zähigkeit zu ergeben.
Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung genauer.

Beispiel 1

Ein Copolymeres wurde unter Verwendung von Alcaligenes eutrophus NCIB 11599 hergestellt.

Kultivierung der ersten Stufe

Der obige Mikroorganismus wurde für 24 Stunden bei 30ºC in einem Kulturmedium mit folgender Zusammensetzung kultiviert. Die Zellen wurden von der Kulturlösung in der Endphase der logarithmischen Wachstumsphase abgetrennt.
Zusammensetzung des Kulturmediums:
Hefeextrakt 10 g
Polypepton 10 g
Fleischextrakt 5 g
(NH&sub4;)&sub2;SO&sub4; 5 g
Diese Bestandteile wurden in 1 Liter deionisiertem Wasser gelöst und ihr pH-Wert wurde auf 7,0 eingestellt.

Kultivierung der zweiten Stufe

Die durch die erste Kultivierungsstufe erhaltenen Zellen wurden in einer Menge von 5 g pro Liter in einem Kulturmedium mit der folgenden Zusammensetzung suspendiert und für 48 Stunden bei 30 C kultiviert. Die Zellen wurden durch Zentrifugation von der resultierenden Kulturlösung abgetrennt.
Zusammensetzung des Kulturmediums:
0,5 M wäßrige Kaliumhydrogenphosphatlösung 39,0 ml
0,5 M wäßrige Dikaliumhydrogenphosphatlösung 53,6 ml
20 Gew./Vol-% wäßrige Magnesiumsulfatlösung 1,0 ml
Kohlenstoffquelle (*)
Minerallösung (**) 1,0 ml
Die obigen Inhaltsstoffe wurden in 1 Liter deionisiertem Wasser gelöst und dessen pH-Wert wurde auf 7,0 eingestellt.
(*) Valeriansäure und/oder Glucose (g/Liter Medium) wurde in folgenden Anteilen als Kohlenstoffquelle verwendet. Valeriansäure Glucose
(**) Zusammensetzung der Minerallösung
CoCl&sub2; 119,0 mg
FeCl&sub3; 9,7 g
CaCl&sub2; 7,8 g
NiCl&sub2; 118,0 mg
CrCl&sub2; 62,2 mg
CaSO&sub4; 156,4 mg
Die Inhaltsstoffe wurden in 1 Liter 0,1 M-HCl gelöst.

Behandlung der Zellen

Zellen, welche durch die Kultivierung in der zweiten Stufe erhalten wurden, wurden mit destilliertem Wasser und anschließend mit Aceton gewaschen. Die gewaschenen Zellen wurden bei 20ºC unter einem Druck von 0,1 mm Hg getrocknet. Es gab keinen nennenswerten Unterschied hinsichtlich des Gewichts der getrockneten Zellen bei Verwendung von (1), (2), (3) und (4).

Abtrennung und Gewinnung des Copolymeren

Das Copolymere wurde mit heißem Chloroform aus den resultierenden trockenen Zellen extrahiert. Hexan wurde zum Extrakt gegeben, um das Copolymere auszufällen. Der Niederschlag wurde durch Filtration gesammelt und getrocknet, um das Copolymere zu erhalten.

Merkmale des Copolymeren

Die Zusammensetzung, die Grenzviskosität, die Schmelztemperatur und die Schmelzwärme des resultierenden Copolymeren wurden durch die nachfolgenden Verfahren bestimmt.
Zusammensetzung: 500 MHz, ¹H-NMR-Spektrum
Grenzviskosität [η]: in Chloroform bei 30ºC
Schmelztemperatur Tm: DSC-Messung (Temperaturerhöhungsgeschwindigkeit 10ºC/min)
Schmelzwärme ΔH: DSC-Messung
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Die Sequenzverteilung des Copolymeren, welches man bei Verwendung von (1) erhalten hatte, wurde aus einem 125 MHz ¹³C-NMR-Spektrum bestimmt.
Insbesondere durch das Verfahren der Erfinder und anderer [Y. Doi et al., "Macromolecules, 19, 2860-2864 (1986)), wurde die Paar-Sequenz-Verteilung der B-Einheiten und V-Einheiten aus der Multiplett-Resonanzstruktur des Carbonyl-Kohlenstoffs bestimmt. Für dieses Copolymere fand man die folgende Sequenzverteilung.
BB (Butyrat-Butyrat) Paar-Fraktion 3%
BV (Butyrat-Valerat) und VB (Valerat-Butyrat) Paar-Fraktionen 12%
VV (Valerat-Valerat) Paar-Fraktion 85%
Diese Sequenzverteilung zeigt, daß das Copolymere eine statistische Sequenzverteilung der monomeren B- und V-Einheiten aufweist.

Beispiel 2

Beispiel 1 wurde wiederholt, außer, daß Alcaligenes eutrophus H-16 ATCC 17699 verwendet wurde, und Valeriansäure als Kohlenstoffquelle in einer Menge von 20 g/Liter Kulturmedium verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1 Beispiel Gehalt an Copolymerem in trockenen Zellen Zusammensetzung B-Einheiten V-Einheiten Grenzviskosität Gewichtsmittleres Molekulargewicht Schmelztemperatur Schmelzwärme

Beispiel 3

Alcaligenes eutrophus NCIB 11599 wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 kultiviert, außer, daß Valeriansäure und n- Buttersäure in folgenden Anteilen in Kombination als Kohlenstoffquelle verwendet wurden. Valeriansäure n-Buttersäure
Die resultierenden Zellen wurden wie in Beispiel 1 behandelt und das Copolymere wurde von den trockenen Zellen abgetrennt und gewonnen. Die Eigenschaften der Copolymeren wurde untersucht. Das Gewicht der trockenen Zellen und die Eigenschaften der Copolymeren sind in Tabelle 2 gezeigt.
Für das Copolymere, welches erhalten wurde, wenn man (3) als Kohlenstoffquelle verwendete, wurde folgende Sequenzverteilung gefunden.
BB (Butyrat-Butyrat) Paar-Fraktion 32%
BV (Butyrat-Valerat) und VB (Valerat-Butyrat) Paar-Fraktionen 48%
VV (Valerat-Valerat) Paar-Fraktion 20%
Diese Sequenzverteilung zeigt, daß das Copolymere eine statistische Copolymer-Sequenzverteilung aufweist. Tabelle 2 Kohlenstoffquellen Gewicht der trockenen Zellen Gehalt an Copolymeren in den trockenen Zellen Zusammensetzung B-Einheiten V-Einheiten Grenzviskosität Schmelztemperatur Schmelzwärme

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Random-Copolymeren, dadurch gekennzeichnet, daß

(1) ein Mikroorganismen, der zu Alcaligenes eutrophus gehört und die Fähigkeit besitzt, Poly-(3-hydroxybutyrat) zu bilden, gezüchtet wird, damit die Zellen des Mikroorganismus wachsen und sich vermehren,

(2) die Zellen in Coanwesenheit einer Valeriansäure und einer n-Buttersäure gezüchtet werden, während die Menge an Stickstoff oder Phosphor begrenzt wird, wobei ein statistisches Copolymeres, das D-(-)3-Hydroxybutyrat-Einheiten und D-(-)-3-Hydroxyvalerat-Einheiten innerhalb der Zellen enthält, gebildet wird und sich akkumuliert, und anschließend

(3) das Copolymere aus den Zellen gewonnen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Valeriansäure eine Verbindung der Formel CH&sub2;XCHYCH&sub2;CH&sub2;COOH, worin X ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom oder eine Hydroxylgruppe bedeutet und Y ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Hydroxylgruppe oder eine Alkylgruppe bedeutet, oder ihr Salz ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die n-Buttersäure eine Verbindung, die durch die Formel CH&sub2;X¹CH&sub2;CH&sub2;COOH dargestellt wird, worin X¹ ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom oder eine Hydroxylgruppe bedeutet, oder ihr Salz ist.