JP2005058228A - Method for production of ester compound using cutinase - Google Patents
Method for production of ester compound using cutinase Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005058228A JP2005058228A JP2004224740A JP2004224740A JP2005058228A JP 2005058228 A JP2005058228 A JP 2005058228A JP 2004224740 A JP2004224740 A JP 2004224740A JP 2004224740 A JP2004224740 A JP 2004224740A JP 2005058228 A JP2005058228 A JP 2005058228A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ifo
- cutinase
- acid
- mass
- ester compound
- 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
Links
- 108010005400 cutinase Proteins 0.000 title claims abstract description 46
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 36
- -1 ester compound Chemical class 0.000 title claims abstract description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 61
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 claims abstract description 27
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims abstract description 24
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 241001337994 Cryptococcus <scale insect> Species 0.000 claims description 11
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 claims description 4
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 claims description 4
- 240000006439 Aspergillus oryzae Species 0.000 claims description 3
- 235000002247 Aspergillus oryzae Nutrition 0.000 claims description 3
- BAECOWNUKCLBPZ-HIUWNOOHSA-N Triolein Natural products O([C@H](OCC(=O)CCCCCCC/C=C\CCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCC/C=C\CCCCCCCC)C(=O)CCCCCCC/C=C\CCCCCCCC BAECOWNUKCLBPZ-HIUWNOOHSA-N 0.000 claims description 3
- PHYFQTYBJUILEZ-UHFFFAOYSA-N Trioleoylglycerol Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(=O)OCC(OC(=O)CCCCCCCC=CCCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCCC=CCCCCCCCC PHYFQTYBJUILEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 3
- 239000013587 production medium Substances 0.000 claims description 3
- PHYFQTYBJUILEZ-IUPFWZBJSA-N triolein Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OCC(OC(=O)CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC PHYFQTYBJUILEZ-IUPFWZBJSA-N 0.000 claims description 3
- 229940117972 triolein Drugs 0.000 claims description 3
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 claims description 3
- 241000223600 Alternaria Species 0.000 claims description 2
- 241001620302 Glomerella <beetle> Species 0.000 claims description 2
- 241001226034 Nectria <echinoderm> Species 0.000 claims description 2
- 241001291154 Pyrenopeziza brassicae Species 0.000 claims description 2
- 241001480061 Blumeria graminis Species 0.000 claims 2
- 241001465180 Botrytis Species 0.000 claims 2
- 241000427940 Fusarium solani Species 0.000 claims 2
- 241001126998 Phytophthora brassicae Species 0.000 claims 2
- 241001157812 Alternaria brassicicola Species 0.000 claims 1
- 241001518731 Monilinia fructicola Species 0.000 claims 1
- 241000233616 Phytophthora capsici Species 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 62
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 18
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 abstract description 12
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 abstract description 12
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 abstract description 11
- 108090001060 Lipase Proteins 0.000 description 23
- 102000004882 Lipase Human genes 0.000 description 23
- 239000004367 Lipase Substances 0.000 description 21
- 235000019421 lipase Nutrition 0.000 description 21
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 20
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 20
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 10
- XTJFFFGAUHQWII-UHFFFAOYSA-N Dibutyl adipate Chemical compound CCCCOC(=O)CCCCC(=O)OCCCC XTJFFFGAUHQWII-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 7
- 229940100539 dibutyl adipate Drugs 0.000 description 7
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000008065 acid anhydrides Chemical class 0.000 description 6
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 6
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 6
- WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N butane-1,4-diol Chemical compound OCCCCO WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 6
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 5
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 5
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 4
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N Caprylic acid Natural products CCCCCCCC(O)=O WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical class C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 3
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 3
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 1-Octanol Chemical compound CCCCCCCCO KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BBMCTIGTTCKYKF-UHFFFAOYSA-N 1-heptanol Chemical compound CCCCCCCO BBMCTIGTTCKYKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000123650 Botrytis cinerea Species 0.000 description 2
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Chemical compound CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N Fumaric acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N N-Pentanol Chemical compound CCCCCO AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical class OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 2
- MWKFXSUHUHTGQN-UHFFFAOYSA-N decan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCO MWKFXSUHUHTGQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N decane Chemical compound CCCCCCCCCC DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010701 ester synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 2
- ZSIAUFGUXNUGDI-UHFFFAOYSA-N hexan-1-ol Chemical compound CCCCCCO ZSIAUFGUXNUGDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N isophthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC(C(O)=O)=C1 QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000693 micelle Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- ZWRUINPWMLAQRD-UHFFFAOYSA-N nonan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCO ZWRUINPWMLAQRD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BDJRBEYXGGNYIS-UHFFFAOYSA-N nonanedioic acid Chemical compound OC(=O)CCCCCCCC(O)=O BDJRBEYXGGNYIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FBUKVWPVBMHYJY-UHFFFAOYSA-N nonanoic acid Chemical compound CCCCCCCCC(O)=O FBUKVWPVBMHYJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N phthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WLJVNTCWHIRURA-UHFFFAOYSA-N pimelic acid Chemical compound OC(=O)CCCCCC(O)=O WLJVNTCWHIRURA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- CYIDZMCFTVVTJO-UHFFFAOYSA-N pyromellitic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC(C(O)=O)=C(C(O)=O)C=C1C(O)=O CYIDZMCFTVVTJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CXMXRPHRNRROMY-UHFFFAOYSA-N sebacic acid Chemical compound OC(=O)CCCCCCCCC(O)=O CXMXRPHRNRROMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- TYFQFVWCELRYAO-UHFFFAOYSA-N suberic acid Chemical compound OC(=O)CCCCCCC(O)=O TYFQFVWCELRYAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ARCGXLSVLAOJQL-UHFFFAOYSA-N trimellitic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C(C(O)=O)=C1 ARCGXLSVLAOJQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009489 vacuum treatment Methods 0.000 description 2
- NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N valeric acid Chemical compound CCCCC(O)=O NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000005253 yeast cell Anatomy 0.000 description 2
- MUTGBJKUEZFXGO-OLQVQODUSA-N (3as,7ar)-3a,4,5,6,7,7a-hexahydro-2-benzofuran-1,3-dione Chemical compound C1CCC[C@@H]2C(=O)OC(=O)[C@@H]21 MUTGBJKUEZFXGO-OLQVQODUSA-N 0.000 description 1
- KMOUUZVZFBCRAM-OLQVQODUSA-N (3as,7ar)-3a,4,7,7a-tetrahydro-2-benzofuran-1,3-dione Chemical compound C1C=CC[C@@H]2C(=O)OC(=O)[C@@H]21 KMOUUZVZFBCRAM-OLQVQODUSA-N 0.000 description 1
- BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N (S)-malic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- PXGZQGDTEZPERC-UHFFFAOYSA-N 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid Chemical compound OC(=O)C1CCC(C(O)=O)CC1 PXGZQGDTEZPERC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYSCBCSGKXNZRH-UHFFFAOYSA-N 1-benzothiophene-2-carboxamide Chemical compound C1=CC=C2SC(C(=O)N)=CC2=C1 GYSCBCSGKXNZRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTBFRGCFXZNCOE-UHFFFAOYSA-N 1-methylsulfonylpiperidin-4-one Chemical compound CS(=O)(=O)N1CCC(=O)CC1 RTBFRGCFXZNCOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 2-(3-fluorophenyl)-1h-imidazole Chemical compound FC1=CC=CC(C=2NC=CN=2)=C1 JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FALRKNHUBBKYCC-UHFFFAOYSA-N 2-(chloromethyl)pyridine-3-carbonitrile Chemical compound ClCC1=NC=CC=C1C#N FALRKNHUBBKYCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HYCNRDZKNBPHTC-UHFFFAOYSA-N 2-[2-[carboxy(hydroxy)methyl]phenyl]-2-hydroxyacetic acid Chemical compound OC(=O)C(O)C1=CC=CC=C1C(O)C(O)=O HYCNRDZKNBPHTC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YSUHBROHWRSYSF-UHFFFAOYSA-N 2-[3-[carboxy(hydroxy)methyl]phenyl]-2-hydroxyacetic acid Chemical compound OC(=O)C(O)C1=CC=CC(C(O)C(O)=O)=C1 YSUHBROHWRSYSF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SLWIPPZWFZGHEU-UHFFFAOYSA-N 2-[4-(carboxymethyl)phenyl]acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=C(CC(O)=O)C=C1 SLWIPPZWFZGHEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FKLAJCGHOJXZRK-UHFFFAOYSA-N 2-[4-[carboxy(hydroxy)methyl]phenyl]-2-hydroxyacetic acid Chemical compound OC(=O)C(O)C1=CC=C(C(O)C(O)=O)C=C1 FKLAJCGHOJXZRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TXBCBTDQIULDIA-UHFFFAOYSA-N 2-[[3-hydroxy-2,2-bis(hydroxymethyl)propoxy]methyl]-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol Chemical compound OCC(CO)(CO)COCC(CO)(CO)CO TXBCBTDQIULDIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCUZVMHXDRSBKX-UHFFFAOYSA-N 2-decylpropanedioic acid Chemical compound CCCCCCCCCCC(C(O)=O)C(O)=O HCUZVMHXDRSBKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WBJWXIQDBDZMAW-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxynaphthalene-1-carbonyl chloride Chemical compound C1=CC=CC2=C(C(Cl)=O)C(O)=CC=C21 WBJWXIQDBDZMAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WMRCTEPOPAZMMN-UHFFFAOYSA-N 2-undecylpropanedioic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCC(C(O)=O)C(O)=O WMRCTEPOPAZMMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WZHHYIOUKQNLQM-UHFFFAOYSA-N 3,4,5,6-tetrachlorophthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=C(Cl)C(Cl)=C(Cl)C(Cl)=C1C(O)=O WZHHYIOUKQNLQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BKFXSOCDAQACQM-UHFFFAOYSA-N 3-chlorophthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC(Cl)=C1C(O)=O BKFXSOCDAQACQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KFIRODWJCYBBHY-UHFFFAOYSA-N 3-nitrophthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC([N+]([O-])=O)=C1C(O)=O KFIRODWJCYBBHY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DMEDOWYXHVUPMO-UHFFFAOYSA-N 4-(carboxymethyl)benzoic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=C(C(O)=O)C=C1 DMEDOWYXHVUPMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AWQSAIIDOMEEOD-UHFFFAOYSA-N 5,5-Dimethyl-4-(3-oxobutyl)dihydro-2(3H)-furanone Chemical compound CC(=O)CCC1CC(=O)OC1(C)C AWQSAIIDOMEEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UHPMCKVQTMMPCG-UHFFFAOYSA-N 5,8-dihydroxy-2-methoxy-6-methyl-7-(2-oxopropyl)naphthalene-1,4-dione Chemical compound CC1=C(CC(C)=O)C(O)=C2C(=O)C(OC)=CC(=O)C2=C1O UHPMCKVQTMMPCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GZVHEAJQGPRDLQ-UHFFFAOYSA-N 6-phenyl-1,3,5-triazine-2,4-diamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(C=2C=CC=CC=2)=N1 GZVHEAJQGPRDLQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000222197 Ascochyta rabiei Species 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- IKASAKLXADNHGD-UHFFFAOYSA-N CC1=C(CCCC1)C(=O)OC(=O)C1=C(CCCC1)C Chemical compound CC1=C(CCCC1)C(=O)OC(=O)C1=C(CCCC1)C IKASAKLXADNHGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000688200 Cingulata Species 0.000 description 1
- 241000694959 Cryptococcus sp. Species 0.000 description 1
- 229920000832 Cutin Polymers 0.000 description 1
- GHVNFZFCNZKVNT-UHFFFAOYSA-N Decanoic acid Natural products CCCCCCCCCC(O)=O GHVNFZFCNZKVNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N Diisopropyl ether Chemical compound CC(C)OC(C)C ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000223218 Fusarium Species 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- NHTMVDHEPJAVLT-UHFFFAOYSA-N Isooctane Chemical compound CC(C)CC(C)(C)C NHTMVDHEPJAVLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 241001661345 Moesziomyces antarcticus Species 0.000 description 1
- 241001518729 Monilinia Species 0.000 description 1
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 description 1
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 description 1
- LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N Phthalic anhydride Natural products C1=CC=C2C(=O)OC(=O)C2=C1 LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N Succinic acid Natural products OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QHWKHLYUUZGSCW-UHFFFAOYSA-N Tetrabromophthalic anhydride Chemical compound BrC1=C(Br)C(Br)=C2C(=O)OC(=O)C2=C1Br QHWKHLYUUZGSCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BGHCVCJVXZWKCC-UHFFFAOYSA-N Tetradecane Natural products CCCCCCCCCCCCCC BGHCVCJVXZWKCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N Trimethylolpropane Chemical compound CCC(CO)(CO)CO ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001231403 [Nectria] haematococca Species 0.000 description 1
- YGCOKJWKWLYHTG-UHFFFAOYSA-N [[4,6-bis[bis(hydroxymethyl)amino]-1,3,5-triazin-2-yl]-(hydroxymethyl)amino]methanol Chemical compound OCN(CO)C1=NC(N(CO)CO)=NC(N(CO)CO)=N1 YGCOKJWKWLYHTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XHECAORXOROLKA-UHFFFAOYSA-N [[4-[bis(hydroxymethyl)amino]-6-phenyl-1,3,5-triazin-2-yl]-(hydroxymethyl)amino]methanol Chemical compound OCN(CO)C1=NC(N(CO)CO)=NC(C=2C=CC=CC=2)=N1 XHECAORXOROLKA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011054 acetic acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- OBETXYAYXDNJHR-UHFFFAOYSA-N alpha-ethylcaproic acid Natural products CCCCC(CC)C(O)=O OBETXYAYXDNJHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N alpha-hydroxysuccinic acid Natural products OC(=O)C(O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PYHXGXCGESYPCW-UHFFFAOYSA-N alpha-phenylbenzeneacetic acid Natural products C=1C=CC=CC=1C(C(=O)O)C1=CC=CC=C1 PYHXGXCGESYPCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N anhydrous glutaric acid Natural products OC(=O)CCCC(O)=O JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FNGGVJIEWDRLFV-UHFFFAOYSA-N anthracene-1,2-dicarboxylic acid Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=C(C(O)=O)C(C(=O)O)=CC=C3C=C21 FNGGVJIEWDRLFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- GONOPSZTUGRENK-UHFFFAOYSA-N benzyl(trichloro)silane Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)CC1=CC=CC=C1 GONOPSZTUGRENK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CDQSJQSWAWPGKG-UHFFFAOYSA-N butane-1,1-diol Chemical compound CCCC(O)O CDQSJQSWAWPGKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N butanedioic acid Chemical compound O[14C](=O)CC[14C](O)=O KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N 0.000 description 1
- JHIWVOJDXOSYLW-UHFFFAOYSA-N butyl 2,2-difluorocyclopropane-1-carboxylate Chemical compound CCCCOC(=O)C1CC1(F)F JHIWVOJDXOSYLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000007809 chemical reaction catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 1
- PDXRQENMIVHKPI-UHFFFAOYSA-N cyclohexane-1,1-diol Chemical compound OC1(O)CCCCC1 PDXRQENMIVHKPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 description 1
- 150000005690 diesters Chemical class 0.000 description 1
- JVSWJIKNEAIKJW-UHFFFAOYSA-N dimethyl-hexane Natural products CCCCCC(C)C JVSWJIKNEAIKJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002009 diols Chemical class 0.000 description 1
- SZXQTJUDPRGNJN-UHFFFAOYSA-N dipropylene glycol Chemical compound OCCCOCCCO SZXQTJUDPRGNJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- GTZOYNFRVVHLDZ-UHFFFAOYSA-N dodecane-1,1-diol Chemical compound CCCCCCCCCCCC(O)O GTZOYNFRVVHLDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000001530 fumaric acid Substances 0.000 description 1
- ANSXAPJVJOKRDJ-UHFFFAOYSA-N furo[3,4-f][2]benzofuran-1,3,5,7-tetrone Chemical compound C1=C2C(=O)OC(=O)C2=CC2=C1C(=O)OC2=O ANSXAPJVJOKRDJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- MHIBEGOZTWERHF-UHFFFAOYSA-N heptane-1,1-diol Chemical compound CCCCCCC(O)O MHIBEGOZTWERHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ACCCMOQWYVYDOT-UHFFFAOYSA-N hexane-1,1-diol Chemical compound CCCCCC(O)O ACCCMOQWYVYDOT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 1
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 1
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001630 malic acid Substances 0.000 description 1
- 235000011090 malic acid Nutrition 0.000 description 1
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N methylenebutanedioic acid Natural products OC(=O)CC(=C)C(O)=O LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- RQTCBECAUUINSD-UHFFFAOYSA-N moniline Natural products COC(=O)C1C(=CC(=O)C2(C)C(CN(C)C)CCC12O)C(C)C RQTCBECAUUINSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N n-hexanoic acid Natural products CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MZYHMUONCNKCHE-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1,2,3,4-tetracarboxylic acid Chemical compound C1=CC=CC2=C(C(O)=O)C(C(=O)O)=C(C(O)=O)C(C(O)=O)=C21 MZYHMUONCNKCHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KVQQRFDIKYXJTJ-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1,2,3-tricarboxylic acid Chemical compound C1=CC=C2C(C(O)=O)=C(C(O)=O)C(C(=O)O)=CC2=C1 KVQQRFDIKYXJTJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ABMFBCRYHDZLRD-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1,4-dicarboxylic acid Chemical compound C1=CC=C2C(C(=O)O)=CC=C(C(O)=O)C2=C1 ABMFBCRYHDZLRD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DFFZOPXDTCDZDP-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1,5-dicarboxylic acid Chemical compound C1=CC=C2C(C(=O)O)=CC=CC2=C1C(O)=O DFFZOPXDTCDZDP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SLCVBVWXLSEKPL-UHFFFAOYSA-N neopentyl glycol Chemical compound OCC(C)(C)CO SLCVBVWXLSEKPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FVXBCDWMKCEPCL-UHFFFAOYSA-N nonane-1,1-diol Chemical compound CCCCCCCCC(O)O FVXBCDWMKCEPCL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OEIJHBUUFURJLI-UHFFFAOYSA-N octane-1,8-diol Chemical compound OCCCCCCCCO OEIJHBUUFURJLI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UWJJYHHHVWZFEP-UHFFFAOYSA-N pentane-1,1-diol Chemical compound CCCCC(O)O UWJJYHHHVWZFEP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 description 1
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ULWHHBHJGPPBCO-UHFFFAOYSA-N propane-1,1-diol Chemical compound CCC(O)O ULWHHBHJGPPBCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 description 1
- JEVOQXUAWFYIBD-UHFFFAOYSA-N pyrene-1,2,3,4-tetracarboxylic acid Chemical compound OC(=O)C1=C(C(O)=O)C(C(O)=O)=C2C(C(=O)O)=CC3=CC=CC4=CC=C1C2=C34 JEVOQXUAWFYIBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LGZHPCIDRRUTMI-UHFFFAOYSA-N pyrene-1,2,3-tricarboxylic acid Chemical compound C1=CC=C2C=CC3=C(C(O)=O)C(C(=O)O)=C(C(O)=O)C4=CC=C1C2=C43 LGZHPCIDRRUTMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N quinbolone Chemical compound O([C@H]1CC[C@H]2[C@H]3[C@@H]([C@]4(C=CC(=O)C=C4CC3)C)CC[C@@]21C)C1=CCCC1 IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229940014800 succinic anhydride Drugs 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 1
- AUHHYELHRWCWEZ-UHFFFAOYSA-N tetrachlorophthalic anhydride Chemical compound ClC1=C(Cl)C(Cl)=C2C(=O)OC(=O)C2=C1Cl AUHHYELHRWCWEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003626 triacylglycerols Chemical class 0.000 description 1
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SRPWOOOHEPICQU-UHFFFAOYSA-N trimellitic anhydride Chemical compound OC(=O)C1=CC=C2C(=O)OC(=O)C2=C1 SRPWOOOHEPICQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QXJQHYBHAIHNGG-UHFFFAOYSA-N trimethylolethane Chemical compound OCC(C)(CO)CO QXJQHYBHAIHNGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007218 ym medium Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Description
本発明は、酵素を用いたエステル化合物の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing an ester compound using an enzyme.
エステル化合物はカルボン酸とアルコールの縮合物であり、多価カルボン酸と多価アルコールが重縮合したポリエステルは、合成繊維やフィルム等として古くから利用されている。さらに最近では、高粘度、高弾性を有するエンジニアリング・プラスチックが開発される等、工業的に極めて重要なポリマーである。 An ester compound is a condensate of a carboxylic acid and an alcohol, and a polyester obtained by polycondensation of a polyvalent carboxylic acid and a polyhydric alcohol has long been used as a synthetic fiber or film. Furthermore, recently, engineering plastics having high viscosity and high elasticity have been developed.
多価カルボン酸と多価アルコールを用いるポリエステルの製造法は多数報告されている。化学触媒を用いる従来法では、ジカルボン酸の融点が高いために反応温度を高温にするか、反応触媒を用いなければいけないという問題点を有する。これに対し、酵素触媒であるリパーゼを用いて多価カルボン酸と多価アルコールを用いるポリエステルの合成方法が報告されている。例えば、高度に活性化されたジカルボン酸ジエステル(2,2,2−トリクロロエステル)から、またはヒドロキシカルボン酸のエステルおよびヒドロキシカルボン酸のジエステルから出発して、高い質量平均分子量を有するポリエステルを合成するのに成功した例が報告されている(例えば、非特許文献1、2参照。)。しかしながら、これらの方法は有機溶剤の使用に頼っていた。
Many methods for producing polyesters using polyvalent carboxylic acids and polyhydric alcohols have been reported. In the conventional method using a chemical catalyst, since the melting point of dicarboxylic acid is high, there is a problem that the reaction temperature must be increased or the reaction catalyst must be used. On the other hand, a polyester synthesis method using polyvalent carboxylic acid and polyhydric alcohol using lipase which is an enzyme catalyst has been reported. For example, starting from highly activated dicarboxylic acid diesters (2,2,2-trichloroesters) or starting from esters of hydroxycarboxylic acids and diesters of hydroxycarboxylic acids, polyesters having a high mass average molecular weight are synthesized. Examples that have been successfully achieved have been reported (for example, see
また、有機溶剤を用いない方法としては、溶剤不在下、かつリパーゼの存在下で反応させるポリエステルの製造方法が報告されている(例えば、特許文献1参照。)。しかしながら、この方法では、系内の水分量が多くなる程、反応が阻害され、収率が低下することが報告されている。そのため、ポリエステルの収率を上げて製造するには、反応により生成した水を除去する必要があり、反応系を減圧下に置いたり、モレキュラーシーブ等の乾燥剤を用いなければならないといった問題点を有していた。
製造コストや環境への影響を考えると、酵素を用いた穏和な条件でポリエステルを安価に合成する方法が望まれているが、これまで多価カルボン酸と多価アルコールを反応中に脱水操作を行わずに効率的にポリエステル製造を行った報告例は無かった。
Moreover, as a method not using an organic solvent, a method for producing a polyester that is reacted in the absence of a solvent and in the presence of lipase has been reported (for example, see Patent Document 1). However, it has been reported that in this method, the reaction is inhibited and the yield decreases as the amount of water in the system increases. Therefore, in order to increase the yield of polyester, it is necessary to remove the water produced by the reaction, and there is a problem that the reaction system must be placed under reduced pressure or a desiccant such as molecular sieve must be used. Had.
Considering the production cost and environmental impact, there is a demand for a method of synthesizing polyester at low cost under mild conditions using enzymes. Until now, dehydration operations have been performed during the reaction of polycarboxylic acids and polyhydric alcohols. There have been no reports of efficient polyester production without this.
一方、クチナーゼは植物の表層を覆うクチンを分解する事が可能な酵素である。リパーゼ同様にトリグリセリドを分解できるが、リパーゼとは根本的に異なる酵素の種類である事が報告されている。例えば、リパーゼを使用した系では水と油の2層の界面上で酵素反応が行われることが特徴であるのに対し、クチナーゼを使用した系では界面上で反応が行なわれていないことが、タンパク質の立体構造の違いと共に報告されている(例えば、非特許文献3参照。)。クチナーゼを用いたエステル合成反応についての報告も幾つか有るが、これらの反応は有機溶媒の使用に頼った逆ミセル反応である(例えば、非特許文献4参照。)。
本発明は、有機溶媒(出発原料のアルコールは除く。)を必須とすることなく、良好な収率を確保しつつ、脱水操作を不要化もしくは低減することが可能なエステル化合物の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention provides a method for producing an ester compound that can eliminate or reduce the dehydration operation while ensuring a good yield without requiring an organic solvent (excluding starting alcohol). The purpose is to do.
本発明者らは上記課題を解決するべく鋭意検討し、酵素触媒としてクチナーゼを用いても、有機溶媒を用いることなくエステル化合物を製造できること、さらには、酵素触媒としてリパーゼを用いる場合には、上記の如く、水分存在下では反応が阻害され、反応効率が低下するのに対し、酵素触媒としてクチナーゼを用いる場合には、水分存在下でも反応が阻害されず、寧ろ、適度な水分存在下で、最適な酵素活性を示すことを見出し、本発明を完成した。 The present inventors have intensively studied to solve the above problems, and that even when cutinase is used as an enzyme catalyst, an ester compound can be produced without using an organic solvent. Further, when a lipase is used as an enzyme catalyst, As described above, the reaction is inhibited in the presence of moisture, and the reaction efficiency is lowered.When cutinase is used as an enzyme catalyst, the reaction is not inhibited even in the presence of moisture, rather, in the presence of moderate moisture, The inventors have found that the enzyme activity is optimal and completed the present invention.
すなわち、本発明は、クチナーゼと0.5質量%〜8.5%質量%の水の存在下、カルボン酸とアルコールとを反応させることを特徴とするエステル化合物の製造方法である。
なお、本明細書において、「0.5質量%〜8.5%質量%の水の存在下、(カルボン酸とアルコールとを)反応させる」とは、反応開始から反応終了までの間、少なくとも一時、反応系内の水分量を0.5質量%〜8.5%質量%とすることを意味するものとする。また、水分量は「反応系全体100質量%に対する水分量」を意味するものとする。
本発明はまた、カルボン酸が多価カルボン酸であり、アルコールが多価アルコールであり、エステル化合物がポリエステルである上記製造方法に関する。
さらに、クチナーゼがクリプトコッカス エスピー エス−2(Cryptococcus sp S−2)由来のものである、上記製造方法に関する。
That is, this invention is a manufacturing method of the ester compound characterized by making a carboxylic acid and alcohol react in presence of 0.5 mass%-8.5 mass% water of cutinase.
In the present specification, “reacting carboxylic acid and alcohol in the presence of 0.5% by mass to 8.5% by mass of water” means at least from the start of the reaction to the end of the reaction. It means that the amount of water in the reaction system is temporarily 0.5 to 8.5% by mass. In addition, the amount of water means “the amount of water relative to 100% by mass of the entire reaction system”.
The present invention also relates to the above production method, wherein the carboxylic acid is a polyvalent carboxylic acid, the alcohol is a polyhydric alcohol, and the ester compound is a polyester.
Furthermore, it is related with the said manufacturing method whose cutinase is a thing derived from Cryptococcus sp S-2 (Cryptococcus sp S-2).
本発明によれば、有機溶媒(出発原料のアルコールは除く。)を必須とすることなく、良好な収率を確保しつつ、脱水操作を不要化もしくは低減することが可能なエステル化合物の製造方法を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a method for producing an ester compound that can eliminate or reduce the dehydration operation while ensuring a good yield without requiring an organic solvent (excluding starting alcohol). Can be provided.
本発明のエステルの製造方法は、クチナーゼ酵素を触媒とするエステル化合物の製造方法である。通常のリパーゼ酵素を触媒とする場合と同様に、カルボン酸とアルコールからの水の脱離を伴って反応が進行する酵素反応である。通常、リパーゼ酵素を触媒とするエステル化合物の製造方法では、生成する縮合水は、エステル化反応の逆反応である加水分解反応を促進し、エステル化合物の製造を阻害する方向に働く。このため、反応を迅速に進行させるためには、酵素を水和するのに必要な最低量以外の水を除去する必要がある。そのために、反応系を真空に近い減圧処理を施して縮合水を除いたり、モレキュラーシーブスによる縮合水の除去操作を行う必要がある。本発明の製造方法は、このような縮合水の除去操作にかかる負荷を軽減、つまり減圧処理や、モレキュラーシーブスによる縮合水の除去作業にかかる負荷を軽減できる。 The method for producing an ester of the present invention is a method for producing an ester compound using a cutinase enzyme as a catalyst. As in the case of using a normal lipase enzyme as a catalyst, the reaction proceeds with the elimination of water from the carboxylic acid and alcohol. In general, in a method for producing an ester compound using a lipase enzyme as a catalyst, the condensed water produced acts in a direction that promotes a hydrolysis reaction, which is the reverse reaction of the esterification reaction, and inhibits the production of the ester compound. For this reason, in order for the reaction to proceed rapidly, it is necessary to remove water other than the minimum amount necessary to hydrate the enzyme. Therefore, it is necessary to remove the condensed water by subjecting the reaction system to a pressure reduction process close to vacuum, or to perform an operation of removing condensed water using molecular sieves. The production method of the present invention can reduce the load on the operation of removing the condensed water, that is, the load on the operation of removing the condensed water by the decompression process or molecular sieves.
具体的には、反応系に少量の水を含んでいても反応は阻害されることなく進行し、その反応系の水分量が0.5質量%〜8.5質量%であるとき、エステル化合物の合成の反応が良好に行われる。さらに好ましくは、反応系の水分量が1質量%〜6質量%であるときに合成の反応が良好に行われる。例えば、これらの水分量の範囲にエステル合成の反応系をコントロールするのであれば、減圧処理による脱水を行う場合も真空に近い減圧処理の必要はない。また、溶剤や界面活性剤の使用に頼った逆ミセルの反応系を用いなくても、エステル合成の反応が良好に行われる。
本発明の製造方法では、反応開始から反応終了までの間、少なくとも一時、反応系内の水分量を上記範囲とすればよい。ただし、反応効率等を考慮すれば、水分量が上記範囲を充足する時間が長い程好ましく、反応開始から反応終了まで常時、上記範囲の水分量が維持されることが最も好ましい。
Specifically, even when the reaction system contains a small amount of water, the reaction proceeds without being inhibited, and when the water content of the reaction system is 0.5 mass% to 8.5 mass%, an ester compound The synthesis reaction of More preferably, the synthesis reaction is favorably performed when the water content of the reaction system is 1% by mass to 6% by mass. For example, if the reaction system for ester synthesis is controlled within these water content ranges, there is no need for a vacuum treatment close to vacuum even when dehydration is performed by a vacuum treatment. Further, the ester synthesis reaction can be carried out satisfactorily without using a reverse micelle reaction system that relies on the use of a solvent or a surfactant.
In the production method of the present invention, the amount of water in the reaction system may be within the above range at least temporarily from the start of the reaction to the end of the reaction. However, considering the reaction efficiency and the like, it is preferable that the time for which the amount of water satisfies the above range is longer, and it is most preferable that the amount of water in the above range is always maintained from the start of the reaction to the end of the reaction.
本発明で使用することのできるクチナーゼとしては、種々の起源のものを使用できるが、例えば、クチナーゼが、クリプトコッカス エスピー エス−2(Cryptococcus sp S−2;FERM P−15155)、フサリウム ソラニ ピシ(Fusariumu solani pisi;IFO 9425、IFO 9975等)、ボトリチス シネレア(Botrytis cinerea;ATCC 11542等)、グロメレラ シングラータ(Glomerella cingulata;IFO 5257、IFO 5907、IFO 5910等)、ファイトフソーラ ブラシカエ(Phytophthora brassicae;CBS 178.87、CBS 179.87等)、ファイトフソーラ カプシシ(Phytophthora capsici;CBS 128.83、CBS 178.26等)、ネクトリア ハエマトコッカ(Nectria haematoccoca;ATCC 16239等)、モニリニア フルクチコラ(Monilinia fructicola;IFO 9068、IFO 30451等)、ブルメリア グラミニス(Blumeria graminis)、アスペルギルス オリザエ(Aspergillus oryzae;IFO 4075、IFO 30102等)、ピレノペジザ ブラシカエ(Pyrenopeziza brassicae;ATCC 200709、ATCC 200710、ATCC 48346、ATCC 64680等)、アルテルナリア ブラシシコラ(Alternaria brassicicola;IFO 31226、IFO 31227等)、アスコチタ ラビエイ(Ascochyta rabiei;ATCC 24891等)、の由来のものを好適な例として挙げることができる。特にCryptococcus sp S−2由来のクチナーゼが好ましい。これらのクチナーゼは少なくとも一種使用することが必要であるが、場合によって2種以上のものを組み合わせて使用する事も可能である。 As the cutinase that can be used in the present invention, those of various origins can be used. For example, the cutinase is Cryptococcus sp S-2 (FERM P-15155), Fusarium solanipi Solani pisi; IFO 9425, IFO 9975 etc.), Botrytis cinerea (Botrytis cinerea; ATCC 11542 etc.), Glomerella singulata (Gomerella cingulata; IFO 5257, IFO 5907, IFO 5910, B 87, CBS 179.87, etc.), Fight Fusora Kapsi (Ph topophora capsici; CBS 128.83, CBS 178.26, etc.), Nectria haematococca (Nectria haematococa; ATCC 16239, etc.), moniline fructicola (Monilinia fluticola; IFO 9068, IFO 9068, Aspergillus oryzae; IFO 4075, IFO 30102, etc.), Pyrenopeziza brassicae (ATCC 200709, ATCC 200710, ATCC 48346, ATCC 64680, etc.), Alternaria terridium terridium terrier assicicola; IFO 31226, IFO 31227, etc.), Asukochita Rabiei (Ascochyta rabiei; ATCC 24891, etc.) may be mentioned as preferred examples those derived from. A cutinase derived from Cryptococcus sp S-2 is particularly preferable. These cutinases need to be used in at least one kind, but in some cases, two or more kinds can be used in combination.
また、他のエステル合成を行う事が可能な酵素、例えばリパーゼ等と組み合わせて使用する事も可能である。
なお、従来、Cryptococcus sp S−2由来の酵素はリパーゼであると考えられていたが(例えば、特開平11-244892号公報)、その後、遺伝子などを詳細に研究した結果、クチナーゼである事が明らかとなっている(日本生物工学会大会、講演番号805「Cryptococcus sp. S-2由来リパーゼ(クチナーゼ)によるポリ乳酸の分解」、特願2002-239842号)。
It can also be used in combination with other enzymes capable of synthesizing esters, such as lipases.
Conventionally, an enzyme derived from Cryptococcus sp S-2 was considered to be a lipase (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-244892). It has been clarified (Japan Society for Biotechnology, Lecture No. 805 “Cryptococcus sp. S-2 lipase (cutinase) degradation of polylactic acid”, Japanese Patent Application No. 2002-239842).
本発明で使用するクチナーゼは、上記クチナーゼ生産微生物を常法に従って培養し、培養物から分離、精製する事によって取得する事が出来る。例えば、Cryptococcus sp S−2の場合、YM培地(酵母エキス0.3質量%、麦芽エキス0.5質量%、ペプトン0.5質量%、グルコース1質量%)にて25℃、40時間前後培養し、得られた菌体(5.4〜5.8×108ヶ/ml)を本培養の接種菌とする。
The cutinase used in the present invention can be obtained by culturing the above cutinase-producing microorganism according to a conventional method, and separating and purifying it from the culture. For example, in the case of Cryptococcus sp S-2, cultivation is performed at 25 ° C. for about 40 hours in a YM medium (yeast extract 0.3 mass%, malt extract 0.5 mass%, peptone 0.5 mass%,
酵母エキス0.5質量%、KH2PO41質量%、MgSO4・7H2O.1質量%、トリオレイン1質量%を酵素生産培地とし、前培養した菌を1%(v/v)接種し、25℃100rpmの振とう培養にて、クチナーゼの生産を行えば良い。 Yeast extract 0.5% by mass, KH 2 PO 4 1% by mass, MgSO 4 .7H 2 O.I. 1% by mass and 1% by mass of triolein are used as the enzyme production medium, 1% (v / v) of the pre-cultured bacteria is inoculated, and cutinase is produced by shaking culture at 25 ° C. and 100 rpm.
培養後、クチナーゼを培養物から分離精製する。その方法は常法に従えばよいが、酵母細胞を除いた培養液に対して10,000rpm20分間の遠心分離を行った後、平均孔径0.45μmのメンブランフィルターを用い、限外濾過により精製濃縮することが好ましい。さらに、必要に応じて、クロマトグラフィー処理等を実施してもよい。 After cultivation, cutinase is separated and purified from the culture. The method may be according to a conventional method, but after centrifugation at 10,000 rpm for 20 minutes with respect to the culture solution excluding the yeast cells, it is purified and concentrated by ultrafiltration using a membrane filter having an average pore size of 0.45 μm. It is preferable to do. Furthermore, you may implement a chromatography process etc. as needed.
本発明で使用することの出来るクチナーゼは、酵素タンパク質そのままで使用可能であるが、クチナーゼの酵素としての機能を失わない限り、酵素の安定化や基質選択性を高める等の必要に応じて、酵素の修飾処理を行ったり固定化処理を行って使用する事も可能である。 The cutinase that can be used in the present invention can be used as an enzyme protein as it is. However, as long as the function of cutinase as an enzyme is not lost, the enzyme can be used as needed to stabilize the enzyme or increase the substrate selectivity. It is also possible to perform the modification process or the immobilization process.
出発原料のカルボン酸としては制限なく、1価カルボン酸と、1分子中にカルボキシ基を2個以上有する多価カルボン酸のいずれを用いることもできる。 The starting carboxylic acid is not limited, and any of monovalent carboxylic acid and polyvalent carboxylic acid having two or more carboxy groups in one molecule can be used.
1価カルボン酸としては、例えば、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸等が挙げられる。
2価の多価カルボン酸としては、例えば、1)シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、テトラデカンジカルボン酸、フマル酸、イタコン酸、マレイン酸、リンゴ酸等の脂肪族ジカルボン酸、2)フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラクロルフタル酸、クロルフタル酸、ニトロフタル酸、p−カルボキシフェニル酢酸、p−フェニレン二酢酸、m−フェニレンジグリコール酸、p−フェニレンジグリコール酸、o−フェニレンジグリコール酸、ジフェニル酢酸、ジフェニル−p,p’−ジカルボン酸、ナフタレン−1,4−ジカルボン酸、ナフタレン−1,5−ジカルボン酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、アントラセンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、3)ヘキサヒドロテレフタル酸等の脂環式ジカルボン酸等が挙げられる。
3価以上の多価カルボン酸としては、例えば、クエン酸、トリメリット酸、メチルシクロヘキセントリカルボン酸、ピロメリット酸、ナフタレントリカルボン酸、ナフタレンテトラカルボン酸、ピレントリカルボン酸、ピレンテトラカルボン酸等が挙げられる。
Examples of the monovalent carboxylic acid include formic acid, acetic acid, propionic acid, butanoic acid, pentanoic acid, hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid and the like.
Examples of the divalent polycarboxylic acid include 1) oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecanedicarboxylic acid, dodecanedicarboxylic acid, tetradecane Aliphatic dicarboxylic acids such as dicarboxylic acid, fumaric acid, itaconic acid, maleic acid and malic acid, 2) phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, tetrachlorophthalic acid, chlorophthalic acid, nitrophthalic acid, p-carboxyphenylacetic acid, p -Phenylenediacetic acid, m-phenylenediglycolic acid, p-phenylenediglycolic acid, o-phenylenediglycolic acid, diphenylacetic acid, diphenyl-p, p'-dicarboxylic acid, naphthalene-1,4-dicarboxylic acid, naphthalene- 1,5-dicarboxylic acid, naphthalene-2,6-dicarbo Examples thereof include aromatic dicarboxylic acids such as acid and anthracene dicarboxylic acid, and 3) alicyclic dicarboxylic acids such as hexahydroterephthalic acid.
Examples of the trivalent or higher polyvalent carboxylic acid include citric acid, trimellitic acid, methylcyclohexeric acid, pyromellitic acid, naphthalenetricarboxylic acid, naphthalenetetracarboxylic acid, pyrenetricarboxylic acid, and pyrenetetracarboxylic acid. .
カルボン酸は、酸無水物の形態で、反応に供することができる。この場合には、反応系内の水と反応してカルボン酸が生成され、アルコールと反応する。
酸無水物としては、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラブロモ無水フタル酸、テトラクロル無水フタル酸、無水ヘット酸、無水ハイミック酸、無水トリメリット酸、メチルシクロヘキセントリカルボン酸無水物、無水ピロメリット酸等が挙げられる。
カルボン酸及び/又はその酸無水物は、1種又は2種以上を用いることができる。
Carboxylic acid can be subjected to the reaction in the form of an acid anhydride. In this case, it reacts with water in the reaction system to produce carboxylic acid and reacts with alcohol.
Acid anhydrides include succinic anhydride, maleic anhydride, phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, tetrabromophthalic anhydride, tetrachlorophthalic anhydride, het acid anhydride, hymic anhydride, trimellitic anhydride Methylcyclohexene carboxylic anhydride, pyromellitic anhydride and the like.
1 type (s) or 2 or more types can be used for carboxylic acid and / or its acid anhydride.
出発原料のアルコールとしては制限なく、1価アルコールと、1分子中に水酸基を2個以上有する多価アルコールのいずれを用いることもできる。
1価アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール等が挙げられる。
2価の多価アルコールとしては、例えば、エタンジオール、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリエチレングリコール、ヘプタンジオール、オクタンジオール、ノナンジオール、デカンジオール、ドデカンジオール等の脂肪族ジオール、水素化ビスフェノールA、ビスフェノールA、シクロヘキサンジオール等の芳香族、または脂環式のジオールが挙げられる。
3価以上の多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリスヒドロキシメチルアミノペンタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ヘキサメチロールメラミン、ヘキサエチロールメラミン、テトラメチロールベンゾグアナミン、テトラエチロールベンゾグアナミン等が挙げられる。
これらアルコールは1種又は2種以上を用いることができる。
The starting alcohol is not limited, and any of monohydric alcohols and polyhydric alcohols having two or more hydroxyl groups in one molecule can be used.
Examples of the monohydric alcohol include methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, heptanol, octanol, nonanol, decanol and the like.
Examples of the divalent polyhydric alcohol include ethanediol, propanediol, butanediol, pentanediol, hexanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, neopentyl glycol, triethylene glycol, heptanediol, octanediol, nonanediol, decane. Examples thereof include aliphatic diols such as diol and dodecanediol, aromatics such as hydrogenated bisphenol A, bisphenol A, and cyclohexanediol, or alicyclic diols.
Examples of the trihydric or higher polyhydric alcohol include glycerin, trimethylol ethane, trimethylol propane, trishydroxymethylaminopentane, pentaerythritol, dipentaerythritol, hexamethylol melamine, hexaethylol melamine, tetramethylol benzoguanamine, tetraethyl. Examples thereof include roll benzoguanamine.
These alcohols can be used alone or in combination of two or more.
カルボン酸とアルコールとの組み合わせは制限なく、目的物に合わせて選定される。
本発明の製造方法では、クチナーゼを触媒として使用することにより、系内に水分が存在しても、エステル化反応の反応性が水分の影響を受けにくい。このため、本発明は、1価カルボン酸と1価アルコールの組み合わせよりも、反応中により多くの水が発生する多価カルボン酸と多価アルコールの組み合わせによるポリエステルの製造に好ましく適用できる。
The combination of carboxylic acid and alcohol is selected according to the object without limitation.
In the production method of the present invention, by using cutinase as a catalyst, the reactivity of the esterification reaction is hardly affected by moisture even if moisture is present in the system. Therefore, the present invention can be preferably applied to the production of a polyester using a combination of a polyvalent carboxylic acid and a polyhydric alcohol that generate more water during the reaction than a combination of a monovalent carboxylic acid and a monohydric alcohol.
出発原料のカルボン酸及び/又はその酸無水物とアルコールの仕込量は特に制限されないが、カルボン酸のカルボキシ基とアルコールの水酸基が等モルとなるように使用することが好ましい。
クチナーゼの添加量も制限されないが、カルボン酸及び/又はその酸無水物1モルに対して、タンパク質質量で0.01g〜10g、特に0.5g〜5gが好ましい。
The amount of the carboxylic acid and / or acid anhydride and alcohol used as the starting material is not particularly limited, but it is preferably used so that the carboxy group of the carboxylic acid and the hydroxyl group of the alcohol are equimolar.
The amount of cutinase added is not limited, but is preferably 0.01 g to 10 g, and particularly preferably 0.5 g to 5 g in terms of protein mass with respect to 1 mol of carboxylic acid and / or acid anhydride thereof.
反応温度は制限されないが、良好な収率が得られることから、20℃〜70℃が好ましい。
本発明では脱水操作が基本的には不要であるので、反応圧力も特に制限なく、常圧で実施することができる。
但し、水分量が規定する上限(8.5質量%)を超える時間が著しく長くなるような場合には、必要に応じて、減圧下で脱水する操作を実施することは差し支えない。脱水操作を行うにしても、本発明では水分量の許容範囲が広いので、リパーゼを用いる場合に比して、減圧度は低く設定すればよく、常時脱水する必要はないので、脱水操作の時間も短く、操作はより簡略である。
Although reaction temperature is not restrict | limited, Since a favorable yield is obtained, 20 to 70 degreeC is preferable.
In the present invention, since dehydration is basically unnecessary, the reaction pressure is not particularly limited and can be carried out at normal pressure.
However, if the amount of water exceeds the upper limit (8.5% by mass) specified, the operation of dehydrating under reduced pressure may be performed as necessary. Even when the dehydration operation is performed, in the present invention, since the allowable range of water content is wide, the degree of vacuum may be set lower than when lipase is used, and it is not necessary to always dehydrate, so the time for the dehydration operation Shorter and the operation is simpler.
本発明のエステル化合物の製造方法は、有機溶媒(出発原料のアルコールは除く。)を用いる必要がないため、環境への影響が小さく好ましいが、必要に応じて各種有機溶媒を添加することは差し支えない。有機溶媒としては、イソプロピルエーテルやイソオクタン等が挙げられる。 The production method of the ester compound of the present invention is preferable because it does not require the use of an organic solvent (excluding the starting alcohol) and has a small impact on the environment. However, various organic solvents may be added as necessary. Absent. Examples of the organic solvent include isopropyl ether and isooctane.
以上説明したように、本発明のエステル化合物の製造方法は、酵素触媒としてクチナーゼを用い、かつ、反応開始から反応終了までの間、少なくとも一時、反応系内の水分量を0.5質量%〜8.5%質量%とすることで、良好な収率を確保しつつ、脱水操作を不要化もしくは低減することを実現したものである。
本発明では、反応が水分により阻害されないので、良好な収率を安定的に確保できる。また、脱水操作が不要化又は低減できるので、製造装置や製造工程を簡略化でき、製造性を著しく向上できる。また、有機溶媒(出発原料のアルコールは除く。)を用いる必要がないので、環境にも優しい。
さらに、本発明では、反応が水分により阻害されないので、ポリエステルの製造に適用した場合、リパーゼを用いる場合に比して、重合反応がより効率良く進行し、同じ時間重合を行っても、ポリエステルの重合度が相対的に高まる(比較的低分子量成分が少なく、比較的高分子量成分が多くなる)傾向にあり、好適である。
As described above, the method for producing an ester compound of the present invention uses cutinase as an enzyme catalyst, and at least temporarily during the period from the start of the reaction to the end of the reaction, By setting the content to 8.5% by mass, it is possible to eliminate or reduce the dehydration operation while securing a good yield.
In the present invention, since the reaction is not inhibited by moisture, a good yield can be stably secured. Further, since the dehydration operation can be eliminated or reduced, the manufacturing apparatus and the manufacturing process can be simplified, and the productivity can be remarkably improved. In addition, since it is not necessary to use an organic solvent (excluding starting alcohol), it is environmentally friendly.
Furthermore, in the present invention, since the reaction is not inhibited by moisture, when applied to the production of polyester, the polymerization reaction proceeds more efficiently than when lipase is used. The degree of polymerization tends to be relatively high (relatively low molecular weight component is small and relatively high molecular weight component is relatively large), which is preferable.
以下に、本発明に係る試験例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、「%」は特に断りの無い限り質量%を表す。 Although the test example which concerns on this invention is given to the following, this invention is not limited to these. “%” Represents mass% unless otherwise specified.
(製造例)
酵母エキス0.5%、KH2PO41%、MgSO4・7H2O0.1%、トリオレイン1%からなるクチナーゼ生産培地に前培養したCryptococcus sp S−2菌(FERM P15155)を1%接種し、初期pH5.6、25℃、100rpmで120時間振とう培養した。
クチナーゼの精製は次のようにして行った。酵母細胞を除いた培養液に対して10,000rpm20分間の遠心分離を行った後、平均孔径0.45μmのメンブランフィルター(旭化成ケミカルズ社製、マイクローザUF API−1013:分画分子量6000KD)を用い、限外濾過により精製濃縮し酵素液を得た。
得られたクチナーゼを下記試験例に供した。
(Production example)
1% Cryptococcus sp S-2 (FERM P15155) pre-cultured in a cutinase production medium consisting of yeast extract 0.5%, KH 2 PO 4 1%, MgSO 4 .7H 2 O 0.1%, triolein 1% Inoculated and cultured with shaking at initial pH 5.6, 25 ° C., 100 rpm for 120 hours.
Cutinase was purified as follows. After centrifugation at 10,000 rpm for 20 minutes with respect to the culture solution excluding the yeast cells, a membrane filter having an average pore size of 0.45 μm (manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation, Microza UF API-1013: molecular weight cut off 6000 KD) was used. Then, it was purified and concentrated by ultrafiltration to obtain an enzyme solution.
The obtained cutinase was subjected to the following test examples.
(試験例1)
10ml容の試験管に、アジピン酸0.15g、ブタノール3g、クチナーゼ0.005gを入れ、さらに水を0〜10%の範囲の種々の濃度となるように加えて、40℃で24時間反応させた時のアジピン酸ジブチルの生成量をガスクロマトグラフィーで測定した(試験No.1〜11)。
比較のため、クチナーゼの代わりに、市販Candida antarctica由来リパーゼ(Novo Industri AS Catalogue no SP 435)を0.01g用いた以外は同様の操作を行った(試験No.12〜16)。
(Test Example 1)
In a 10-ml test tube, add 0.15 g of adipic acid, 3 g of butanol, and 0.005 g of cutinase, add water to various concentrations ranging from 0 to 10%, and react at 40 ° C. for 24 hours. The amount of dibutyl adipate produced was measured by gas chromatography (Test Nos. 1 to 11).
For comparison, the same operation was performed except that 0.01 g of commercially available Candida antarctica-derived lipase (Novo Industry AS Catalogue no SP 435) was used instead of cutinase (Test Nos. 12 to 16).
初期水分量と得られたアジピン酸ジブチルのガスクロマトグラフィー(GC)収量を図1に示す。なお、図示するアジピン酸ジブチルの収量はGCピークの生データであり、2000000は、アジピン酸ジブチル濃度4.58ミリモル/lに相当する。
リパーゼを用いた場合には、初期水分量の上昇に伴い、アジピン酸ジブチルの生成量が減少した。これに対し、クチナーゼを用いた場合は、初期水分量が4%までは、初期水分量の上昇に伴ってアジピン酸ジブチルの生成量が上昇し、初期水分量が4%を超えると、初期水分量の上昇に伴ってアジピン酸ジブチルの生成量が減少し、水分量に好適な範囲があることが明らかとなった。
すなわち、リパーゼを用いる場合には、系内に存在する水(発生する縮合水を含む)の影響を受け、反応が阻害されるのに対し、クチナーゼでは、水によって反応が阻害されることなく、寧ろ反応が促進されることが、明らかとなった。
エステル生成時には縮合水が発生するが、仮にこの反応系でブタノールとアジピン酸が完全に反応した場合、理論上1.2%相当の縮合水が発生する。参考のため、各試験における初期水分量と理論上の反応後の水分量の関係を表1に示す。
図1、表1に示す結果から、クチナーゼを用いる場合には、初期水分量が4%を挾む所定範囲の時に良好な収率が得られること、具体的には、反応中少なくとも一時、0.5質量%〜8.5質量%の水が存在している時、良好な収率が得られることが明らかとなった。
The initial water content and the gas chromatography (GC) yield of the resulting dibutyl adipate are shown in FIG. The yield of dibutyl adipate shown in the figure is raw data of the GC peak, and 2000000 corresponds to a dibutyl adipate concentration of 4.58 mmol / l.
When lipase was used, the production amount of dibutyl adipate decreased as the initial water content increased. In contrast, when cutinase was used, the amount of dibutyl adipate increased with an increase in the initial water content up to 4% of the initial water content, and the initial water content exceeded 4% when the initial water content exceeded 4%. As the amount increased, the production amount of dibutyl adipate decreased, and it became clear that there was a suitable range for the amount of water.
That is, when lipase is used, the reaction is affected by the water present in the system (including the condensed water generated), whereas the reaction is not inhibited by water in cutinase, Rather, it became clear that the reaction was promoted.
Condensed water is generated when the ester is produced. If butanol and adipic acid are completely reacted in this reaction system, theoretically 1.2% of condensed water is generated. For reference, Table 1 shows the relationship between the initial moisture content in each test and the theoretical moisture content after the reaction.
From the results shown in FIG. 1 and Table 1, when cutinase is used, a good yield can be obtained when the initial water content is within a predetermined range including 4%. Specifically, at least once during the reaction, 0 It has been found that good yields are obtained when from 0.5% to 8.5% by weight of water is present.
(試験例2)
15×15×150mmの試験管に、アジピン酸1.0g、1,4−ブタンジオール0.6g、クチナーゼ0.003gを入れ、さらに水を0〜6%の範囲の種々の濃度となるように加えて、40℃で3時間反応させた時のポリエステルの生成量を、酸価(試料1g中に存在するカルボキシ基を中和するのに要する水酸化カリウムのmg数)の低下により測定した(試験No.17〜20)。酸価が低い程、カルボキシ基の残存量が少なく、合成反応が進んでいることを示す。
比較のため、クチナーゼの代わりに、試験例1試験No.12〜16と同じリパーゼを0.003g用いた以外は同様の操作を行った(試験No.21〜24)。
(Test Example 2)
In a 15 × 15 × 150 mm test tube, 1.0 g of adipic acid, 0.6 g of 1,4-butanediol and 0.003 g of cutinase are added, and water is adjusted to various concentrations ranging from 0 to 6%. In addition, the amount of polyester produced when reacted at 40 ° C. for 3 hours was measured by a decrease in acid value (mg of potassium hydroxide required to neutralize carboxy groups present in 1 g of sample) ( Test No. 17-20). The lower the acid value, the smaller the residual amount of carboxy groups, indicating that the synthesis reaction is progressing.
For comparison, instead of cutinase, Test Example 1 Test No. The same operation was performed except that 0.003 g of the same lipase as 12 to 16 was used (Test Nos. 21 to 24).
初期水分量と測定した酸価の関係を図2に示す(図中、酸価の単位は「mgKOH/g」である。)。
リパーゼを用いた場合には、初期水分量の上昇に伴って酸価が上昇し、反応効率が低下したのに対し、クチナーゼを用いた場合は、評価した範囲内では、初期水分量の上昇に伴って酸価が大きく低下し、反応効率が大きく上昇した。
各試験における、初期水分量と反応後の水分量(カールフィッシャー水分計による実測値)の関係を表2に示す。
一般に、ポリエステル合成時には縮合水が大量に発生する傾向にある。本試験例では脱水操作を行っていないため、例えば、リパーゼを用いた初期水分量が0%の試験No.21において、3時間後の水分量は3%に達していた。
しかしながら、クチナーゼを用いる場合には、大量の水分が発生するポリエステルの製造においても、良好な収率が確保されることが明らかとなった。
The relationship between the initial water content and the measured acid value is shown in FIG. 2 (in the figure, the unit of the acid value is “mgKOH / g”).
When lipase was used, the acid value increased with an increase in the initial moisture content, and the reaction efficiency decreased.When cutinase was used, the initial moisture content increased within the evaluated range. Along with this, the acid value decreased greatly, and the reaction efficiency increased greatly.
Table 2 shows the relationship between the initial moisture content and the moisture content after reaction (actually measured value by Karl Fischer moisture meter) in each test.
In general, a large amount of condensed water tends to be generated during polyester synthesis. Since no dehydration operation was performed in this test example, for example, test No. 1 with an initial water content of 0% using lipase was used. 21, the water content after 3 hours reached 3%.
However, when cutinase is used, it has been clarified that a good yield can be secured even in the production of polyester that generates a large amount of moisture.
(試験例3)
10ml容の試験管に、アジピン酸1.42g、1,4−ブタンジオール0.9g、クチナーゼ0.02gを入れ、水を1%となるように加えて、40℃で72時間反応させた。得られたポリエステルの分子量分布をゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定した。得られたGPCチャートを図3に示す。反応後の理論上の水分量は、16.5%であった。
クチナーゼの代わりに、試験例1試験No.12〜16と同じリパーゼを0.02g用い、水を加えなかった以外は同様の操作を行った。反応後の理論上の水分量は、16.5%であった。
(Test Example 3)
In a 10 ml test tube, 1.42 g of adipic acid, 0.9 g of 1,4-butanediol and 0.02 g of cutinase were added, water was added to 1%, and the mixture was reacted at 40 ° C. for 72 hours. The molecular weight distribution of the obtained polyester was measured by gel permeation chromatography (GPC). The obtained GPC chart is shown in FIG. The theoretical water content after the reaction was 16.5%.
Instead of cutinase, Test Example 1 Test No. The same operation was performed except that 0.02 g of the same lipase as 12 to 16 was used and water was not added. The theoretical water content after the reaction was 16.5%.
図3に示すように、いずれの酵素を用いた場合も、質量平均分子量1200程度のポリエステルが得られたが、リパーゼを用いた場合のチャートの符号5〜8等で示す成分の比較から、リパーゼに比して、クチナーゼでは比較的低分子量成分が少なく、比較的高分子量成分が多く生成されており、相対的に重合度の高いポリエステルが生成されることが明らかとなった。
この結果からも、リパーゼを用いる場合には、系内に存在する水の影響を受け、重合反応が阻害されるのに対し、クチナーゼでは、系内に存在する水によって反応が阻害されることなく、寧ろ反応が促進されることが、裏付けられた。
なお、図3に示すチャートでは、例えば、ゲル透過時間33分が分子量約1000KDに相当する。
As shown in FIG. 3, when any enzyme was used, a polyester having a mass average molecular weight of about 1200 was obtained. From the comparison of components indicated by
From this result, when lipase is used, the polymerization reaction is inhibited due to the influence of water present in the system, whereas in cutinase, the reaction is not inhibited by the water present in the system. Rather, it was confirmed that the reaction was promoted.
In the chart shown in FIG. 3, for example, a gel permeation time of 33 minutes corresponds to a molecular weight of about 1000 KD.
(試験例4)
300mL容のフラスコに、アジピン酸2.19g、1,4−ブタンジオール1.5g、クチナーゼ0.02gを入れ、水を4%となるように加え、40℃に加熱してポリエステル合成を行った。反応開始1時間後に、酸価(単位「mgKOH/g」は456.7(理論値)から272.9(実測値)まで低下し、良好に反応が進行していることが確認された。この時点の系内の水分量は7.7%であった。水分量が本発明で規定する範囲の上限に近い値であったので、これ以降は、緩やかに減圧にし(20kPa)、脱水を行いながら反応を続けた。
反応開始8時間後の酸価は46.8まで低下しており、重合度792.9(酸価から算出)のポリエステルが合成されていることが確認された。このときの反応系内の水分量は0.7%であった。
その後、60℃に昇温し、さらに2時間反応を続けることで、酸価は33まで低下し、重合度978.2(酸価から算出)のポリエステルが合成された。このときの水分量は0.3%であった。
酸価と水分量の経時変化を図4に示す。
本試験例では、略全反応工程で、水分量は0.5〜8.5%の範囲内であった。
図示するように、本発明の製造方法を適用することで、反応の進行と共に、酸価が大きく低下し、良好な収率でポリエステルを製造することができた。
(Test Example 4)
Into a 300 mL flask, 2.19 g of adipic acid, 1.5 g of 1,4-butanediol, and 0.02 g of cutinase were added, water was added to 4%, and the mixture was heated to 40 ° C. to synthesize polyester. . One hour after the start of the reaction, the acid value (unit “mgKOH / g” decreased from 456.7 (theoretical value) to 272.9 (actual value), confirming that the reaction was proceeding well. The water content in the system at that time was 7.7%, and since the water content was close to the upper limit of the range defined in the present invention, the pressure was gradually reduced (20 kPa) and dehydration was performed thereafter. The reaction continued.
The
Thereafter, the temperature was raised to 60 ° C., and the reaction was further continued for 2 hours, whereby the acid value was lowered to 33, and a polyester having a polymerization degree of 978.2 (calculated from the acid value) was synthesized. The water content at this time was 0.3%.
FIG. 4 shows changes with time in the acid value and the water content.
In this test example, the water content was in the range of 0.5 to 8.5% in almost all reaction steps.
As shown in the figure, by applying the production method of the present invention, the acid value greatly decreased with the progress of the reaction, and it was possible to produce the polyester with a good yield.
本発明のエステル化合物の製造方法は、ポリエステルの製造等に好ましく適用できる。 The method for producing an ester compound of the present invention can be preferably applied to the production of polyester.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004224740A JP2005058228A (en) | 2003-07-31 | 2004-07-30 | Method for production of ester compound using cutinase |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003204976 | 2003-07-31 | ||
JP2004224740A JP2005058228A (en) | 2003-07-31 | 2004-07-30 | Method for production of ester compound using cutinase |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005058228A true JP2005058228A (en) | 2005-03-10 |
Family
ID=34379950
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004224740A Pending JP2005058228A (en) | 2003-07-31 | 2004-07-30 | Method for production of ester compound using cutinase |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005058228A (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001252072A (en) * | 2000-03-13 | 2001-09-18 | Tax Adm Agency | New lipase cs2 derived from yeast |
-
2004
- 2004-07-30 JP JP2004224740A patent/JP2005058228A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001252072A (en) * | 2000-03-13 | 2001-09-18 | Tax Adm Agency | New lipase cs2 derived from yeast |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JPN6010014549, 日本醸造協会誌, 2003.01, Vol.98, No.1, p.37−38 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7317065B2 (en) | Method for producing highly functional, hyper branched polyester by means of enzymatic esterification | |
KR102052234B1 (en) | Recovering and using carboxylic acids from a fermentation broth | |
JP5703551B2 (en) | Method for producing succinic acid | |
Debuissy et al. | Biotic and abiotic synthesis of renewable aliphatic polyesters from short building blocks obtained from biotechnology | |
FR2988733A1 (en) | RECOMBINANT MICROORGANISM | |
JP6340496B2 (en) | Separation method | |
JP2009504813A (en) | Chemoenzymatic production method of fatty acid ester | |
JP2005058228A (en) | Method for production of ester compound using cutinase | |
JP5169294B2 (en) | Method for optical resolution of lactate ester | |
JP2005270014A (en) | Method for producing immobilized cutinase for synthetic reaction of ester | |
EP2757158A1 (en) | Enzymatic process for the synthesis of estolides | |
JP2006230314A (en) | Method for producing immobilized enzyme and method for producing ester compound with immobilized enzyme obtained by the same method | |
JP2005224143A (en) | Method for producing ester compound | |
KR102565303B1 (en) | Synthetic method of 2-ethylhexyl fatty esters in a solvent-free system using immobilized enzyme | |
JPS63107947A (en) | Production of complex ester | |
JP2010110259A (en) | Method for producing polyester polyol | |
JP2008545439A (en) | Method for producing macrocyclic polyester oligomer by enzyme catalyst | |
JP2009203365A (en) | Method for producing polyester polyol | |
KR20020042694A (en) | Enzyme which cleaves ester groups and which is derived from Thermomonospora fusca | |
JP2001316466A (en) | Production method of polyester | |
JP2008212147A (en) | Method for production of lactic acid polymer from lactic ester by using enzyme catalyst | |
Thangunpai et al. | Effects of Grafting Maleic Anhydride onto Poly-𝝐-caprolactone on Facilitative Enzymatic Hydrolysis | |
JP4306277B2 (en) | Method for producing aromatic polyester cyclic oligomer | |
JP2004208501A (en) | Method for producing lactic acid ester using solution containing lactic acid | |
JP2008211979A (en) | Method for producing polyester compound |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070625 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20070625 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100316 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100713 |