JP2017501292A - Preparation of poly α-1,3-glucan ester and film produced therefrom - Google Patents

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Abstract

置換度が約0.05〜約3.0であるポリα−1,3−グルカンエステル化合物が本明細書に開示される。ポリα−1,3−グルカンエステル化合物を製造する方法及びそれから製造されたフィルムも開示される。Disclosed herein are poly α-1,3-glucan ester compounds having a degree of substitution of about 0.05 to about 3.0. Also disclosed is a method of producing a poly α-1,3-glucan ester compound and a film produced therefrom.

Description

本願は、2013年12月20日に出願された米国特許出願第14/136168号明細書の一部継続出願であり、全て引用により本明細書にその全体として組み込まれる、それぞれ2012年12月27日に出願され、それぞれ現在満了した米国仮特許出願第61/746,328号明細書;同第61/746,335号明細書、及び同第61/746,338号明細書の利益を主張する。   This application is a continuation-in-part of US patent application Ser. No. 14 / 136,168, filed Dec. 20, 2013, all incorporated herein by reference in its entirety, each of Dec. 27, 2012. Claims the benefit of US Provisional Patent Application Nos. 61 / 746,328, 61 / 746,335, and 61 / 746,338, both of which have been filed on the same day and are now complete. .

本発明は、ポリα−1,3−グルカン誘導体の分野にある。具体的には、本発明は、ポリα−1,3−グルカンエステル、それらの調製方法、及びそれから製造されたフィルムに関する。   The present invention is in the field of poly α-1,3-glucan derivatives. Specifically, the present invention relates to poly α-1,3-glucan esters, methods for their preparation, and films produced therefrom.

酵素的合成又は微生物若しくは植物宿主の遺伝子操作を利用して新しい構造多糖類を見出そうとして、研究者らは、生分解性であり再生可能な資源に基づく原材料から経済的に製造可能な多糖類を発見してきた。そのような多糖の1つはポリα−1,3−グルカンであり、α−1,3−グリコシド連結を有するという特徴があるグルカンポリマーである。このポリマーは、スクロースの水溶液を、ストレプトコッカス・サリバリウス(Streptococcus salivarius)から単離されたグルコシルトランスフェラーゼ酵素と接触させることにより単離されてきた(非特許文献1)。ポリα−1,3−グルカンから調製されたフィルムは、150℃までの温度に耐え、β−1,4−結合多糖類から得られたポリマーより優れた利点を与える(非特許文献2)。   In an effort to find new structural polysaccharides using enzymatic synthesis or genetic manipulation of microorganisms or plant hosts, researchers are able to economically manufacture many raw materials based on biodegradable and renewable resources. I have discovered sugars. One such polysaccharide is poly α-1,3-glucan, a glucan polymer characterized by having α-1,3-glycoside linkages. This polymer has been isolated by contacting an aqueous solution of sucrose with a glucosyltransferase enzyme isolated from Streptococcus salivarius (Non-patent Document 1). Films prepared from poly α-1,3-glucan can withstand temperatures up to 150 ° C. and provide advantages over polymers obtained from β-1,4-linked polysaccharides (Non-Patent Document 2).

特許文献1は、ヘキソース単位を含む多糖繊維であって、ポリマー内の少なくとも50%のヘキソース単位が、S.サリバリウス(S.salivarius)gtfJ酵素を利用してα−1,3−グリコシド連結により結合している多糖繊維の調製を開示した。この酵素は、ポリα−1,3−グルカン及びフルクトースを最終生成物として生じる重合反応においてスクロースを基質として利用する(Simpson et al.,1995)。開示されたポリマーは、溶媒又は溶媒を含む混合物中に臨界濃度を超えて溶解すると、液晶溶液を形成した。この溶液から、織物における使用に非常に好適な、連続的で、強く、綿のような繊維が紡糸され、使用された。   Patent Document 1 is a polysaccharide fiber containing hexose units, in which at least 50% of the hexose units in the polymer are S.P. The preparation of polysaccharide fibers linked by α-1,3-glycosidic linkages utilizing the S. salivarius gtfJ enzyme has been disclosed. This enzyme utilizes sucrose as a substrate in a polymerization reaction that produces poly α-1,3-glucan and fructose as final products (Simpson et al., 1995). The disclosed polymers formed liquid crystal solutions when dissolved above the critical concentration in the solvent or mixture containing the solvent. From this solution, continuous, strong, cotton-like fibers were spun and used, which are very suitable for use in textiles.

ポリα−1,3−グルカンの様々な誘導体の調製及びそれらの用途に関する情報は乏しい。   Information on the preparation of various derivatives of poly α-1,3-glucan and their use is poor.

非特許文献3は、真菌、ラエチポラス・シルフレウス(Laetiporus silphureus)の子実体から抽出されたポリα−1,3−グルカンを使用して、ポリα−1,3−グルカントリアセテートを合成することを開示している。このポリマーの構造は、X線結晶学により分析された。   Non-Patent Document 3 discloses the synthesis of poly α-1,3-glucan triacetate using poly α-1,3-glucan extracted from the fruiting body of a fungus, Laetiporus sylphureus. doing. The structure of this polymer was analyzed by X-ray crystallography.

非特許文献4は、ポリα−1,3−グルカンの3つの異なる試料を使用して、ポリα−1,3−グルカントリアセテートを調製した。試料の1つは細菌の細胞外多糖から単離され、他の2つの試料は真菌の子実体から抽出された。これらのポリマーの構造は、X線結晶学により分析された。   Non-Patent Document 4 prepared poly α-1,3-glucan triacetate using three different samples of poly α-1,3-glucan. One of the samples was isolated from bacterial extracellular polysaccharide and the other two samples were extracted from fungal fruiting bodies. The structure of these polymers was analyzed by X-ray crystallography.

新しいポリα−1,3−グルカンエステル誘導体の開発及びそのような誘導体を調製する方法は、フィルム製造など種々の用途におけるそれらの潜在的な有用性を仮定すると望ましい。   The development of new poly alpha-1,3-glucan ester derivatives and methods for preparing such derivatives are desirable given their potential utility in various applications such as film manufacturing.

米国特許第7,000,000号明細書US Patent 7,000,000 specification

Simpson et al.,Microbiology 141:1451−1460,1995Simpson et al. , Microbiology 141: 1451-1460, 1995. Ogawa et al.,Fiber Differentiation Methods 47:353−362,1980Ogawa et al. , Fiber Differentiation Methods 47: 353-362, 1980. Yuiら(Int.J.Biol.Macromol.14:87−96,1992)Yui et al. (Int. J. Biol. Macromol. 14: 87-96, 1992) Ogawaら(Carb.Poly.3:287−297,1983)Ogawa et al. (Carb. Poly. 3: 287-297, 1983).

本発明は、(a)少なくとも約0.1gf/milの引裂抵抗;又は(b)約20%未満の曇り度の少なくとも一方を有するポリα−1,3−グルカンエステルを含むフィルムを対象とする。   The present invention is directed to a film comprising a poly alpha-1,3-glucan ester having (a) at least about 0.1 gf / mil tear resistance; or (b) at least one of haze less than about 20%. .

別の実施形態において、本発明は、(a)ポリα−1,3−グルカンエステルを与えること;(b)(a)のポリα−1,3−グルカンエステルを溶媒と接触させて、ポリα−1,3−グルカンエステルの溶液を作ること;(c)ポリα−1,3−グルカンエステルの溶液を表面に適用すること;及び(d)溶媒を蒸発させて、ポリα−1,3−グルカンエステルフィルムを与えることを含む、ポリα−1,3−グルカンエステルフィルムを調製する方法を対象とする。   In another embodiment, the present invention provides: (a) providing a poly α-1,3-glucan ester; (b) contacting the poly α-1,3-glucan ester of (a) with a solvent to obtain a poly making a solution of α-1,3-glucan ester; (c) applying a solution of poly α-1,3-glucan ester to the surface; and (d) evaporating the solvent to produce poly α-1,3 It is directed to a method of preparing a poly α-1,3-glucan ester film comprising providing a 3-glucan ester film.

本明細書に引用される特許文献及び非特許文献の全ての開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。   The disclosures of all patent and non-patent literature cited herein are hereby incorporated by reference in their entirety.

本明細書では、用語「発明」又は「開示された発明」は、限定的なものではなく、請求項に定義され、又は本明細書に記載される本発明のいずれにも全般的に当てはまる。これらの用語は、本明細書において互換的に使用される。   As used herein, the term “invention” or “disclosed invention” is not limiting and generally applies to any of the inventions defined in the claims or described herein. These terms are used interchangeably herein.

用語「ポリα−1,3−グルカン」、「α−1,3−グルカンポリマー」、及び「グルカンポリマー」は、本明細書において互換的に使用される。ポリα−1,3−グルカンは、グリコシド連結により互いに結合しているグルコースモノマー単位を含むポリマーであって、少なくとも約50%のグリコシド連結がα−1,3−グリコシド連結であるポリマーである。ポリα−1,3−グルカンは、多糖の1種である。ポリα−1,3−グルカンの構造は、以下の通り表すことができる。

Figure 2017501292
The terms “poly α-1,3-glucan”, “α-1,3-glucan polymer”, and “glucan polymer” are used interchangeably herein. A poly α-1,3-glucan is a polymer comprising glucose monomer units linked together by glycosidic linkages, wherein at least about 50% of the glycoside linkages are α-1,3-glycoside linkages. Poly α-1,3-glucan is one type of polysaccharide. The structure of poly α-1,3-glucan can be expressed as follows.
Figure 2017501292

本明細書においてポリα−1,3−グルカンエステル化合物の調製に利用できるポリα−1,3−グルカンは、化学的方法を利用して調製できる。或いは、それは、ポリα−1,3−グルカンを産生する真菌などの種々の生物からの抽出により調製できる。さらに別法としては、例えば、米国特許第7,000,000号明細書並びに米国特許出願公開第2013/0244288号明細書及び同第2013/0244287号明細書(全て参照により本明細書に組み込まれる)に記載の通り、ポリα−1,3−グルカンは、1種以上のグルコシルトランスフェラーゼ(gtf)酵素(例えば、gtfJ)を利用してスクロースから酵素的に製造できる。   In the present specification, poly α-1,3-glucan that can be used for the preparation of a poly α-1,3-glucan ester compound can be prepared by using a chemical method. Alternatively, it can be prepared by extraction from various organisms such as fungi producing poly α-1,3-glucan. Further alternatives include, for example, U.S. Patent No. 7,000,000 and U.S. Patent Application Publication Nos. 2013/0244288 and 2013/0244287, all of which are incorporated herein by reference. ), Poly α-1,3-glucan can be enzymatically produced from sucrose using one or more glucosyltransferase (gtf) enzymes (eg, gtfJ).

用語「グルコシルトランスフェラーゼ酵素」、「gtf酵素」、「gtf酵素触媒」、「gtf」、及び「グルカンスクラーゼ」は、本明細書において互換的に使用される。本明細書でのgtf酵素の活性は、スクロース基質の反応を触媒して、生成物であるポリα−1,3−グルカン及びフルクトースを生じる。gtf反応の他の生成物(副生成物)は、グルコース(グルコースが、グルコシル−gtf酵素中間複合体から加水分解される場合)、種々の可溶性オリゴ糖(DP2〜DP7)、及びロイクロース(グルコシル−gtf酵素中間複合体のグルコースがフルクトースに結合している場合)を含み得る。ロイクロースは、α−1,5連結により結合しているグルコースとフルクトースから構成される二糖である。野生型形態のグルコシルトランスフェラーゼ酵素は、一般的に(N末端からC末端の方向に)、シグナルペプチド、可変ドメイン、触媒ドメイン、及びグルカン結合ドメインを含む。本明細書でのgtfは、CAZy(Carbohydrate−Active EnZymes)データベース(Cantarel et al.,Nucleic Acids Res.37:D233−238,2009)に従って、グリコシドヒドロラーゼファミリー70(GH70)に分類される。   The terms “glucosyltransferase enzyme”, “gtf enzyme”, “gtf enzyme catalyst”, “gtf”, and “glucan sucrase” are used interchangeably herein. The activity of the gtf enzyme herein catalyzes the reaction of the sucrose substrate to yield the products poly alpha-1,3-glucan and fructose. Other products (by-products) of the gtf reaction include glucose (when glucose is hydrolyzed from the glucosyl-gtf enzyme intermediate complex), various soluble oligosaccharides (DP2-DP7), and leucus (glucosyl- gtf enzyme intermediate complex glucose may be bound to fructose). Leucrose is a disaccharide composed of glucose and fructose linked by α-1,5 linkages. Wild-type glucosyltransferase enzymes generally include a signal peptide, a variable domain, a catalytic domain, and a glucan binding domain (in the N-terminal to C-terminal direction). Gtf herein is classified into glycoside hydrolase family 70 (GH70) according to the CAZy (Carbohydrate-Active EnZymes) database (Cantarel et al., Nucleic Acids Res. 37: D233-238, 2009).

本明細書においてポリα−1,3−グルカンエステル化合物を調製するのに使用されるポリα−1,3−グルカンのグルコースモノマー単位の間の、α−1,3であるグリコシド連結のパーセンテージは、少なくとも約50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、又は100%(又は50%と100%の間の任意の整数値)である。したがって、そのような実施形態において、ポリα−1,3−グルカンは、約50%未満、40%、30%、20%、10%、5%、4%、3%、2%、1%、又は0%(又は0%と50%の間の任意の整数値)のα−1,3でないグリコシド連結を有する。   The percentage of glycosidic linkages that are α-1,3 between the glucose monomer units of the polyα-1,3-glucan used herein to prepare the polyα-1,3-glucan ester compound is , At least about 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, or 100% (or any integer value between 50% and 100%) ). Thus, in such embodiments, the poly alpha-1,3-glucan is less than about 50%, 40%, 30%, 20%, 10%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1% Or 0% (or any integer value between 0% and 50%) of non-α-1,3 glycosidic linkages.

本明細書でのポリα−1,3−グルカンエステル化合物を製造するのに使用されるポリα−1,3−グルカンは、好ましくは直鎖/非分岐型である。特定の実施形態において、ポリα−1,3−グルカンは、分岐点が全くないか、又は、ポリマー中のグリコシド連結のパーセントとして約10%未満、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、若しくは1%の分岐点を有する。分岐点の例には、ムタンポリマーに存在するものなどのα−1,6分岐点がある。   The poly α-1,3-glucan used to produce the poly α-1,3-glucan ester compound herein is preferably linear / unbranched. In certain embodiments, the poly alpha-1,3-glucan has no branch points or is less than about 10%, 9%, 8%, 7%, 6% as a percent of glycosidic linkage in the polymer, It has a branching point of 5%, 4%, 3%, 2%, or 1%. Examples of branch points include α-1,6 branch points such as those present in mutan polymers.

用語「グリコシド連結」及び「グリコシド結合」は本明細書において互換的に使用され、炭水化物(糖)分子を、別の炭水化物などの別の基に結合させる共有結合の種類を指す。本明細書での用語「α−1,3−グリコシド連結」は、α−D−グルコース分子を、隣接するα−D−グルコース環の炭素1及び3を介して互いに結合させる共有結合の種類を指す。この連結は、先に与えられたポリα−1,3−グルカン構造中に示されている。本明細書では、「α−D−グルコース」は、「グルコース」と称される。   The terms “glycoside linkage” and “glycoside linkage” are used interchangeably herein and refer to a type of covalent bond that attaches a carbohydrate (sugar) molecule to another group, such as another carbohydrate. As used herein, the term “α-1,3-glycoside linkage” refers to the type of covalent bond that connects α-D-glucose molecules to each other via carbons 1 and 3 of adjacent α-D-glucose rings. Point to. This linkage is shown in the poly α-1,3-glucan structure given above. In the present specification, “α-D-glucose” is referred to as “glucose”.

用語「ポリα−1,3−グルカンエステル化合物」、「ポリα−1,3−グルカンエステル」、及び「ポリα−1,3−グルカンエステル誘導体」は本明細書において互換的に使用される。本明細書でのポリα−1,3−グルカンエステル化合物は、構造:

Figure 2017501292
により表すことができる。 The terms “poly α-1,3-glucan ester compound”, “poly α-1,3-glucan ester”, and “poly α-1,3-glucan ester derivative” are used interchangeably herein. . The poly α-1,3-glucan ester compound herein has the structure:
Figure 2017501292
Can be represented by

この構造の式に関して、nは少なくとも6でよく、各Rは、独立に、水素原子(H)でも、有機基でもよい。本明細書でのポリα−1,3−グルカンエステル化合物は、約0.05〜約3.0の置換度を有する。   In this structural formula, n may be at least 6 and each R may independently be a hydrogen atom (H) or an organic group. The poly α-1,3-glucan ester compounds herein have a degree of substitution of about 0.05 to about 3.0.

本明細書に開示されるポリα−1,3−グルカンエステル化合物は、合成の人工化合物である。   The poly α-1,3-glucan ester compounds disclosed herein are synthetic artificial compounds.

ポリα−1,3−グルカンエステル化合物は、基礎構造−C−O−CO−C−を含むことに基づいて、本明細書において「エステル」と呼ばれ、「−C−」はポリα−1,3−グルカンエステル化合物のグルコースモノマー単位の炭素2、4、又は6を表し、「−CO−C−」はアシル基に含まれる。 Poly α-1,3-glucan ester compounds are referred to herein as “esters” based on the inclusion of the basic structure —C G —O—CO—C—, where “—C G —” It represents carbon 2, 4, or 6 of the glucose monomer unit of the α-1,3-glucan ester compound, and “—CO—C—” is contained in the acyl group.

本明細書での「アシル基」基は、例えば、アセチル基(−CO−CH)、プロピオニル基(−CO−CH−CH)、ブチリル基(−CO−CH−CH−CH)、ペンタノイル基(−CO−CH−CH−CH−CH)、ヘキサノイル基(−CO−CH−CH−CH−CH−CH)、ヘプタノイル基(−CO−CH−CH−CH−CH−CH−CH)、又はオクタノイル基(−CO−CH−CH
CH−CH−CH−CH−CH)であり得る。アシル基のカルボニル基(−CO−)は、ポリα−1,3−グルカンエステル化合物のグルコースモノマー単位の炭素2、4、又は6にエステル結合している。
As used herein, an “acyl group” includes, for example, an acetyl group (—CO—CH 3 ), a propionyl group (—CO—CH 2 —CH 3 ), a butyryl group (—CO—CH 2 —CH 2 —CH). 3 ), pentanoyl group (—CO—CH 2 —CH 2 —CH 2 —CH 3 ), hexanoyl group (—CO—CH 2 —CH 2 —CH 2 —CH 2 —CH 3 ), heptanoyl group (—CO—) CH 2 —CH 2 —CH 2 —CH 2 —CH 2 —CH 3 ) or an octanoyl group (—CO—CH 2 —CH 2
May be CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3). The carbonyl group (—CO—) of the acyl group is ester-bonded to carbon 2, 4 or 6 of the glucose monomer unit of the poly α-1,3-glucan ester compound.

命名法に関して、ポリα−1,3−グルカンエステル化合物は、化合物中のアシル基に対応する有機酸に言及することにより本明細書において引用することができる。例えば、アセチル基を含むエステル化合物はポリα−1,3−グルカンアセテートと称することができ、プロピオニル基を含むエステル化合物はポリα−1,3−グルカンプロピオネートと称することができ、ブチリル基を含むエステル化合物はポリα−1,3−グルカンブチレートと称することができる。しかし、この命名法は、本明細書でのポリα−1,3−グルカンエステル化合物を酸自体と称するものではない。   With respect to nomenclature, poly α-1,3-glucan ester compounds can be cited herein by referring to the organic acid corresponding to the acyl group in the compound. For example, an ester compound containing an acetyl group can be called poly α-1,3-glucan acetate, an ester compound containing a propionyl group can be called poly α-1,3-glucan propionate, and a butyryl group. An ester compound containing can be referred to as poly α-1,3-glucan butyrate. However, this nomenclature does not refer to the poly α-1,3-glucan ester compound herein as the acid itself.

本明細書での「ポリα−1,3−グルカントリアセテート」は、アセチル基による置換度が2.75以上であるポリα−1,3−グルカンエステル化合物を指す。   As used herein, “poly α-1,3-glucan triacetate” refers to a poly α-1,3-glucan ester compound having a substitution degree with an acetyl group of 2.75 or more.

用語「ポリα−1,3−グルカンモノエステル」及び「モノエステル」は本明細書において互換的に使用される。ポリα−1,3−グルカンモノエステルは、1種類のみのアシル基を含む。そのようなモノエステルの例は、ポリα−1,3−グルカンアセテート(アセチル基を含む)及びポリα−1,3−グルカンプロピオネート(プロピオニル基を含む)である。   The terms “poly α-1,3-glucan monoester” and “monoester” are used interchangeably herein. The poly α-1,3-glucan monoester contains only one type of acyl group. Examples of such monoesters are poly α-1,3-glucan acetate (including acetyl groups) and poly α-1,3-glucan propionate (including propionyl groups).

用語「ポリα−1,3−グルカン混合エステル」及び「混合エステル」は本明細書において互換的に使用される。ポリα−1,3−グルカン混合エステルは、2種類以上のアシル基を含む。そのような混合エステルの例は、ポリα−1,3−グルカンアセテートプロピオネート(アセチル基及びプロピオニル基を含む)及びポリα−1,3−グルカンアセテートブチレート(アセチル基及びブチリル基を含む)である。   The terms “poly α-1,3-glucan mixed ester” and “mixed ester” are used interchangeably herein. The poly α-1,3-glucan mixed ester contains two or more kinds of acyl groups. Examples of such mixed esters include poly α-1,3-glucan acetate propionate (including acetyl and propionyl groups) and poly α-1,3-glucan acetate butyrate (including acetyl and butyryl groups). ).

用語「反応物」、「反応組成物」、及び「エステル化反応物」は本明細書において互換的に使用され、ポリα−1,3−グルカン、少なくとも1種の酸触媒、少なくとも1種の酸無水物、及び少なくとも1種の有機酸を含む反応物を指す。反応物は実質的に無水である。反応物は、ポリα−1,3−グルカンのグルコース単位の1つ以上のヒドロキシル基の、少なくとも酸無水物からのアシル基によるエステル化に好適な条件(例えば、時間、温度)下におかれ、それによりポリα−1,3−グルカンエステル化合物が生じる。   The terms “reactant”, “reaction composition”, and “esterification reactant” are used interchangeably herein and include poly α-1,3-glucan, at least one acid catalyst, at least one type of acid catalyst. It refers to a reactant comprising an acid anhydride and at least one organic acid. The reactant is substantially anhydrous. The reactants are placed under conditions (eg, time, temperature) suitable for esterification of one or more hydroxyl groups of the glucose units of the poly α-1,3-glucan with at least acyl groups from acid anhydrides. , Thereby producing a poly α-1,3-glucan ester compound.

用語「実質的に無水」及び「無水」は本明細書において互換的に使用される。実質的に無水な条件は、約1.5wt%又は2.0wt%未満の水がある条件である。そのような条件は、例えば、反応物又は反応成分を特徴づけ得る。   The terms “substantially anhydrous” and “anhydrous” are used interchangeably herein. Substantially anhydrous conditions are those where there is less than about 1.5 wt% or 2.0 wt% water. Such conditions can characterize, for example, reactants or reaction components.

本明細書では、「酸交換された」ポリα−1,3−グルカンは、酸により処理されて、ポリα−1,3−グルカンから水が除去されている。酸交換されたポリα−1,3−グルカンを製造するための酸交換プロセスは、グルカンが酸(例えば、有機酸)の中に置かれ、次いで酸から除去される1つ以上の処理を含み得る。   As used herein, “acid-exchanged” poly α-1,3-glucan has been treated with acid to remove water from the poly α-1,3-glucan. The acid exchange process for producing acid exchanged poly alpha-1,3-glucan includes one or more treatments in which the glucan is placed in an acid (eg, an organic acid) and then removed from the acid. obtain.

本明細書での用語「酸触媒」は、エステル化反応の進行を加速させる任意の酸を指す。酸触媒の例は硫酸(HSO)及び過塩素酸(HClO)などの無機酸である。 As used herein, the term “acid catalyst” refers to any acid that accelerates the progress of the esterification reaction. Examples of acid catalysts are inorganic acids such as sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and perchloric acid (HClO 4 ).

本明細書での用語「酸無水物」は、同じ酸素原子に結合した2つのアシル基を有する有機化合物を指す。典型的には、本明細書での酸無水物は式(R−CO)Oを有し、Rは飽和直鎖炭素鎖(7つまでの炭素原子)である。酸無水物の例は無水酢酸[(CH−CO)O]、プロピオン酸無水物[(CH−CH−CO)O]、及び酪酸無水物[
(CH−CH−CH−CO)O]である。
The term “anhydride” as used herein refers to an organic compound having two acyl groups bonded to the same oxygen atom. Typically, acid anhydrides herein have the formula (R—CO) 2 O, where R is a saturated linear carbon chain (up to 7 carbon atoms). Examples of acid anhydrides are acetic anhydride [(CH 3 —CO) 2 O], propionic anhydride [(CH 3 —CH 2 —CO) 2 O], and butyric anhydride [
Is a (CH 3 -CH 2 -CH 2 -CO ) 2 O].

用語「有機酸」及び「カルボン酸」は本明細書において互換的に使用される。有機酸は式R−COOHを有し、Rは有機基でありCOOHはカルボキシル基である。本明細書でのR基は、典型的には飽和直鎖炭素鎖(7つまでの炭素原子)である。有機酸の例は、酢酸(CH−COOH)、プロピオン酸(CH−CH−COOH)、及び酪酸(CH−CH−CH−COOH)である。 The terms “organic acid” and “carboxylic acid” are used interchangeably herein. The organic acid has the formula R—COOH, where R is an organic group and COOH is a carboxyl group. The R groups herein are typically saturated straight chain carbon chains (up to 7 carbon atoms). Examples of the organic acid is acetic acid (CH 3 -COOH), propionic acid (CH 3 -CH 2 -COOH), and butyric acid (CH 3 -CH 2 -CH 2 -COOH ).

本明細書での用語「置換度」(DoS)は、ポリα−1,3−グルカンエステル化合物の各モノマー単位(グルコース)中で置換されたヒドロキシル基の平均数を指す。ポリα−1,3−グルカンの各モノマー単位には3つのヒドロキシル基があるため、本明細書でのポリα−1,3−グルカンエステル化合物のDoSは3以下になり得る。   As used herein, the term “degree of substitution” (DoS) refers to the average number of hydroxyl groups substituted in each monomer unit (glucose) of a poly α-1,3-glucan ester compound. Since each monomer unit of poly α-1,3-glucan has three hydroxyl groups, the DoS of the poly α-1,3-glucan ester compound in this specification can be 3 or less.

本明細書での「接触させること」は、例えば、溶解、混合、振とう、又は均質化など、当技術分野で公知であるどのような手段によっても実施できる。3種以上の反応成分が互いに接触する場合、そのような接触は、全て一度にも、段階的にも(例えば、2つの成分を混合してから第三の成分を混合する)実施できる。   “Contacting” herein may be performed by any means known in the art, such as, for example, dissolution, mixing, shaking, or homogenization. When three or more reaction components are in contact with each other, such contact can be performed all at once or stepwise (eg, mixing the two components followed by the third component).

本明細書でのポリα−1,3−グルカン及びポリα−1,3−グルカンエステル化合物の「分子量」は、数平均分子量(M)としても、重量平均分子量(M)としても表すことができる。或いは、分子量は、ダルトン、グラム/モル、DPw(重量平均重合度)、又はDPn(数平均重合度)としても表すことができる。これらの分子量測定値を計算するために、高圧液体クロマトグラフィー(HPLC)、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)、又はゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)などの様々な手段が当技術分野で公知である。 The “molecular weight” of the poly α-1,3-glucan and the poly α-1,3-glucan ester compound in the present specification is expressed as a number average molecular weight (M n ) or a weight average molecular weight (M w ). be able to. Alternatively, the molecular weight can also be expressed as daltons, grams / mole, DPw (weight average polymerization degree), or DPn (number average polymerization degree). Various means are known in the art for calculating these molecular weight measurements, such as high pressure liquid chromatography (HPLC), size exclusion chromatography (SEC), or gel permeation chromatography (GPC).

用語「体積によるパーセント」、「体積パーセント」、「vol%」、及び「v/v%」は本明細書において互換的に使用される。溶液中の溶質の体積によるパーセントは、式:[(溶質の体積)/(溶液の体積)]×100%を利用して決定できる。   The terms “percent by volume”, “volume percent”, “vol%”, and “v / v%” are used interchangeably herein. The percent by volume of solute in solution can be determined using the formula: [(volume of solute) / (volume of solution)] × 100%.

用語「重量によるパーセント」、「重量パーセンテージ(wt%)」、及び「重量−重量パーセンテージ(%w/w)」は本明細書において互換的に使用される。重量によるパーセントは、組成物、混合物、又は溶液中に含まれる質量基準の物質のパーセンテージを指す。   The terms “percent by weight”, “weight percentage (wt%)”, and “weight-weight percentage (% w / w)” are used interchangeably herein. Percent by weight refers to the percentage of mass-based material contained in the composition, mixture, or solution.

用語「増加した」、「増大した」、及び「向上した」は本明細書において互換的に使用される。これらの用語は、例えば、増加した量又は活性が比較される量又は活性より、少なくとも1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%、125%、150%、175%、又は200%(又は1%と200%の間の任意の整数)多い量又は活性を指すことがある。   The terms “increased”, “increased”, and “enhanced” are used interchangeably herein. These terms include, for example, at least 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10% over the amount or activity to which the increased amount or activity is compared. %, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 100%, 125%, 150%, 175%, or 200% (or between 1% and 200% Any integer) may refer to a large amount or activity.

開示された発明の実施形態は、構造:

Figure 2017501292
により表されるポリα−1,3−グルカンエステル化合物を含む組成物に関する。 Embodiments of the disclosed invention have the structure:
Figure 2017501292
It relates to a composition comprising a poly α-1,3-glucan ester compound represented by the formula:

この構造の式に関して、nは少なくとも6でよく、各Rは、独立に、Hでもアシル基でもよい。さらに、ポリα−1,3−グルカンエステル化合物は、約0.05〜約3.0の置換度を有する。   With respect to this structural formula, n may be at least 6 and each R may independently be H or an acyl group. Furthermore, the poly α-1,3-glucan ester compound has a degree of substitution of about 0.05 to about 3.0.

ポリα−1,3−グルカンエステル化合物の式における各R基は、独立に、Hでもアシル基でもよい。本明細書のアシル基は、例えば、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、ペンタノイル基、ヘキサノイル基、ヘプタノイル基、又はオクタノイル基でよい。そのため、アシル基は、2〜8つの炭素の鎖を含み得る。この鎖は、好ましくは、分岐を全く持たない。   Each R group in the poly α-1,3-glucan ester compound formula may independently be H or an acyl group. The acyl group in the present specification may be, for example, an acetyl group, a propionyl group, a butyryl group, a pentanoyl group, a hexanoyl group, a heptanoyl group, or an octanoyl group. As such, an acyl group may comprise a chain of 2-8 carbons. This chain preferably has no branches at all.

本明細書に開示される特定の実施形態におけるポリα−1,3−グルカンエステル化合物は、1種類のアシル基を含み得る。例えば、上記式中のグルコース基にエステル結合した1つ以上のR基はプロピオニル基でよい。そのため、この特定の例におけるR基は、独立に、水素及びプロピオニル基であろう。別の例としては、上記式中のグルコース基にエステル結合した1つ以上のR基はアセチル基でよい。そのため、この特定の例におけるR基は、独立に、水素及びアセチル基であろう。本明細書のポリα−1,3−グルカンエステル化合物の特定の実施形態は、2.75以上のアセチル基によるDoSを有さない。   The poly α-1,3-glucan ester compound in certain embodiments disclosed herein may contain one type of acyl group. For example, one or more R groups ester bonded to a glucose group in the above formula may be a propionyl group. Thus, the R groups in this particular example will be independently hydrogen and propionyl groups. As another example, one or more R groups esterified to a glucose group in the above formula may be an acetyl group. Thus, the R groups in this particular example will be independently hydrogen and acetyl groups. Certain embodiments of the poly α-1,3-glucan ester compounds herein do not have DoS due to acetyl groups of 2.75 or higher.

或いは、本明細書に開示されるポリα−1,3−グルカンエステル化合物は、2つ以上の異なる種類のアシル基を含み得る。そのような化合物の例は、(i)アセチル基とプロピオニル基(ポリα−1,3−グルカンアセテートプロピオネート、R基が、独立に、H、アセチル、又はプロピオニルである場合)、又は(ii)アセチル基とブチリル基(ポリα−1,3−グルカンアセテートブチレート、R基が、独立に、H、アセチル、又はブチリルである場合)など、2つの異なるアシル基を含む。   Alternatively, the poly α-1,3-glucan ester compounds disclosed herein can contain two or more different types of acyl groups. Examples of such compounds are (i) an acetyl group and a propionyl group (when the poly α-1,3-glucan acetate propionate, R group is independently H, acetyl, or propionyl), or ( ii) It contains two different acyl groups, such as an acetyl group and a butyryl group (when poly α-1,3-glucan acetate butyrate, R group is independently H, acetyl, or butyryl).

ポリα−1,3−グルカンエステル化合物は、約0.05〜約3.0の置換度(DoS)を有する。或いは、本明細書に開示されるポリα−1,3−グルカンエステル化合物のDoSは、約0.2〜約2.0になり得る。さらに或いは、DoSは、少なくとも約0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、又は3.0になり得る。本明細書に開示されるポリα−1,3−グルカンエステル化合物が約0.05〜約3.0の置換度を有するため、化合物のR基が水素のみにはなり得ないことが当業者には理解されるであろう。   The poly α-1,3-glucan ester compound has a degree of substitution (DoS) of about 0.05 to about 3.0. Alternatively, the DoS of the poly α-1,3-glucan ester compound disclosed herein can be about 0.2 to about 2.0. Further alternatively, the DoS is at least about 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.. 2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, It can be 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, or 3.0. Those skilled in the art will appreciate that since the poly α-1,3-glucan ester compounds disclosed herein have a degree of substitution of about 0.05 to about 3.0, the R group of the compound cannot be solely hydrogen. Will be understood.

DoS値を引用する代わりに、本明細書のポリα−1,3−グルカンエステル化合物中の1つ以上のアシル基のwt%が言及されることがある。例えば、ポリα−1,3−グルカンエステル化合物中のアシル基のwt%は、少なくとも約0.1%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、又は60%になり得る。   Instead of quoting DoS values, the wt% of one or more acyl groups in the poly α-1,3-glucan ester compounds herein may be mentioned. For example, the wt% of the acyl group in the poly α-1,3-glucan ester compound is at least about 0.1%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8 %, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, 30%, 31%, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39%, 40%, 41% 42%, 43%, 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49%, 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58 %, 59%, or 60%.

ポリα−1,3−グルカンエステル化合物のグルコースモノマー単位の間の、α−1,3であるグリコシド連結のパーセンテージは、少なくとも約50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、又は100%(又は50%と100%の間の任意の整数)である。したがって、そのような実施形態において、化合物は、約50%未満、40%、30%、20%、10%、5%、4%、3%、2%、1%、又は0%(又は0%と50%の間の任意の整数値)のα−1,3でないグリコシド連結を有する。   The percentage of glycosidic linkage that is α-1,3 between the glucose monomer units of the poly α-1,3-glucan ester compound is at least about 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% 96%, 97%, 98%, 99%, or 100% (or any integer between 50% and 100%). Thus, in such embodiments, the compound is less than about 50%, 40%, 30%, 20%, 10%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, or 0% (or 0% %, And any integer value between 50% and 50%).

本明細書に開示されるポリα−1,3−グルカンエステル化合物の骨格は、好ましくは直鎖/非分岐型である。特定の実施形態において、化合物は、分岐点を全く持たないか、又は、ポリマー中のグリコシド連結のパーセントとして約10%未満、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、若しくは1%の分岐点を有する。分岐点の例には、α−1,6分岐点がある。   The skeleton of the poly α-1,3-glucan ester compound disclosed in the present specification is preferably linear / unbranched. In certain embodiments, the compound has no branch points or less than about 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, as a percent of glycosidic linkage in the polymer, It has a branching point of 3%, 2% or 1%. Examples of branch points include α-1,6 branch points.

特定の実施形態におけるポリα−1,3−グルカンエステル化合物の式は、少なくとも6のn値を有し得る。或いは、nは、少なくとも10、50、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900、3000、3100、3200、3300、3400、3500、3600、3700、3800、3900、又は4000(又は10と4000の間の任意の整数)の値を有し得る。   The formula of the poly α-1,3-glucan ester compound in certain embodiments may have an n value of at least 6. Alternatively, n is at least 10, 50, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000, 2100, 2200, 2300, 2400, 2500, 2600, 2700, 2800, 2900, 3000, 3100, 3200, 3300, 3400, 3500, 3600, 3700, 3800, 3900, or 4000 (or any between 10 and 4000) Integer) value.

本明細書に開示されるポリα−1,3−グルカンエステル化合物の分子量は、数平均分子量(M)としても、重量平均分子量(M)としても測定できる。或いは、分子量は、ダルトン又はグラム/モルとして測定できる。化合物のポリα−1,3−グルカンポリマー成分のDP(重量平均重合度)又はDP(数平均重合度)に言及することが有用なこともある。 The molecular weight of the poly α-1,3-glucan ester compound disclosed in the present specification can be measured as a number average molecular weight (M n ) or a weight average molecular weight (M w ). Alternatively, molecular weight can be measured as daltons or grams / mole. It may be useful to refer to DP w (weight average degree of polymerization) or DP n (number average degree of polymerization) of the poly α-1,3-glucan polymer component of the compound.

本明細書に開示されるポリα−1,3−グルカンエステル化合物のM又はMは、少なくとも約1000になり得る。或いは、M又はMは、少なくとも約1000〜約600000になり得る。さらに或いは、M又はMは、例えば、少なくとも約10000、25000、50000、75000、100000、125000、150000、175000、200000、225000、250000、275000、又は300000(又は10000と300000の間の任意の整数)になり得る。 The M n or M w of the poly α-1,3-glucan ester compounds disclosed herein can be at least about 1000. Alternatively, M n or M w can be at least about 1000 to about 600000. Further alternatively, M n or M w is, for example, at least about 10,000, 25000, 50000, 75000, 100000, 125000, 150,000, 175000, 200000, 225000, 250,000, 275000, or 300000 (or any between 10,000 and 300,000). Integer).

特定の実施形態におけるポリα−1,3−グルカンエステルは、最高約2.00、2.05、2.10、2.15、2.20、2.25、2.30、2.35、2.40、2.45、2.50、2.55、2.60、2.65、2.70、2.75、2.80、2.85、2.90、2.95、又は3.00のアセチル基によるDoSを有し得る。そのため、例えば、アセチル基によるDoSは、最高約2.00〜2.40、2.00〜2.50、又は2.00〜2.65になり得る。他の例としては、アセチル基によるDoSは、約0.05〜約2.60、約0.05〜約2.70、約1.2〜約2.60、又は約1.2〜約2.70になり得る。そのようなポリα−1,3−グルカンエステルは、モノエステルのことも、混合エステルのこともある。   The poly alpha-1,3-glucan ester in certain embodiments has a maximum of about 2.00, 2.05, 2.10, 2.15, 2.20, 2.25, 2.30, 2.35, 2.40, 2.45, 2.50, 2.55, 2.60, 2.65, 2.70, 2.75, 2.80, 2.85, 2.90, 2.95, or 3 It may have a DoS with an acetyl group of 0.00. Thus, for example, DoS due to an acetyl group can be up to about 2.00-2.40, 2.00-2.50, or 2.00-2.65. As another example, DoS with an acetyl group is about 0.05 to about 2.60, about 0.05 to about 2.70, about 1.2 to about 2.60, or about 1.2 to about 2. .70. Such poly α-1,3-glucan esters may be monoesters or mixed esters.

特定の実施形態におけるポリα−1,3−グルカンエステルは、最高約30%、31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%、50%、51%、52%、53%、54%、又は55%のプロピオニル基のwt%を有し得る。そのようなポリα−1,3−グルカンエステルは、モノエステルのことも、混合エステルのこともある。混合エステルに関して、ポリα−1,3−グルカンアセテートプロピオネートは、例えば、最高で約0.1%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、又は10%のアセチル基のwt%及び先に列記されたプロピオニルwt%のいずれかによるプロピオニル基のwt%を有し得る。   The poly alpha-1,3-glucan ester in certain embodiments is up to about 30%, 31%, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39%, 40% 41%, 42%, 43%, 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49%, 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, or 55% of the propionyl group may have wt%. Such poly α-1,3-glucan esters may be monoesters or mixed esters. For mixed esters, poly alpha-1,3-glucan acetate propionate is, for example, up to about 0.1%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8% %, 9%, or 10% acetyl group wt% and propionyl group wt% by any of the propionyl wt% listed above.

特定の実施形態におけるポリα−1,3−グルカンエステルは、最高で約8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、又は60%のブチリル基のwt%を有し得る。他の実施形態におけるポリα−1,3−グルカンエステルは、最高で約0.80、0.85、0.90、0.95、1.00、1.05、1.10、1.15、又は1.20のブチリル基によるDoSを有し得る。そのようなポリα−1,3−グルカンエステルは、モノエステルのことも、混合エステルのこともある。混合エステルに関して、ポリα−1,3−グルカンアセテートブチレートは、例えば、最高で約0.1%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35%、又は36%のアセチル基のwt%及び先に列記されたブチリルwt%のいずれかによるブチリル基のwt%を有し得る。   The poly alpha-1,3-glucan ester in certain embodiments is up to about 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18 %, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, 30%, 31%, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39%, 40%, 41%, 42%, 43%, 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49%, 50%, 51% , 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59%, or 60% butyryl group wt%. In other embodiments, the poly α-1,3-glucan ester has a maximum of about 0.80, 0.85, 0.90, 0.95, 1.00, 1.05, 1.10, 1.15. Or DoS with a butyryl group of 1.20. Such poly α-1,3-glucan esters may be monoesters or mixed esters. For mixed esters, poly alpha-1,3-glucan acetate butyrate is, for example, up to about 0.1%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8% 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25 %, 26%, 27%, 28%, 29%, 30%, 31%, 32%, 33%, 34%, 35%, or 36% acetyl group wt% and the butyryl wt% listed above May have a wt% of butyryl groups by any of

開示された発明は、ポリα−1,3−グルカンエステル化合物を製造する方法にも関する。この方法は、ポリα−1,3−グルカンを、実質的に無水である反応物中で、少なくとも1種の酸触媒、少なくとも1種の酸無水物、及び少なくとも1種の有機酸と接触させることを含み、酸無水物から誘導されたアシル基がポリα−1,3−グルカンにエステル化されて、それにより構造:

Figure 2017501292
(式中、
(i)nは少なくとも6であり、
(ii)各Rは、独立に、H又はアシル基であり、且つ
(iii)化合物は、約0.05〜約3.0の置換度を有する)
により表されるポリα−1,3−グルカンエステル化合物を製造する。この方法により製造されたポリα−1,3−グルカンエステルは、任意選択で単離できる。 The disclosed invention also relates to a method for producing a poly α-1,3-glucan ester compound. The method contacts poly alpha-1,3-glucan with at least one acid catalyst, at least one acid anhydride, and at least one organic acid in a reaction that is substantially anhydrous. Wherein an acyl group derived from an acid anhydride is esterified to a poly α-1,3-glucan, thereby forming the structure:
Figure 2017501292
(Where
(I) n is at least 6,
(Ii) Each R is independently H or an acyl group, and (iii) the compound has a degree of substitution of about 0.05 to about 3.0)
To produce a poly α-1,3-glucan ester compound represented by: The poly α-1,3-glucan ester produced by this method can be optionally isolated.

ポリα−1,3−グルカンは、少なくとも1種の酸触媒、少なくとも1種の酸無水物、及び少なくとも1種の有機酸と、実質的に無水である反応物中で接触する。本明細書での実質的に無水な反応物は、水を全く含まないか、又は約0.05未満、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、若しくは2.0wt%の水を含む。実質的に無水な条件は、実質的に無水である反応成分を使用することにより得ることができる。実質的に無水ではない反応成分を反応物の調製に使用できるが、最終的な反応調合物が実質的に無水であるような量でのみ使用できる。   The poly α-1,3-glucan is contacted with at least one acid catalyst, at least one acid anhydride, and at least one organic acid in a reactant that is substantially anhydrous. Substantially anhydrous reactants herein contain no water or less than about 0.05, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5,. 6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9 or 2.0 wt% water. Substantially anhydrous conditions can be obtained by using reaction components that are substantially anhydrous. Reaction components that are not substantially anhydrous can be used in the preparation of the reactants, but can only be used in amounts such that the final reaction formulation is substantially anhydrous.

開示されたエステル化反応に使用できるポリα−1,3−グルカンの酵素的に製造された調合物は、典型的には水を含む。このポリα−1,3−グルカンは酸交換されて水が除去され、それによりグルカンを実質的に無水にすることができる。特定の実施形態において、ポリα−1,3−グルカンを、接触工程(a)の前に、有機酸(例えば、酢酸、プロピオン酸、又は酪酸)により酸交換して、ポリα−1,3−グルカンから水を除くことができる。本明細書の酸交換プロセスは、ポリα−1,3−グルカンを水中で沸騰させ、任意の物理的手段(例えば、濾過、デカンテーション、及び/又は乾燥)により水のほとんどを除去し、グルカンを有機酸の中に入れて、次いで、有機酸を濾過及び/又はデカンテーションにより除くことを含み得る。有機酸による処理はグルカンを酸中で撹拌することを含み得るが、1回、2回、又はそれより多い回数実施できる。各処理に使用される有機酸の量は、例えば、処理されるポリα−1,3−グルカンの量の少なくとも約2〜20倍、又は2〜10倍になり得る。   Enzymatically prepared formulations of poly alpha-1,3-glucan that can be used in the disclosed esterification reactions typically contain water. The poly α-1,3-glucan is acid exchanged to remove water, thereby making the glucan substantially anhydrous. In certain embodiments, poly alpha-1,3-glucan is acid exchanged with an organic acid (eg, acetic acid, propionic acid, or butyric acid) prior to contacting step (a) to produce poly alpha-1,3. -Water can be removed from the glucan. The acid exchange process herein involves boiling poly α-1,3-glucan in water and removing most of the water by any physical means (eg, filtration, decantation, and / or drying) Can be included in the organic acid and then removed by filtration and / or decantation. Treatment with an organic acid can include stirring the glucan in the acid, but can be performed once, twice, or more times. The amount of organic acid used in each treatment can be, for example, at least about 2-20 times, or 2-10 times the amount of poly alpha-1,3-glucan being treated.

ポリα−1,3−グルカンは、少なくとも1種の酸触媒と、開示された反応物中で接触する。酸触媒は、特定の実施形態において、無機酸でよい。本明細書の反応物に含まれ得る無機酸触媒の例は、硫酸及び過塩素酸である。無機酸触媒の他の例には、塩化水素酸、リン酸、硝酸、ホウ酸、フッ化水素酸、臭化水素酸、スルホン酸、任意の鉱酸、及びこれらの任意の組み合わせがある。本明細書の酸触媒は、典型的には、濃縮された(例えば、純度>95%、96%、97%、98%、又は99%)及び/又は実質的に無水の形態で商業的に得ることができる。例えば、本明細書の反応物に使用するための硫酸は、少なくとも純度約95〜98%であり得る。或いは、酸触媒は、酢酸などの有機酸により溶解された状態で提供され得る。そのような溶液の例は、酢酸中の過塩素酸(0.1N)である。反応物中の酸触媒の量は、例えば、少なくとも約0.005、0.0075、0.01、0.025、0.05、0.075、0.1、0.25、0.5、0.75、1.0、1.25、1.5、1.75、又は2.0wt%になり得る。   The poly alpha-1,3-glucan is contacted with at least one acid catalyst in the disclosed reactants. The acid catalyst may be an inorganic acid in certain embodiments. Examples of inorganic acid catalysts that can be included in the reactants herein are sulfuric acid and perchloric acid. Other examples of inorganic acid catalysts include hydrochloric acid, phosphoric acid, nitric acid, boric acid, hydrofluoric acid, hydrobromic acid, sulfonic acid, any mineral acid, and any combination thereof. The acid catalysts herein are typically commercially available in concentrated (eg, purity> 95%, 96%, 97%, 98%, or 99%) and / or substantially anhydrous forms. Can be obtained. For example, sulfuric acid for use in the reactants herein can be at least about 95-98% pure. Alternatively, the acid catalyst can be provided dissolved in an organic acid such as acetic acid. An example of such a solution is perchloric acid (0.1N) in acetic acid. The amount of acid catalyst in the reactant is, for example, at least about 0.005, 0.0075, 0.01, 0.025, 0.05, 0.075, 0.1, 0.25, 0.5, It can be 0.75, 1.0, 1.25, 1.5, 1.75, or 2.0 wt%.

ポリα−1,3−グルカンは、開示された反応物中で少なくとも1種の酸無水物に接触する。本明細書の反応物に含まれ得る酸無水物の例には、無水酢酸、プロピオン酸無水物、酪酸無水物、ペンタン酸無水物、ヘキサン酸無水物、ヘプタン酸無水物、オクタン酸無水物、及び無水フタル酸がある。これらの任意の組み合わせも本明細書の反応物に使用できる(例えば、無水酢酸とプロピオン酸無水物、無水酢酸と酪酸無水物、プロピオン酸無水物と酪酸無水物)。本明細書の酸無水物は、典型的には、濃縮された形態(例えば、純度>95%、96%、97%、98%、又は99%)及び/又は実質的に無水の形態で商業的に得ることができる。例えば、本明細書での反応に使用するための無水酢酸、プロピオン酸無水物、及び/又は酪酸無水物は、少なくとも純度約97%、98%、又は99%であり得る。反応物中の酸無水物の量は、例えば、少なくとも約10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、又は70wt%(又は10wt%と70wt%の間の任意の整数値)になり得る。特定の実施形態において、反応物中の無水酢酸の量は少なくとも約20〜45wt%であり得る。他の実施形態において、プロピオン酸無水物又は酪酸無水物の量は、少なくとも約40〜50wt%であり得る。   The poly α-1,3-glucan contacts at least one acid anhydride in the disclosed reaction. Examples of acid anhydrides that can be included in the reactants herein include acetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride, pentanoic anhydride, hexanoic anhydride, heptanoic anhydride, octanoic anhydride, And phthalic anhydride. Any combination of these can also be used in the reactants herein (eg, acetic anhydride and propionic anhydride, acetic anhydride and butyric anhydride, propionic anhydride and butyric anhydride). The acid anhydrides herein are typically commercially available in concentrated form (eg,> 95%, 96%, 97%, 98%, or 99% purity) and / or in substantially anhydrous form. Can be obtained. For example, acetic anhydride, propionic anhydride, and / or butyric anhydride for use in the reactions herein can be at least about 97%, 98%, or 99% pure. The amount of acid anhydride in the reactant is, for example, at least about 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, or 70 wt% (or 10 wt% and 70 wt%). Any integer value between). In certain embodiments, the amount of acetic anhydride in the reaction can be at least about 20-45 wt%. In other embodiments, the amount of propionic anhydride or butyric anhydride can be at least about 40-50 wt%.

ポリα−1,3−グルカンは、開示された反応物中で少なくとも1種の有機酸と接触する。本明細書の反応物に含まれ得る有機酸の例には、酢酸、プロピオン酸、酪酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、及びフタル酸がある。反応物中の有機酸の量は、例えば、少なくとも約5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、又は80wt%(又は5wt%と80wt%の間の任意の整数値)であり得る。   The poly α-1,3-glucan contacts with at least one organic acid in the disclosed reactants. Examples of organic acids that can be included in the reactants herein include acetic acid, propionic acid, butyric acid, pentanoic acid, hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, and phthalic acid. The amount of organic acid in the reactant is, for example, at least about 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, or 80 wt% (or 5 wt %, And any integer value between 80 wt%).

典型的には、本明細書の反応物で使用される1種以上の酸無水物は、望まれるエステル化の種類に基づいて選択される。例としては、ポリα−1,3−グルカンとアセチル基、プロピオニル基、及び/又はブチリル基のエステル化が望まれる場合、それに応じて、それぞれ無水酢酸、プロピオン酸無水物、及び/又は酪酸無水物が反応物に含まれる。選択された酸無水物は、開示されるエステル化プロセスにおける主なアシル基源である。とはいえ、エステル化のためのアシル基は、反応物に含まれる1種以上の有機酸からも誘導できる。例えば、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、ペンタノイル基、ヘキサノイル基、ヘプタノイル基、及びオクタノイル基は、それぞれ、酢酸、プロピオン酸、酪酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、及びオクタン酸から誘導できる。特定の酸無水物を含む反応物は、典型的には、その酸無水物に対応する有機酸も含む。   Typically, the one or more acid anhydrides used in the reactants herein are selected based on the type of esterification desired. For example, if esterification of a poly α-1,3-glucan with an acetyl group, propionyl group, and / or butyryl group is desired, acetic anhydride, propionic anhydride, and / or butyric anhydride respectively. Are included in the reactants. The selected acid anhydride is the main acyl group source in the disclosed esterification process. Nevertheless, the acyl group for esterification can also be derived from one or more organic acids contained in the reactants. For example, an acetyl group, a propionyl group, a butyryl group, a pentanoyl group, a hexanoyl group, a heptanoyl group, and an octanoyl group can be derived from acetic acid, propionic acid, butyric acid, pentanoic acid, hexanoic acid, heptanoic acid, and octanoic acid, respectively. A reactant containing a particular acid anhydride typically also includes an organic acid corresponding to the acid anhydride.

開示される反応物の特定の実施形態において、酸無水物は、無水酢酸、プロピオン酸無水物、又は酪酸無水物の1つ以上であり;有機酸は、酢酸、プロピオン酸、又は酪酸の1つ以上である。例えば、(i)無水酢酸と酢酸を使用してポリα−1,3−グルカンアセテートを調製できる;(ii)プロピオン酸無水物とプロピオン酸を使用してポリα−1,3−グルカンプロピオネートを調製できる;(iii)酪酸無水物と酪酸を使用してポリα−1,3−グルカンブチレートを調製できる;(iv)プロピオン酸無水物と、プロピオン酸と、無水酢酸と、任意選択で酢酸を使用してポリα−1,3−グルカンアセテートプロピオネートを調製できる;(v)プロピオン酸無水物と、プロピオン酸と、酢酸を使用してポリα−1,3−グルカンアセテートプロピオネートを調製できる;(vi)酪酸無水物と、酪酸と、無水酢酸と、任意選択で酢酸を使用してポリα−1,3−グルカンアセテートブチレートを調製できる;(vii)酪酸無水物と、酪酸と、酢酸を使用してポリα−1,3−グルカンアセテートブチレートを調製できる。プロピオン酸又は酪酸と共に酢酸を含む反応物において、酢酸の量は、例えば、約5〜10、5〜20、又は5〜30wt%であり得る。   In certain embodiments of the disclosed reactants, the acid anhydride is one or more of acetic anhydride, propionic anhydride, or butyric anhydride; the organic acid is one of acetic acid, propionic acid, or butyric acid That's it. For example, (i) poly α-1,3-glucan acetate can be prepared using acetic anhydride and acetic acid; (ii) poly α-1,3-glucan propio using propionic anhydride and propionic acid. (Iii) can prepare poly alpha-1,3-glucan butyrate using butyric anhydride and butyric acid; (iv) propionic anhydride, propionic acid, acetic anhydride and optionally (V) Propionic acid anhydride, propionic acid, and acetic acid can be used to prepare poly α-1,3-glucan acetate propionate using acetic acid at Pionates can be prepared; (vi) Poly α-1,3-glucan acetate butyrate can be prepared using butyric anhydride, butyric acid, acetic anhydride, and optionally acetic acid; (vii) An acid anhydride, and butyric acid, a poly-alpha-1,3-glucan acetate butyrate using acetic acid can be prepared. In a reactant comprising acetic acid with propionic acid or butyric acid, the amount of acetic acid can be, for example, about 5-10, 5-20, or 5-30 wt%.

混合エステル(例えば、ポリα−1,3−グルカンアセテートプロピオネート、ポリα−1,3−グルカンアセテートブチレート)を製造するための反応物は、典型的には、より高いDoSが望ましいアシル基を有する酸無水物をより多く、より低いDoSが望ましい酸無水物及び/又は対応する有機酸をより少なく含む。例えば、アセチル基に比べてプロピオニル基のより高いDoSを有するポリα−1,3−グルカンアセテートプロピオネートを製造するには、無水酢酸及び/又は酢酸の量に比べてより多くのプロピオン酸無水物が反応物に含まれる。混合エステル中のDoSは、酸触媒をすでに含んでいる反応物に酸無水物が加えられる順序によっても調節できる。例えば、ポリα−1,3−グルカンアセテートプロピオネートを製造するための調合物を調製する際に、プロピオン酸無水物が無水酢酸より前に(すでに酸触媒を含んでいる調合物に)加えられる場合、プロピオニル基のより高いDoSを期待できる。   The reactants for making mixed esters (eg, poly α-1,3-glucan acetate propionate, poly α-1,3-glucan acetate butyrate) are typically acyls where higher DoS is desirable. More acid anhydrides with groups and lower DoS, where less acid anhydrides and / or corresponding organic acids are desirable. For example, to produce poly α-1,3-glucan acetate propionate having a higher DoS of propionyl group compared to acetyl group, more propionic anhydride compared to the amount of acetic anhydride and / or acetic acid Are included in the reactants. The DoS in the mixed ester can also be controlled by the order in which the acid anhydride is added to the reaction already containing the acid catalyst. For example, in preparing a formulation for producing poly alpha-1,3-glucan acetate propionate, propionic anhydride is added prior to acetic anhydride (to a formulation that already contains an acid catalyst). If so, a higher DoS of the propionyl group can be expected.

本明細書の反応物のために選択される酸無水物は、酸交換されたポリα−1,3−グルカンの調製に使用される有機酸に対応してよい。例えば、反応物がプロピオン酸無水物を含む場合、酸交換プロセスはプロピオン酸で実施することができる。或いは、本明細書の反応物のために選択される酸無水物は、酸交換されたポリα−1,3−グルカンの調製に使用される有機酸と異なってよい。例えば、反応物がプロピオン酸無水物を含む場合、酸交換プロセスは酢酸で実施できる。   The acid anhydride selected for the reactants herein may correspond to the organic acid used to prepare the acid exchanged poly alpha-1,3-glucan. For example, if the reactant comprises propionic anhydride, the acid exchange process can be carried out with propionic acid. Alternatively, the acid anhydride selected for the reactants herein may be different from the organic acid used in the preparation of the acid exchanged poly α-1,3-glucan. For example, if the reactant includes propionic anhydride, the acid exchange process can be performed with acetic acid.

本明細書の反応物は、ポリα−1,3−グルカン、酸触媒、酸無水物、及び有機酸の他に、成分を含み得る。例えば、塩化メチレンなどの1種以上の有機溶媒が反応物に含まれ得る。塩化メチレンなどの有機溶媒は、例えば、約30〜40wt%で反応物中(例えば、グルカントリアセテートを製造する)に含まれ得る。   The reactants herein can include components in addition to poly α-1,3-glucan, acid catalyst, acid anhydride, and organic acid. For example, one or more organic solvents such as methylene chloride can be included in the reaction. An organic solvent such as methylene chloride can be included in the reaction (eg, producing glucan triacetate), for example, at about 30-40 wt%.

本明細書の反応物の成分は、任意の順序で加えることができる。例えば、ポリα−1,3−グルカンと、酸触媒と、有機酸を最初に混合し、その後に酸無水物を混合物に加えることができる。別の例としては、酸無水物と有機酸を最初に混合し、その後にポリα−1,3−グルカンと酸触媒を混合物に加えることができる。さらに別の例として、酸触媒と有機酸を最初に混合し、その後にポリα−1,3−グルカンと酸無水物を混合物に加えることができる。特定の実施形態において、ポリα−1,3−グルカンと別の成分(例えば、酸触媒又は酸無水物)は、連続的な順序で、他の反応成分を含む混合物に加えられる。   The components of the reactants herein can be added in any order. For example, poly alpha-1,3-glucan, acid catalyst, and organic acid can be mixed first, and then acid anhydride can be added to the mixture. As another example, an acid anhydride and an organic acid can be mixed first, followed by the addition of poly α-1,3-glucan and an acid catalyst to the mixture. As yet another example, the acid catalyst and organic acid can be mixed first, after which poly alpha-1,3-glucan and acid anhydride can be added to the mixture. In certain embodiments, poly alpha-1,3-glucan and another component (eg, acid catalyst or acid anhydride) are added in a sequential order to the mixture containing the other reaction components.

本明細書の反応物を調製する様々な段階の間に冷却を適用できる。用語「冷却(cool)」及び「冷却(chill)」は本明細書において互換的に使用され、反応物又は混合物の温度をより低い温度に下げることを指す。冷却は、氷浴又は工業的な冷却システムなどの、当技術分野で公知である任意の手段によって実施できる。反応物を調製する工程(a)は、反応物を、その調製後に(すなわち、ポリα−1,3−グルカン、酸触媒、酸無水物、及び有機酸の全てを含む)、約10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、若しくは20℃など、又は約12〜18℃に冷却することを含み得る。或いは、工程(a)は、ポリα−1,3−グルカン、酸触媒、及び有機酸を含む混合物を(例えば、上記温度のいずれかに)冷却し、次いで酸無水物を、冷却した混合物に加えることを含み得る。さらに或いは、工程(a)は、酸無水物及び有機酸を含む混合物を(例えば、上記温度のいずれかに)冷却し、次いでポリα−1,3−グルカン及び酸触媒を、冷却した混合物に加えることを含み得る。さらに或いは、工程(a)は、酸触媒及び有機酸を含む混合物を(例えば、上記温度のいずれかに)冷却し、次いでポリα−1,3−グルカン及び酸無水物を、冷却した混合物に加えることを含み得る。反応物は、任意選択で、その初期の調製の後、上記のより低い温度点のいずれかで、約1〜10分間保つことができる。   Cooling can be applied during the various stages of preparing the reactants herein. The terms “cool” and “chill” are used interchangeably herein and refer to reducing the temperature of a reactant or mixture to a lower temperature. Cooling can be performed by any means known in the art, such as an ice bath or an industrial cooling system. Step (a) of preparing the reactants may be carried out after the preparation of the reactants (ie, including all of the poly alpha-1,3-glucan, acid catalyst, acid anhydride, and organic acid) at about 10, 11 , 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, or 20 ° C, or cooling to about 12-18 ° C. Alternatively, in step (a), the mixture comprising poly α-1,3-glucan, acid catalyst, and organic acid is cooled (eg, to any of the above temperatures), and then the acid anhydride is converted to the cooled mixture. Adding may be included. Further alternatively, in step (a), the mixture comprising the acid anhydride and the organic acid is cooled (eg, to any of the above temperatures), and then the poly α-1,3-glucan and the acid catalyst are converted to the cooled mixture. Adding may be included. Further alternatively, in step (a), the mixture comprising the acid catalyst and the organic acid is cooled (eg, to any of the above temperatures), and then the poly α-1,3-glucan and the acid anhydride are converted to the cooled mixture. Adding may be included. The reactants can optionally be held for about 1 to 10 minutes at any of the lower temperature points described above after their initial preparation.

次いで、反応物を、(i)直接熱を加えることなく周囲温度条件下におくことができ、且つ/又は(ii)当技術分野で公知である任意の手段(例えば、水浴、工業用ヒーター、又は電気ヒーター)を利用して直接加熱することができる。周囲温度条件は、例えば、最長で約30、60、120、240、360、又は480分間(又は30分と480分の間の任意の整数値)維持することができる。或いは、周囲温度条件は、最長で、約24、48、又は72時間維持することができる。本明細書での用語「周囲温度」は、約15〜30℃又は20〜25℃(又は15℃と30℃の間の任意の整数)の温度を指す。反応物加熱は、例えば、最高で約30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、又は80℃(又は30℃と80℃の間の任意の整数値)、約30〜60℃、又は約30〜50℃になり得る。そのような加熱は、望まれる場合、段階的に実施できる。例えば、反応物を最初に約35℃に加熱して、次いで、約39〜50℃に加熱できる。最高反応温度(例えば、約36〜43℃)を適用して、ポリα−1,3−グルカンプロピオネート、ポリα−1,3−グルカンアセテートプロピオネート、又はポリα−1,3−グルカンアセテートブチレートを製造する場合など、特定の実施形態において、ポリα−1,3−グルカンエステル分子量の過度な低下を防ぐことができる。上記温度のいずれかに加熱した後の温度を、例えば、約20〜30、20〜40、20〜60分間、又は最長約40、60、80、100、120、又は140分間保つことができる。加熱が段階的に実施される場合、最初の温度点を、例えば、約20〜40分間保つことができる。反応物が、直接熱をかけることなく周囲温度条件下に置かれる実施形態において、望まれる場合、その後に反応物を、上記の温度及び期間のいずれにも加熱できる。反応物は、上記の温度処理(周囲温度及び/又は加熱)のいずれかの後で、典型的には、固体の物質を全く含まないが、粘性を帯びることがある。   The reactants can then be (i) left under ambient temperature conditions without direct heat and / or (ii) any means known in the art (eg, water bath, industrial heater, Or it can heat directly using an electric heater. Ambient temperature conditions can be maintained, for example, up to about 30, 60, 120, 240, 360, or 480 minutes (or any integer value between 30 and 480 minutes). Alternatively, ambient temperature conditions can be maintained for a maximum of about 24, 48, or 72 hours. As used herein, the term “ambient temperature” refers to a temperature of about 15-30 ° C. or 20-25 ° C. (or any integer between 15 ° C. and 30 ° C.). Reactant heating can be, for example, up to about 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, or 80 ° C. (or any integer value between 30 ° C. and 80 ° C.), about It can be 30-60 ° C, or about 30-50 ° C. Such heating can be performed in stages if desired. For example, the reaction can be first heated to about 35 ° C and then to about 39-50 ° C. Applying the highest reaction temperature (eg, about 36-43 ° C.), poly α-1,3-glucan propionate, poly α-1,3-glucan acetate propionate, or poly α-1,3- In certain embodiments, such as when producing glucan acetate butyrate, an excessive decrease in the molecular weight of the poly α-1,3-glucan ester can be prevented. The temperature after heating to any of the above temperatures can be maintained, for example, for about 20-30, 20-40, 20-60 minutes, or up to about 40, 60, 80, 100, 120, or 140 minutes. If heating is performed in stages, the initial temperature point can be maintained, for example, for about 20-40 minutes. In embodiments where the reactants are subjected to ambient temperature conditions without direct heat, the reactants can be subsequently heated to any of the above temperatures and durations, if desired. The reactants typically do not contain any solid material after any of the above temperature treatments (ambient temperature and / or heating), but may be viscous.

反応物を、上記温度処理(周囲温度及び/又は加熱)のいずれの後でも、任意選択で冷却できる。例えば、反応物を、約18、19、20、21、22、23、24、若しくは25℃、約20〜30℃、又は約20〜40℃に冷却できる。60〜80℃に加熱された反応物は、典型的には約35〜45℃に冷却できる。冷却した時の反応物の温度は、例えば、約5〜10分間維持できる。   The reactants can optionally be cooled after any of the above temperature treatments (ambient temperature and / or heating). For example, the reactants can be cooled to about 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, or 25 ° C, about 20-30 ° C, or about 20-40 ° C. The reactants heated to 60-80 ° C can typically be cooled to about 35-45 ° C. The temperature of the reactants when cooled can be maintained, for example, for about 5 to 10 minutes.

任意選択で、本明細書の反応物を、不活性ガス(例えば、窒素)の下に維持できる。本明細書では、用語「不活性ガス」は、本明細書での反応物を調製するために開示されたものなど、1組の所与の条件の下で化学反応を受けない気体を指す。   Optionally, the reactants herein can be maintained under an inert gas (eg, nitrogen). As used herein, the term “inert gas” refers to a gas that does not undergo a chemical reaction under a set of given conditions, such as those disclosed for preparing the reactants herein.

反応物を、上記の温度処理(周囲温度及び/又は加熱)及び冷却処理のいずれの後でも、任意選択でクエンチできる。反応物のクエンチは、酸、塩基、又は特定の塩を反応物に加えることにより達成できる。反応物をクエンチするのに有用な様々な酸、塩基、及び塩には、酢酸(例えば、約50〜70wt%)、任意の他の鉱酸又は有機酸(例えば、約50〜70wt%)、酢酸マグネシウム(例えば、約20〜25wt%)、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、及びこれらの組み合わせがあるが、これらに限定されない。ポリα−1,3−グルカンアセテートを製造する特定の実施形態において、反応物は、酢酸(例えば、約50又は70wt%)又は酢酸マグネシウム(例えば、約20〜25wt%)によりクエンチされる。   The reactants can optionally be quenched after any of the above temperature treatments (ambient temperature and / or heating) and cooling treatment. Quenching of the reactant can be accomplished by adding an acid, base, or specific salt to the reaction. Various acids, bases, and salts useful for quenching the reactants include acetic acid (eg, about 50-70 wt%), any other mineral or organic acid (eg, about 50-70 wt%), Examples include, but are not limited to, magnesium acetate (eg, about 20-25 wt%), sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, sodium bicarbonate, sodium carbonate, and combinations thereof. In certain embodiments of producing poly alpha-1,3-glucan acetate, the reactants are quenched with acetic acid (eg, about 50 or 70 wt%) or magnesium acetate (eg, about 20-25 wt%).

クエンチされた反応物は、任意選択で、約40℃〜150℃に、最長48時間加熱できる。例えば、ポリα−1,3−グルカンアセテートを製造するプロセスなどにおいて、クエンチされた反応物を、約100℃に、最長で約20〜40分(例えば、25〜30分)間加熱できる。任意選択で、水を反応物(クエンチされている、又はクエンチされていない)に加えてよく、次いでそれが約40℃〜150℃(例えば、約100℃)に、最長で約20〜40分(例えば、25〜30分)間加熱されて、加水分解によりアシル基のDoSを低下させる。そのような加熱/水処理工程は、ポリα−1,3−グルカンアセテートを製造するプロセスにおいてDoSを低下させるのに有用なことがある。   The quenched reaction can optionally be heated to about 40 ° C. to 150 ° C. for up to 48 hours. For example, in a process for producing poly alpha-1,3-glucan acetate, the quenched reaction can be heated to about 100 ° C. for up to about 20-40 minutes (eg, 25-30 minutes). Optionally, water may be added to the reaction (quenched or unquenched), then it is about 40 ° C. to 150 ° C. (eg, about 100 ° C.) for up to about 20-40 minutes. (E.g., 25-30 minutes) and heated to reduce the DoS of the acyl group by hydrolysis. Such a heat / water treatment step may be useful to reduce DoS in the process of producing poly alpha-1,3-glucan acetate.

本明細書の反応により製造されるポリα−1,3−グルカンエステル化合物は、ポリα−1,3−グルカンエステル化合物にとって非溶媒である作用剤を使用して、沈殿させることができる。例えば、脱イオン水及び/又はメタノールを、ポリα−1,3−グルカンエステル化合物を沈殿させるのに充分な量で反応溶液に加えることができる。本明細書での沈殿は、エア駆動ブレンダーなど、当技術分野で公知である任意の手段により、反応溶液と非溶媒を混合することをさらに含み得る。   The poly α-1,3-glucan ester compound produced by the reaction herein can be precipitated using an agent that is a non-solvent for the poly α-1,3-glucan ester compound. For example, deionized water and / or methanol can be added to the reaction solution in an amount sufficient to precipitate the poly α-1,3-glucan ester compound. The precipitation herein may further comprise mixing the reaction solution and the non-solvent by any means known in the art, such as an air driven blender.

沈殿したポリα−1,3−グルカンエステル化合物を、水で2回以上洗浄し、それに続いて、炭酸水素塩(例えば、炭酸水素ナトリウム)溶液(例えば、約5wt%)中での洗浄により、任意選択で中和できる。次いで、中性pHが得られるまで、エステル化合物を、1回、2回、又は3回以上水により洗浄できる。或いは、沈殿したポリα−1,3−グルカンエステル化合物を水及び塩基で(例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、又は水酸化カリウムなどの希釈したアルカリ水酸化物)洗浄して中性pHを達成でき、任意選択で、それに続いて水により洗浄できる。本明細書での用語「中性pH」は、実質的に酸性でも塩基性でもないpH(例えば、約6〜8、又は約6.0、6.2、6.4、6.6、6.8、7.0、7.2、7.4、7.6、7.8、若しくは8.0のpH)を指す。   The precipitated poly α-1,3-glucan ester compound is washed twice or more with water, followed by washing in a bicarbonate (eg, sodium bicarbonate) solution (eg, about 5 wt%), Optionally neutralize. The ester compound can then be washed with water once, twice, or more than three times until a neutral pH is obtained. Alternatively, the precipitated poly α-1,3-glucan ester compound is washed with water and a base (for example, diluted alkali hydroxide such as sodium hydroxide, calcium hydroxide, or potassium hydroxide) to adjust the neutral pH. Can be achieved, optionally followed by washing with water. As used herein, the term “neutral pH” refers to a pH that is not substantially acidic or basic (eg, about 6-8, or about 6.0, 6.2, 6.4, 6.6, 6 PH of 7.0, 7.0, 7.2, 7.4, 7.6, 7.8, or 8.0).

開示される反応物中に製造されるポリα−1,3−グルカンエステルを単離できる。上記の沈殿プロセスは単離プロセスの一工程になり得る。単離は、中和及び/又は洗浄工程の前又は後に、漏斗、遠心分離機、プレスフィルター、又は当技術分野で公知である、固体から液体を除去できる任意の他の方法若しくは装置を利用して、沈殿した生成物と共に実施できる。単離されたポリα−1,3−グルカンエステル生成物は、真空乾燥、風乾(例えば、約16〜35℃)、又は凍結乾燥など、当技術分野で公知である任意の方法を利用して乾燥させることができる。   Poly alpha-1,3-glucan esters produced in the disclosed reactants can be isolated. The precipitation process described above can be a step in the isolation process. Isolation utilizes a funnel, centrifuge, press filter, or any other method or apparatus known in the art that can remove liquid from a solid before or after the neutralization and / or washing step. And can be carried out with the precipitated product. The isolated poly alpha-1,3-glucan ester product can be utilized using any method known in the art, such as vacuum drying, air drying (eg, about 16-35 ° C.), or lyophilization. Can be dried.

上記エステル化反応のいずれも、ポリα−1,3−グルカンエステル生成物をさらなる修飾の出発物質として利用して繰り返すことができる。この手法は、アシル基のDoSを増加させるのに、且つ/又は1つ以上の異なるアシル基をエステル生成物に付加するのに好適になり得る。   Any of the above esterification reactions can be repeated utilizing the poly α-1,3-glucan ester product as a starting material for further modifications. This approach may be suitable for increasing the DoS of the acyl group and / or for adding one or more different acyl groups to the ester product.

ポリα−1,3−グルカンエステル生成物の構造、分子量、及びDoSは、NMR分光法及びサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)など、当技術分野で公知である種々の生理化学的分析を利用して確認できる。   The structure, molecular weight, and DoS of the poly alpha-1,3-glucan ester product can be determined using various physiochemical analyzes known in the art, such as NMR spectroscopy and size exclusion chromatography (SEC). I can confirm.

本明細書のポリα−1,3−グルカンエステル化合物を調製するために使用されるポリα−1,3−グルカンのグルコースモノマー単位の間の、α−1,3であるグリコシド連結のパーセンテージは、少なくとも約50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、又は100%(又は50%と100%の間の任意の整数値)である。したがって、そのような実施形態において、ポリα−1,3−グルカンは、約50%未満、40%、30%、20%、10%、5%、4%、3%、2%、1%、又は0%(又は0%と50%の間の任意の整数値)のα−1,3でないグリコシド連結を有する。   The percentage of glycosidic linkages that are α-1,3 between the glucose monomer units of the polyα-1,3-glucan used to prepare the poly α-1,3-glucan ester compounds herein are: , At least about 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, or 100% (or any integer value between 50% and 100%) ). Thus, in such embodiments, the poly alpha-1,3-glucan is less than about 50%, 40%, 30%, 20%, 10%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1% Or 0% (or any integer value between 0% and 50%) of non-α-1,3 glycosidic linkages.

本明細書のポリα−1,3−グルカンエステル化合物を調製するのに使用されるポリα−1,3−グルカンは、好ましくは、直鎖/非分岐型である。特定の実施形態において、ポリα−1,3−グルカンは分岐点を全く有さないか、又はポリマー中のグリコシド連結のパーセントとして約10%未満、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、又は1%の分岐点を有する。分岐点の例にはα−1,6分岐点がある。   The poly α-1,3-glucan used to prepare the poly α-1,3-glucan ester compound herein is preferably linear / unbranched. In certain embodiments, the poly α-1,3-glucan has no branch points or less than about 10%, 9%, 8%, 7%, 6% as a percent of glycosidic linkage in the polymer, It has a branching point of 5%, 4%, 3%, 2%, or 1%. Examples of branch points include α-1,6 branch points.

本明細書のポリα−1,3−グルカンエステル化合物を調製するのに使用されるポリα−1,3−グルカンのM又はMは、少なくとも約500〜約300000になり得る。さらに或いは、M又はMは、例えば、少なくとも約10000、25000、50000、75000、100000、125000、150000、175000、200000、225000、250000、275000、又は300000(又は10000と300000の間の任意の整数)になり得る。 The M n or M w of the poly α-1,3-glucan used to prepare the poly α-1,3-glucan ester compounds herein can be at least about 500 to about 300,000. Further alternatively, M n or M w is, for example, at least about 10,000, 25000, 50000, 75000, 100000, 125000, 150,000, 175000, 200000, 225000, 250,000, 275000, or 300000 (or any between 10,000 and 300,000). Integer).

ポリα−1,3−グルカントリアセテートを使用して、0.05〜2.70のDoSを有するポリα−1,3−グルカンアセテートを製造するプロセスが本明細書に開示される。このプロセスに使用されるトリアセテートは、例えば、上記プロセスのいずれによっても製造できる。このプロセスは、ポリα−1,3−グルカントリアセテートを酢酸及び水と接触させて、調合物を形成すること、及び約3〜10kg/cmの蒸気圧力を調合物に加えてその温度を約260℃まで上げることを含む。このプロセスは、0.05〜2.70のDoSを有するポリα−1,3−グルカンアセテートを製造する。そのようなDoSの低下は、ポリα−1,3−グルカントリアセテートのアセチル基の一部の加水分解から生じる。この方法により製造されたポリα−1,3−グルカンアセテートは、任意選択で単離できる。 Disclosed herein is a process for producing poly α-1,3-glucan acetate having a DoS of 0.05-2.70 using poly α-1,3-glucan triacetate. The triacetate used in this process can be produced, for example, by any of the processes described above. This process involves contacting poly α-1,3-glucan triacetate with acetic acid and water to form a formulation, and applying a vapor pressure of about 3-10 kg / cm 2 to the formulation to bring the temperature to about Including raising to 260 ° C. This process produces poly alpha-1,3-glucan acetate with a DoS of 0.05-2.70. Such a decrease in DoS results from the hydrolysis of a portion of the acetyl group of poly α-1,3-glucan triacetate. The poly α-1,3-glucan acetate produced by this method can be optionally isolated.

ポリα−1,3−グルカントリアセテートは、任意選択で洗浄できるか、且つ/又はこのプロセスでの使用の前に中性pHを有する。ポリα−1,3−グルカントリアセテートは、最初にグルカントリアセテートを酢酸に溶解させ、次いでこの溶液に水を加えることにより、酢酸及び水と接触させることができる。特定の実施形態において、調合物中の酢酸の量は、約75、80、85、又は90wt%であってよく、調合物中の水の量は、最高で約1、2、3、4、5、6、7、8、9、又は10wt%であってよい。   The poly α-1,3-glucan triacetate can optionally be washed and / or has a neutral pH prior to use in this process. Poly alpha-1,3-glucan triacetate can be contacted with acetic acid and water by first dissolving glucan triacetate in acetic acid and then adding water to the solution. In certain embodiments, the amount of acetic acid in the formulation can be about 75, 80, 85, or 90 wt%, and the amount of water in the formulation can be up to about 1, 2, 3, 4, It may be 5, 6, 7, 8, 9, or 10 wt%.

次いで、ポリα−1,3−グルカントリアセテート、酢酸、及び水を含む調合物は、約3〜10kg/cmの蒸気圧力に曝され、その温度を約260℃まで上げる。この工程は、任意選択で、パーリアクター、オートクレーブ、又は当技術分野で公知である任意の他の圧力容器などの圧力容器中で実施できる。例えば、約4、5、又は6kg/cmの蒸気圧力を利用して、調合物の温度を約140〜160℃(例えば、150℃)に上げることができる。この上昇した温度を、約30、40、50、60、又は70分間保つことができ、その後、加える圧力を、約7、8、又は9kg/cmにさらに増加させることができる。この上昇した圧力に達した後、温度を周囲温度に冷却できる。 The formulation comprising poly α-1,3-glucan triacetate, acetic acid, and water is then exposed to a vapor pressure of about 3-10 kg / cm 2 to raise its temperature to about 260 ° C. This step can optionally be performed in a pressure vessel, such as a perreactor, autoclave, or any other pressure vessel known in the art. For example, a vapor pressure of about 4, 5, or 6 kg / cm 2 can be utilized to increase the temperature of the formulation to about 140-160 ° C. (eg, 150 ° C.). This elevated temperature can be maintained for about 30, 40, 50, 60, or 70 minutes, after which the applied pressure can be further increased to about 7, 8, or 9 kg / cm 2 . After reaching this increased pressure, the temperature can be cooled to ambient temperature.

0.05〜2.70のDoSを有するポリα−1,3−グルカンアセテートは、先に開示された沈殿工程、洗浄工程、及び単離工程のいずれを利用しても、圧力処理/熱処理された調合物から単離できる。   Poly α-1,3-glucan acetate having a DoS of 0.05-2.70 is pressure treated / heat treated using any of the previously disclosed precipitation, washing, and isolation steps. Can be isolated from

先に記載された様々な方法を利用して形成されたポリα−1,3−グルカンエステルを使用して、様々な種類のフィルムを調製できる。開示された方法に従って調製されたポリα−1,3−グルカンエステルを1種以上の溶媒に溶解させて、ポリα−1,3−グルカンエステルの溶液を与えることができる。本明細書では、用語「ポリα−1,3−グルカンエステルの溶液」は、1種以上の溶媒に溶解したポリα−1,3−グルカンエステルを指す。この目的に有用な溶媒には、塩化メチレン(ジクロロメタン)、メタノール、クロロホルム、テトラクロロエタン、ギ酸、酢酸、ニトロベンゼン、ブロモホルム、ピリジン、ジオキサン、エタノール、アセトン、アルコール類、モノクロロベンゼン、ベンゼン、及びトルエンなどの芳香族化合物、酢酸エチル及び酢酸プロピルなどのエステル、テトラヒドロフラン、メチルセロソルブ、及びエチレングリコールモノメチルエーテルなどのエーテル、又はこれらの組み合わせがあるが、これらに限定されない。一実施形態において、ポリα−1,3−グルカンアセテートをアセトンに溶解させて、ポリα−1,3−グルカンアセテートの溶液が調製される。次いで、この溶液を表面に適用して、溶媒を蒸発させると、所望の厚さのフィルムが形成される。この用途に好適な表面は、ガラス、Teflon(登録商標)、プラスチック、又は様々な種類の基材であり得るが、これらに限定されない。上述の溶液からフィルムを作る方法は当技術分野で周知であり、溶液流涎、スピンコート、溶射、及び通常の噴霧があるが、これらに限定されない。一実施形態において、ポリα−1,3−グルカンエステルの溶液は、ガラス板上に流涎される。   Various types of films can be prepared using poly alpha-1,3-glucan esters formed utilizing the various methods described above. Poly α-1,3-glucan esters prepared according to the disclosed method can be dissolved in one or more solvents to give a solution of poly α-1,3-glucan esters. As used herein, the term “solution of poly α-1,3-glucan ester” refers to a poly α-1,3-glucan ester dissolved in one or more solvents. Useful solvents for this purpose include methylene chloride (dichloromethane), methanol, chloroform, tetrachloroethane, formic acid, acetic acid, nitrobenzene, bromoform, pyridine, dioxane, ethanol, acetone, alcohols, monochlorobenzene, benzene, and toluene. There are, but are not limited to, aromatic compounds, esters such as ethyl acetate and propyl acetate, ethers such as tetrahydrofuran, methyl cellosolve, and ethylene glycol monomethyl ether, or combinations thereof. In one embodiment, poly α-1,3-glucan acetate is dissolved in acetone to prepare a solution of poly α-1,3-glucan acetate. This solution is then applied to the surface and the solvent is evaporated to form a film of the desired thickness. A suitable surface for this application may be, but is not limited to, glass, Teflon®, plastic, or various types of substrates. Methods for making films from the solutions described above are well known in the art and include, but are not limited to, solution pouring, spin coating, thermal spraying, and conventional spraying. In one embodiment, a solution of poly alpha-1,3-glucan ester is fluted on a glass plate.

ポリα−1,3−グルカンエステルフィルムの引裂抵抗、引張強度、及び温度安定性は、当技術分野で周知である方法により測定できる。本明細書では、用語「引裂抵抗」は、引裂きの作用にどの程度フィルムが耐えられるかの尺度と定義される。本明細書での用語「引張強度」は、材料が引裂きなしに耐えられる最大の張力を指す。本明細書に開示されるポリα−1,3−グルカンエステルフィルムの好適な引裂抵抗は、少なくとも0.1gf/milであり得る。開示された発明に好適なフィルムの引張強度は、少なくとも4kgf/mmであり得る。一実施形態において、ポリα−1,3−グルカンジアセテートフィルムの引裂抵抗は2〜2.4gf/milであり、引張強度は3.97〜4.8kgf/mmである。別の実施形態において、引裂抵抗は1.4〜3.1gf/milであり、引張強度は4.98〜6.44kgf/mmである。 The tear resistance, tensile strength, and temperature stability of the poly α-1,3-glucan ester film can be measured by methods well known in the art. As used herein, the term “tear resistance” is defined as a measure of how much a film can withstand the effect of tearing. As used herein, the term “tensile strength” refers to the maximum tension a material can withstand without tearing. A suitable tear resistance of the poly α-1,3-glucan ester film disclosed herein may be at least 0.1 gf / mil. The tensile strength of a film suitable for the disclosed invention can be at least 4 kgf / mm 2 . In one embodiment, the poly α-1,3-glucan diacetate film has a tear resistance of 2 to 2.4 gf / mil and a tensile strength of 3.97 to 4.8 kgf / mm 2 . In another embodiment, the tear resistance is from 1.4 to 3.1 gf / mil and the tensile strength is from 4.98 to 6.44 kgf / mm 2 .

ポリα−1,3−グルカンエステルフィルムの曇り度及び透過率は、当技術分野で周知である方法により決定できる。本明細書では、用語「曇り度」は、入射光の方向から2.5度を超えて逸れた光のパーセンテージを指す。低い曇り度値は、より良い透明度に相当する。本明細書での用語「透過率」は、フィルムを通過する明示された波長の入射光の率を指す。この用途においてポリα−1,3−グルカンアセテートフィルムに好適なフィルムは、最高で20%の曇り度及び少なくとも80%の透過率を有し得る。一実施形態において、曇り度は6.2%であり、透過率は94.6%である。   The haze and transmittance of the poly α-1,3-glucan ester film can be determined by methods well known in the art. As used herein, the term “cloudiness” refers to the percentage of light that deviates more than 2.5 degrees from the direction of incident light. A lower haze value corresponds to better transparency. As used herein, the term “transmittance” refers to the rate of incident light of a specified wavelength that passes through a film. Films suitable for poly α-1,3-glucan acetate films in this application can have a haze of up to 20% and a transmittance of at least 80%. In one embodiment, the haze is 6.2% and the transmittance is 94.6%.

フィルムが製造される速度は、弱溶媒、例えば、メタノール及びシクロヘキサン、エタノール及びn−ブタノール、又は多量のメタノール若しくはエタノールを、塩化メチレンに加えてポリα−1,3−グルカンエステル溶液に加えて、凝固速度を加速することにより、増加させることができる。フィルムの表面温度及び収縮パーセンテージを制御することにより、面配向度及び結晶化度を制御できる。   The rate at which the film is produced is determined by adding a weak solvent, such as methanol and cyclohexane, ethanol and n-butanol, or a large amount of methanol or ethanol to methylene chloride and adding to the poly α-1,3-glucan ester solution. It can be increased by accelerating the solidification rate. By controlling the surface temperature and shrinkage percentage of the film, the degree of plane orientation and crystallinity can be controlled.

開示された発明は、以下の実施例においてさらに定義される。これらの実施例が、本発明の特定の好ましい態様を示すものの、説明のためにのみ与えられることを理解されたい。上記の議論及びこれらの実施例から、当業者は本発明の本質的な特徴を確かめることができ、その趣旨及び範囲から逸脱せずに、本発明の種々の変更形態及び改良形態を行って、それを種々の用途及び条件に適合させることができる。   The disclosed invention is further defined in the following examples. It should be understood that these examples illustrate certain preferred embodiments of the present invention, but are provided for illustration only. From the above discussion and these examples, one of ordinary skill in the art can ascertain the essential features of the present invention, and various modifications and improvements of the present invention can be made without departing from the spirit and scope thereof. It can be adapted to various applications and conditions.

略語
「mL」はミリリットルであり;「g」はグラムであり;「DI水」は脱イオン水であり;「μL」はマイクロリットルであり;「℃」はセルシウス度であり;「mg」はミリグラムであり;「TFA」はトリフルオロ酢酸であり;「Hz」はヘルツであり;「MHz」はメガヘルツであり;「ppm」は百万分率であり;「HFIP」はヘキサフルオロ−2−プロパノールであり;「TFA−d」は重水素化トリフルオロ酢酸であり、「kgf」はキログラム重である。
Abbreviations “mL” is milliliters; “g” is grams; “DI water” is deionized water; “μL” is microliters; “° C.” is degrees Celsius; “mg” is “TFA” is trifluoroacetic acid; “Hz” is hertz; “MHz” is megahertz; “ppm” is parts per million; “HFIP” is hexafluoro-2- “TFA-d” is deuterated trifluoroacetic acid and “kgf” is kilogram weight.

材料
硫酸、酢酸、及び炭酸水素ナトリウムは、EMD Chemicals(Billerica,MA)から得た。無水酢酸は、Acros Organics(Pittsburgh,PA)から得た。酪酸、酪酸無水物、プロピオン酸無水物、及び酢酸中の0.1N過塩素酸は、Sigma Aldrich(St.Louis,MO)から得た。プロピオン酸は、JT Baker(Center Valley,PA)から得た。酢酸マグネシウムは、Alfa Aesar(Ward Hill,MA)から得た。特記されない限り、本明細書で使用した酸及び無水物は全て、水を含まなかったか、又は実質的に水を含まなかった。
Materials Sulfuric acid, acetic acid, and sodium bicarbonate were obtained from EMD Chemicals (Billerica, MA). Acetic anhydride was obtained from Acros Organics (Pittsburgh, PA). 0.1N perchloric acid in butyric acid, butyric anhydride, propionic anhydride, and acetic acid was obtained from Sigma Aldrich (St. Louis, MO). Propionic acid was obtained from JT Baker (Center Valley, PA). Magnesium acetate was obtained from Alfa Aesar (Ward Hill, Mass.). Unless otherwise noted, all acids and anhydrides used herein were free of water or substantially free of water.

ポリα−1,3−グルカンの調製
ポリα−1,3−グルカンは、参照により全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第2013/0244288号明細書に記載の通り、gtfJ酵素調合物を使用して調製した。
Preparation of poly alpha-1,3-glucan Poly alpha-1,3-glucan is a gtfJ enzyme formulation as described in US 2013/0244288, which is incorporated herein by reference in its entirety. Was used to prepare.

ポリα−1,3−グルカンアセテート誘導体の置換度を決定するためのH核磁気共鳴(NMR)法
ポリα−1,3−グルカンアセテートエステル誘導体の置換度(DoS)を、H NMRを利用して決定した。およそ20mgの誘導体試料を、化学天秤上でバイアルに量り入れた。バイアルを天秤から取り出し、0.7mLのTFA−dをバイアルに加えた。磁気撹拌子をバイアルに加え、固体試料が溶解するまで混合物を撹拌した。次いで、重水素化ベンゼン(C)0.3mLをバイアルに加え、TFA−dが与えるであろうよりも良好なNMRロックシグナルを与えた。ガラスピペットを使用して、溶液の一部0.8mLを5mmのNMRチューブに移した。定量的なH NMRスペクトルを、5mm Autoswitchable Quadプローブを備えたAgilent VNMRS 400 MHz NMR分光計を利用して取得した。スペクトル周波数399.945MHzで、スペクトルウィンドウ6410.3Hz、取得時間1.278秒、並びにパルス間の遅延10秒及び124パルスを利用して、スペクトルを得た。時間ドメインデータを、0.78Hzの指数関数的乗算(exponential multiplication)を利用して変換した。
1 H Nuclear Magnetic Resonance (NMR) Method for Determining the Degree of Substitution of Poly α-1,3-glucan Acetate Derivative The degree of substitution (DoS) of the poly α-1,3-glucan acetate ester derivative is determined using 1 H NMR. Determined using. Approximately 20 mg of the derivative sample was weighed into a vial on an analytical balance. The vial was removed from the balance and 0.7 mL of TFA-d was added to the vial. A magnetic stir bar was added to the vial and the mixture was stirred until the solid sample was dissolved. Then 0.3 mL of deuterated benzene (C 6 D 6 ) was added to the vial to give a better NMR lock signal than TFA-d would give. Using a glass pipette, a 0.8 mL portion of the solution was transferred to a 5 mm NMR tube. Quantitative 1 H NMR spectra were acquired using an Agilent VNMRS 400 MHz NMR spectrometer equipped with a 5 mm Autoswitchable Quad probe. Spectra were acquired using a spectral window of 399.945 MHz, a spectral window of 6410.3 Hz, an acquisition time of 1.278 seconds, and a 10 second delay between pulses and 124 pulses. Time domain data was transformed using 0.78 Hz exponential multiplication.

得られたスペクトルの2つの領域:7つのポリα−1,3−グルカンプロトンの積分を与える3.1ppm〜6.0ppm及び3つのアセチルプロトンの積分を与える1.4ppm〜2.7ppmを積分した。アセチル化の程度を、アセチルプロトン積分面積の三分の一を、ポリα−1,3−グルカンプロトン積分面積の七分の一で割って計算した。   Two regions of the resulting spectrum were integrated: 3.1 ppm to 6.0 ppm giving an integration of seven poly α-1,3-glucan protons and 1.4 ppm to 2.7 ppm giving an integration of three acetyl protons. . The degree of acetylation was calculated by dividing one third of the acetyl proton integration area by one seventh of the poly α-1,3-glucan proton integration area.

ポリα−1,3−グルカンプロピオネート誘導体の置換度を決定するためのH NMR法
ポリα−1,3−グルカンプロピオネートエステル誘導体のDoSを、H NMRを利用して決定した。およそ20mgの誘導体試料を、化学天秤上のバイアルに量り入れた。バイアルを天秤から取り出し、0.7mLのTFA−dをバイアルに加えた。磁気撹拌子をバイアルに加えて、固体試料が溶解するまで混合物を撹拌した。次いで、重水素化ベンゼン(C)0.3mLをバイアルに加えて、TFA−dが与えるであろうよりも良好なNMRロックシグナルを与えた。ガラスピペットを使用して、溶液の一部0.8mLを5mmのNMRチューブに移した。定量的なH NMRスペクトルを、5mm Autoswitchable Quadプローブを備えたAgilent VNMRS 400 MHz NMR分光計を利用して取得した。スペクトル周波数399.945MHzで、スペクトルウィンドウ6410.3Hz、取得時間1.278秒、並びにパルス間の遅延10秒及び32パルスを利用して、スペクトルを得た。時間ドメインデータを、1.0Hzの指数関数的ラインブロードニング(line broadening)を利用して変換し、ベンゼン溶媒ピークを7.15ppmに設定した。
1 H NMR Method for Determining the Degree of Substitution of Poly α-1,3-glucan Propionate Derivatives DoS of poly α-1,3-glucan propionate ester derivatives was determined using 1 H NMR. . Approximately 20 mg of the derivative sample was weighed into a vial on an analytical balance. The vial was removed from the balance and 0.7 mL of TFA-d was added to the vial. A magnetic stir bar was added to the vial and the mixture was stirred until the solid sample dissolved. Then 0.3 mL of deuterated benzene (C 6 D 6 ) was added to the vial to give a better NMR lock signal than TFA-d would give. Using a glass pipette, a 0.8 mL portion of the solution was transferred to a 5 mm NMR tube. Quantitative 1 H NMR spectra were acquired using an Agilent VNMRS 400 MHz NMR spectrometer equipped with a 5 mm Autoswitchable Quad probe. Spectra were acquired using a spectral window of 399.945 MHz, a spectral window of 6410.3 Hz, an acquisition time of 1.278 seconds, and a 10 second delay between pulses and 32 pulses. Time domain data was transformed using 1.0 Hz exponential line broadening and the benzene solvent peak was set to 7.15 ppm.

ポリα−1,3−グルカンプロピオネート試料では、得られたスペクトルの3つの領域:7つのポリα−1,3−グルカンプロトンの積分を与える3.3ppm〜6.0ppm;プロピオニル基のメチレン基プラスアセチル基のメチル基の積分を与える1.9ppm〜2.7ppm;及びプロピオニル基のメチル基の積分を与える0.8ppm〜1.3ppmを積分した。   For poly α-1,3-glucan propionate samples, three regions of the resulting spectrum: 3.3 ppm to 6.0 ppm giving integration of seven poly α-1,3-glucan protons; methylene of propionyl group 1.9 ppm to 2.7 ppm giving the integration of the methyl group of the group plus acetyl group; and 0.8 ppm to 1.3 ppm giving the integration of the methyl group of the propionyl group.

プロピオニル基によるDoSを、プロピオニル基のメチル基の積分値を3で割って計算した。次いで、プロピオニル基のメチレン基の積分値を、プロピオニル基のメチル基の積分値に0.666をかけて計算した。次いで、この値を、プロピオニル基のメチレン基プラスアセチル基のメチル基の領域の積分から引くことにより、アセチル基のメチル基の積分値を与えた。   The DoS due to the propionyl group was calculated by dividing the integral value of the methyl group of the propionyl group by 3. Next, the integral value of the methylene group of the propionyl group was calculated by multiplying the integral value of the methyl group of the propionyl group by 0.666. This value was then subtracted from the integral of the methylene group of the propionyl group plus the methyl group of the acetyl group to give the integrated value of the methyl group of the acetyl group.

ポリα−1,3−グルカン混合エステル誘導体の置換度を決定するためのH NMR法
ポリα−1,3−グルカン混合エステル誘導体のDoSを、H NMRを利用して決定した。およそ20mgの誘導体試料を化学天秤上のバイアルに量り入れた。バイアルを天秤から取り出し、0.7mLのTFA−dをバイアルに加えた。磁気撹拌子をバイアルに加えて、固体試料が溶解するまで混合物を撹拌した。次いで、重水素化ベンゼン(C)0.3mLをバイアルに加えて、TFA−dが与えるであろうよりも良好なNMRロックシグナルを与えた。ガラスピペットを使用して、溶液の一部0.8mLを5mmのNMRチューブに移した。定量的なH NMRスペクトルを、5mm Autoswitchable Quadプローブを備えたAgilent VNMRS 400 MHz NMR分光計を利用して取得した。スペクトル周波数399.945MHzで、スペクトルウィンドウ6410.3Hz、取得時間1.278秒、並びにパルス間の遅延10秒及び32パルスを利用して、スペクトルを得た。時間ドメインデータを、1.0Hzの指数関数的ラインブロードニングを利用して変換し、ベンゼン溶媒ピークを7.15ppmに設定した。
1 H NMR method for determining the degree of substitution of poly α-1,3-glucan mixed ester derivatives The DoS of poly α-1,3-glucan mixed ester derivatives was determined using 1 H NMR. Approximately 20 mg of the derivative sample was weighed into a vial on an analytical balance. The vial was removed from the balance and 0.7 mL of TFA-d was added to the vial. A magnetic stir bar was added to the vial and the mixture was stirred until the solid sample dissolved. Then 0.3 mL of deuterated benzene (C 6 D 6 ) was added to the vial to give a better NMR lock signal than TFA-d would give. Using a glass pipette, a 0.8 mL portion of the solution was transferred to a 5 mm NMR tube. Quantitative 1 H NMR spectra were acquired using an Agilent VNMRS 400 MHz NMR spectrometer equipped with a 5 mm Autoswitchable Quad probe. Spectra were acquired using a spectral window of 399.945 MHz, a spectral window of 6410.3 Hz, an acquisition time of 1.278 seconds, and a delay between pulses of 10 seconds and 32 pulses. Time domain data was converted using exponential line broadening at 1.0 Hz and the benzene solvent peak was set at 7.15 ppm.

ポリα−1,3−グルカンアセテートプロピオネート試料では、得られたスペクトルの3つの領域:7つのポリα−1,3−グルカンプロトンの積分を与える3.3ppm〜6.0ppm;プロピオニル基のメチレン基プラスアセチル基のメチル基の積分を与える1.9ppm〜2.7ppm;及びプロピオニル基のメチル基の積分を与える0.8ppm〜1.3ppmを積分した。   In the poly α-1,3-glucan acetate propionate sample, three regions of the resulting spectrum: 3.3 ppm to 6.0 ppm giving integration of seven poly α-1,3-glucan protons; of the propionyl group 1.9 ppm to 2.7 ppm giving the integration of the methyl group of the methylene group plus acetyl group; and 0.8 ppm to 1.3 ppm giving the integration of the methyl group of the propionyl group.

グルカン上のプロピオニル基によるDoSを、プロピオニル基のメチル基の積分値を3で割ることにより計算した。次いで、プロピオニル基のメチレン基の積分値を、プロピオニル基のメチル基の積分値に0.666をかけて計算した。次いで、この値を、プロピオニル基のメチレン基プラスアセチル基のメチル基の領域の積分から引いて、アセチル基のメチル基の積分値を与えた。最後に、アセチル基積分値を3で割って、アセチル化の程度を得た。   The DoS due to the propionyl group on the glucan was calculated by dividing the integral of the methyl group of the propionyl group by 3. Next, the integral value of the methylene group of the propionyl group was calculated by multiplying the integral value of the methyl group of the propionyl group by 0.666. This value was then subtracted from the integral of the methylene group of the propionyl group plus the methyl group region of the acetyl group to give the integrated value of the methyl group of the acetyl group. Finally, the acetyl group integral value was divided by 3 to obtain the degree of acetylation.

ポリα−1,3−グルカンアセテートブチレート試料では、得られたスペクトルの3つの領域:7つのポリα−1,3−グルカンプロトンの積分を与える3.3ppm〜6.0ppm;ブチリル基のカルボニル基のαにあるメチレン基プラスアセチル基のメチル基の積分を与える1.9ppm〜2.6ppm;及びブチリル基のメチル基の積分を与える0.6ppm〜1.0ppmを積分した。   For poly α-1,3-glucan acetate butyrate samples, three regions of the resulting spectrum: 3.3 ppm to 6.0 ppm giving integration of seven poly α-1,3-glucan protons; carbonyl of the butyryl group 1.9 ppm to 2.6 ppm giving the integration of the methyl group of the methylene group plus acetyl group in the α of the group; and 0.6 ppm to 1.0 ppm giving the integration of the methyl group of the butyryl group.

グルカン上のブチリル基によるDoSを、ブチリル基のメチル基の積分値を3で割ることにより計算した。次いで、ブチリル基のメチレン基の積分値を、ブチリル基のメチル基の積分値に0.666をかけて計算した。次いで、この値を、ブチリル基のメチレン基プラスアセチル基のメチル基の領域の積分から引いて、アセチル基のメチル基の積分値を与えた。最後に、アセチル基積分値を3で割って、アセチル化の程度を得た。   The DoS due to the butyryl group on the glucan was calculated by dividing the integral of the methyl group of the butyryl group by 3. Next, the integral value of the methylene group of the butyryl group was calculated by multiplying the integral value of the methyl group of the butyryl group by 0.666. This value was then subtracted from the integration of the butyryl methylene group plus the methyl group of the acetyl group to give the integrated value of the methyl group of the acetyl group. Finally, the acetyl group integral value was divided by 3 to obtain the degree of acetylation.

重合度の決定
重合度(DP)をサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)により決定した。ポリα−1,3−グルカンエステルを、45℃で4時間振とうしながらHFIPに溶解させた(2mg/mL)。利用したクロマトグラフシステムは、3つのオンライン検出器:Watersの示差屈折計2410、Wyatt Technologies(Santa Barbara,CA)のマルチアングル光散乱光度計Heleos(商標)8+、及びWyatt Technologiesの示差毛細管粘度計(differential capillary viscometer)ViscoStar(商標)と接続している、Waters Corporation(Milford,MA)のAlliance(商標)2695分離モジュールであった。SECに使用したカラムは、2つのShodex(Showa Denko America,New York)GPC HFIP−806M(商標)スチレン−ジビニルベンゼンカラム及び1つのShodex GPC HFIP−804M(商標)スチレン−ジビニルベンゼンカラムであった。移動相は、0.01Mトリフルオロ酢酸ナトリウムを含む再蒸留されたHFIPであった。利用したクロマトグラム条件は、カラム及び検出器区画で50℃、試料及び注入器区画で40℃、0.5mL/分の流量、及び100μLの注入体積であった。データ整理に使用したソフトウェアパッケージは、WyattのAstraバージョン6であった(カラム較正のついた三重検出法(triple detection method))。
Determination of degree of polymerization The degree of polymerization (DP) was determined by size exclusion chromatography (SEC). The poly α-1,3-glucan ester was dissolved in HFIP (2 mg / mL) while shaking at 45 ° C. for 4 hours. The chromatographic system utilized was three online detectors: a Waters differential refractometer 2410, a Wyatt Technologies (Santa Barbara, Calif.) Multi-angle light scattering photometer Heleos ™ 8+, and a Wyatt Technologies differential capillary viscometer ( differential Capillary Viscometer) Alliance ™ 2695 separation module of Waters Corporation (Milford, Mass.) connected to ViscoStar ™. The columns used for SEC were two Shodex (Showa Denka America, New York) GPC HFIP-806M ™ styrene-divinylbenzene columns and one Shodex GPC HFIP-804M ™ styrene-divinylbenzene column. The mobile phase was redistilled HFIP containing 0.01 M sodium trifluoroacetate. The chromatogram conditions utilized were 50 ° C. in the column and detector compartments, 40 ° C. in the sample and injector compartments, a flow rate of 0.5 mL / min, and an injection volume of 100 μL. The software package used for data reduction was Wyatt's Astra version 6 (triple detection method with column calibration).

実施例1
酸交換されたポリα−1,3−グルカンの調製
この実施例は、ポリα−1,3−グルカンのエステル誘導体の製造に使用できる、酸交換されたポリα−1,3−グルカンの製造を説明する。
Example 1
Preparation of acid-exchanged poly α-1,3-glucan This example shows the preparation of acid-exchanged poly α-1,3-glucan that can be used for the preparation of ester derivatives of polyα-1,3-glucan. Will be explained.

10gのポリα−1,3−グルカンを、150mLのDI水と共に250mLガラスビーカー中に入れることにより、酸交換されたポリα−1,3−グルカンを調製した。この混合物をホットプレート上で1時間沸騰させ、その後ポリα−1,3−グルカンを真空濾過により回収した。次いで、ポリα−1,3−グルカンを、100mLの氷酢酸と共に室温で撹拌し、それに続いて真空濾過を行う2つの酸交換工程に付して、酸交換されたポリα−1,3−グルカンを製造した。   Acid-exchanged poly α-1,3-glucan was prepared by placing 10 g of poly α-1,3-glucan in a 250 mL glass beaker with 150 mL of DI water. This mixture was boiled on a hot plate for 1 hour, after which the poly α-1,3-glucan was recovered by vacuum filtration. The poly α-1,3-glucan is then subjected to two acid exchange steps which are stirred with 100 mL of glacial acetic acid at room temperature followed by vacuum filtration to give acid exchanged poly α-1,3-glucan. Glucan was produced.

他の形態の酸交換されたポリα−1,3−グルカンも、上記プロセスに従い、酢酸の代りにプロピオン酸又は酪酸を使用して調製した。   Other forms of acid exchanged poly alpha-1,3-glucan were also prepared according to the above process using propionic acid or butyric acid instead of acetic acid.

これらの技法により調製した酸交換されたポリα−1,3−グルカンを、以下の実施例のいくつかに使用して、種々のポリα−1,3−グルカンエステル誘導体を調製した。酸交換プロセスはポリα−1,3−グルカンから水を除くため、酸交換されたポリα−1,3−グルカンを、酸無水物を含むエステル化反応物に導入しても、酸無水物と反応し得る水は導入されない。   Various poly α-1,3-glucan ester derivatives were prepared using acid-exchanged poly α-1,3-glucan prepared by these techniques in some of the following examples. Since the acid exchange process removes water from the poly α-1,3-glucan, even if the acid-exchanged poly α-1,3-glucan is introduced into the esterification reaction product containing the acid anhydride, the acid anhydride Water that can react with is not introduced.

実施例2
ポリα−1,3−グルカンアセテートの調製
この実施例は、グルカンエステル誘導体、ポリα−1,3−グルカンアセテートの製造を説明する。
Example 2
Preparation of Poly α-1,3-glucan Acetate This example illustrates the preparation of a glucan ester derivative, poly α-1,3-glucan acetate.

酢酸を使用して実施例1で調製した酸交換されたポリα−1,3−グルカン(10g)を、磁気撹拌子、熱電対、及び冷却器を備えた500mL丸底フラスコ中で、180mLの酢酸及び1.84gの硫酸を含む混合物に加えた。この混合物を周囲温度で1分間撹拌し、その後無水酢酸(50mL)を混合物に加えた。反応を30分間周囲温度で進行させ、次いで35℃の水浴中で20分間加熱し、それに続いて30分間50℃に加熱した。得られた反応調合物は、固体を全く含んでいなかった。次いで、反応物を水浴から外し、15分間冷却して42℃にした。次いで、反応物を25mLの70%酢酸でクエンチし、40分間撹拌した。エア駆動ブレンダー及びDI水を使用して、ポリα−1,3−グルカンアセテートを沈殿させた。固体を水で2回30分間洗浄し、それに続いて5%炭酸水素ナトリウムで1回洗浄した。次いで、ポリα−1,3−グルカンアセテートの固体を、最後に、中性pHを達成するまで、水で洗浄した(2回の水洗浄)。固体を真空濾過により回収し、真空下で乾燥させ、NMR及びSECにより特性化した。この方法は、DoSが2.3でありMが29170であるポリα−1,3−グルカンアセテートを生じた。 Acid exchanged poly alpha-1,3-glucan (10 g) prepared in Example 1 using acetic acid was added to 180 mL of a 500 mL round bottom flask equipped with a magnetic stir bar, thermocouple, and condenser. To a mixture containing acetic acid and 1.84 g sulfuric acid. This mixture was stirred at ambient temperature for 1 minute, after which acetic anhydride (50 mL) was added to the mixture. The reaction was allowed to proceed for 30 minutes at ambient temperature, then heated in a 35 ° C. water bath for 20 minutes, followed by heating to 50 ° C. for 30 minutes. The resulting reaction formulation did not contain any solids. The reaction was then removed from the water bath and cooled to 42 ° C. for 15 minutes. The reaction was then quenched with 25 mL of 70% acetic acid and stirred for 40 minutes. Poly α-1,3-glucan acetate was precipitated using an air driven blender and DI water. The solid was washed twice with water for 30 minutes followed by one wash with 5% sodium bicarbonate. The poly α-1,3-glucan acetate solid was then finally washed with water (2 water washes) until neutral pH was achieved. The solid was collected by vacuum filtration, dried under vacuum and characterized by NMR and SEC. This method yielded poly alpha-1,3-glucan acetate with a DoS of 2.3 and Mn of 29170.

このように、エステル誘導体、ポリα−1,3−グルカンアセテートを調製し、単離した。   In this way, an ester derivative, poly α-1,3-glucan acetate, was prepared and isolated.

実施例3
ポリα−1,3−グルカンアセテートの追加の調製
この実施例は、種々の反応条件を利用した、グルカンエステル誘導体、ポリα−1,3−グルカンアセテートの製造を説明する。
Example 3
Additional Preparation of Poly α-1,3-glucan Acetate This example illustrates the production of a glucan ester derivative, poly α-1,3-glucan acetate, utilizing a variety of reaction conditions.

酸交換されたポリα−1,3−グルカンを、酢酸を使用して実施例1の通り調製した。180mLの酢酸と0.08gの濃硫酸の混合物を、磁気撹拌子及び熱電対を備えた500mL丸底フラスコ中で調製した。この混合物を18℃に冷却した。酸交換されたポリα−1,3−グルカン(10g)を、冷却された混合物にゆっくりと加え、1分間撹拌した。次いで、無水酢酸(50mL)を混合物に加えた。反応を、加熱せずに10分間進行させ、次いで、35℃の水浴で20分間加熱した。得られた反応物は、固体を全く含まず、氷浴を使用して7分かけて22℃に冷却した。次いで、反応物を25mLの70%酢酸でクエンチし、40分間撹拌した。実施例2に記載の通り、ポリα−1,3−グルカンアセテートを沈殿させ、洗浄し、分析した。このプロセスは、DoSが2.41でありMが73960であるポリα−1,3−グルカンアセテートを生じた。 Acid exchanged poly alpha-1,3-glucan was prepared as in Example 1 using acetic acid. A mixture of 180 mL acetic acid and 0.08 g concentrated sulfuric acid was prepared in a 500 mL round bottom flask equipped with a magnetic stir bar and thermocouple. The mixture was cooled to 18 ° C. Acid exchanged poly α-1,3-glucan (10 g) was slowly added to the cooled mixture and stirred for 1 minute. Acetic anhydride (50 mL) was then added to the mixture. The reaction was allowed to proceed for 10 minutes without heating and then heated in a 35 ° C. water bath for 20 minutes. The resulting reaction was completely free of solids and was cooled to 22 ° C. over 7 minutes using an ice bath. The reaction was then quenched with 25 mL of 70% acetic acid and stirred for 40 minutes. Poly α-1,3-glucan acetate was precipitated, washed and analyzed as described in Example 2. This process yielded poly alpha-1,3-glucan acetate with a DoS of 2.41 and an Mn of 73960.

異なる濃度の試薬を使用して、異なるエステル生成物が形成できた。以下の表1は、上記のプロセスに類似であるが、表に示される特定の変更を有するプロセスを利用して合成した異なるポリα−1,3−グルカンアセテートエステルを示す。表1の結果は、反応条件及び反応物中に使用したポリα−1,3−グルカン出発物質の分子量を変えることにより、エステル生成物中のアセチル基によるDoS並びに生成物の分子量を変えられることを示す。   Different ester products could be formed using different concentrations of reagents. Table 1 below shows different poly α-1,3-glucan acetate esters synthesized using a process similar to the above process but with the specific changes shown in the table. The results in Table 1 show that by changing the reaction conditions and the molecular weight of the poly α-1,3-glucan starting material used in the reaction, the DoS due to the acetyl groups in the ester product and the molecular weight of the product can be changed. Indicates.

Figure 2017501292
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このように、種々の形態のエステル誘導体、ポリα−1,3−グルカンアセテートを調製し、単離した。   In this way, various forms of ester derivatives, poly α-1,3-glucan acetate, were prepared and isolated.

実施例4
ポリα−1,3−グルカンアセテートの追加の調製
この実施例は、加水分解工程を有する、ポリα−1,3−グルカンアセテートの製造プロセスを説明する。
Example 4
Additional Preparation of Poly α-1,3-glucan Acetate This example describes a process for producing poly α-1,3-glucan acetate having a hydrolysis step.

酢酸を使用して実施例1の通り調製した酸交換されたポリα−1,3−グルカン(28g)を、93.4mLの酢酸及び2.24gの濃硫酸を含む混合物に加え、混合した。この混合物を、オーバーヘッドスターラー及び熱電対を備えた1Lジャケット付き反応容器に加え、再循環浴を使用して12℃に冷却した。次いで、反応混合物を1分間撹拌してから、無水酢酸(89mL)を加えた。42℃に設定した再循環浴を使用して反応物を40分間加熱した。この段階の反応物は、固体を全く含まず、過剰な水と共に15.25g(24%)の酢酸マグネシウムでクエンチし、硫酸含量を2%に低下させた。次いで、反応物を25分かけて100℃に加熱し、その後、この温度で2時間撹拌した。24%酢酸マグネシウムを5%過剰に(6.1g)加えて、反応物を完全にクエンチした。実施例2の通りに、ポリα−1,3−グルカンアセテートを沈殿させ、洗浄し、分析した。このプロセスは、DoSが2.58であるポリα−1,3−グルカンアセテートを生じた。   Acid exchanged poly alpha-1,3-glucan (28 g) prepared as in Example 1 using acetic acid was added to a mixture containing 93.4 mL acetic acid and 2.24 g concentrated sulfuric acid and mixed. This mixture was added to a 1 L jacketed reaction vessel equipped with an overhead stirrer and thermocouple and cooled to 12 ° C. using a recirculation bath. The reaction mixture was then stirred for 1 minute before acetic anhydride (89 mL) was added. The reaction was heated for 40 minutes using a recirculation bath set at 42 ° C. The reaction at this stage contained no solids and was quenched with 15.25 g (24%) magnesium acetate with excess water to reduce the sulfuric acid content to 2%. The reaction was then heated to 100 ° C. over 25 minutes and then stirred at this temperature for 2 hours. 24% magnesium acetate was added in 5% excess (6.1 g) to completely quench the reaction. Poly α-1,3-glucan acetate was precipitated, washed and analyzed as in Example 2. This process yielded poly alpha-1,3-glucan acetate with a DoS of 2.58.

このように、加水分解工程を組み込んだ方法を利用して、エステル誘導体、ポリα−1,3−グルカンアセテートを調製した。   Thus, an ester derivative, poly α-1,3-glucan acetate, was prepared using a method incorporating a hydrolysis step.

実施例5
ポリα−1,3−グルカントリアセテートの加水分解によるポリα−1,3−グルカンアセテートの調製
この実施例は、一部分、ポリα−1,3−グルカントリアセテートの加水分解によるポリα−1,3−グルカンアセテートの調製を説明する。
Example 5
Preparation of poly α-1,3-glucan acetate by hydrolysis of poly α-1,3-glucan triacetate This example illustrates, in part, poly α-1,3 by hydrolysis of poly α-1,3-glucan triacetate. -Describe the preparation of glucan acetate.

ポリα−1,3−グルカントリアセテートを、最初に以下の通り調製した。   Poly α-1,3-glucan triacetate was first prepared as follows.

酢酸(384mL)、無水酢酸(990mL)、及び塩化メチレン(890mL)を混合した。この調合物を、オーバーヘッドスターラー及び熱電対を備えた4Lガラス反応容器に加え、12℃に冷却した。酢酸を使用して実施例1で調製した酸交換されたポリα−1,3−グルカン(130g)を、冷却された混合物にゆっくりと加え、1分間撹拌した。次いで、酢酸(180mL)中の過塩素酸(0.1N)を加えた。反応を周囲温度で3時間35分進行させた。反応物は、固体を全く含まず、メタノールを含むエア駆動ブレンダーに加えて、ポリα−1,3−グルカントリアセテートを沈殿させた。このように形成されたポリα−1,3−グルカントリアセテートの固体を、メタノールで30分間洗浄し、それに続いて、脱イオン(DI)水で2回洗浄し、5%炭酸水素ナトリウムで1回洗浄した。次いで、ポリα−1,3−グルカントリアセテートの固体を、最後に、中性のpHを達成するまで水で洗浄し(2回の水洗浄)、真空濾過により回収し、真空下で乾燥させ、NMR及びSECにより特性化した。製造されたポリα−1,3−グルカントリアセテートは、3.0のDoS及び132300のMを有した。 Acetic acid (384 mL), acetic anhydride (990 mL), and methylene chloride (890 mL) were mixed. This formulation was added to a 4 L glass reaction vessel equipped with an overhead stirrer and thermocouple and cooled to 12 ° C. Acid exchanged poly alpha-1,3-glucan (130 g) prepared in Example 1 using acetic acid was slowly added to the cooled mixture and stirred for 1 minute. Then, perchloric acid (0.1 N) in acetic acid (180 mL) was added. The reaction was allowed to proceed for 3 hours 35 minutes at ambient temperature. The reaction was free of solids at all and precipitated poly α-1,3-glucan triacetate in addition to an air driven blender containing methanol. The poly α-1,3-glucan triacetate solid thus formed was washed with methanol for 30 minutes, followed by two washes with deionized (DI) water, and once with 5% sodium bicarbonate. Washed. The poly α-1,3-glucan triacetate solid is then finally washed with water until a neutral pH is achieved (2 water washes), collected by vacuum filtration, dried under vacuum, Characterized by NMR and SEC. The produced poly α-1,3-glucan triacetate had a DoS of 3.0 and a M n of 132300.

先に製造されたポリα−1,3−グルカントリアセテートを、最初に80mLの酢酸に溶かすことにより、加水分解のために準備した。次いで、DI水(4mL)をこの調合物に加え、完全に混合するまで磁気撹拌子を使用して撹拌した。次いで、調合物を、パーリアクター(Parr Instrument Company,Moline,IL)に移した。5kg/cmの圧力の蒸気を反応器に吹き込み、温度を12分で150℃に上げた。調合物をこの温度で50分間保った。次いで、圧力を5kg/cmから8.37kg/cmに増加させ、その後反応容器を周囲温度に冷却した。反応器から回収した調合物は黄色であった。しかし、DI水を加えると、ポリα−1,3−グルカンアセテートの白色固体が沈殿した。このポリα−1,3−グルカンアセテートを、実施例2の通り、真空濾過を利用して単離し、洗浄し、分析した。このプロセスは、DoSが2.4でありMが44200であるポリα−1,3−グルカンアセテートを生じた。 The previously prepared poly α-1,3-glucan triacetate was prepared for hydrolysis by first dissolving in 80 mL acetic acid. DI water (4 mL) was then added to the formulation and stirred using a magnetic stir bar until thoroughly mixed. The formulation was then transferred to a perreactor (Parr Instrument Company, Moline, IL). Steam with a pressure of 5 kg / cm 2 was blown into the reactor and the temperature was raised to 150 ° C. in 12 minutes. The formulation was kept at this temperature for 50 minutes. Then, the pressure is increased from 5 kg / cm 2 to 8.37kg / cm 2, and then cooling the reaction vessel to ambient temperature. The formulation recovered from the reactor was yellow. However, when DI water was added, a white solid of poly α-1,3-glucan acetate precipitated. The poly α-1,3-glucan acetate was isolated using vacuum filtration, washed and analyzed as in Example 2. This process yielded poly alpha-1,3-glucan acetate with a DoS of 2.4 and Mn of 44200.

このように、DoSが2.75未満であるポリα−1,3−グルカンアセテートを、ポリα−1,3−グルカントリアセテートから調製した。   Thus, poly α-1,3-glucan acetate having a DoS of less than 2.75 was prepared from poly α-1,3-glucan triacetate.

実施例6
ポリα−1,3−グルカンプロピオネートの調製
この実施例は、グルカンエステル誘導体、ポリα−1,3−グルカンプロピオネートの製造を説明する。
Example 6
Preparation of Poly α-1,3-glucan propionate This example illustrates the preparation of a glucan ester derivative, poly α-1,3-glucan propionate.

酸交換されたポリα−1,3−グルカン(119130のM)を、プロピオン酸を酢酸の代りに使用した以外実施例1に記載の通り調製した。プロピオン酸(8mL)及び硫酸(0.03g)を、250mL丸底フラスコ中で混合し、18℃に冷却した。酸交換されたポリα−1,3−グルカン(2g)を、冷却された混合物にゆっくりと加え、1分間撹拌した。次いで、プロピオン酸無水物(10mL)をこの調合物に加え、その後0.6mLの氷酢酸を加えた。反応を、加熱しないで5分間進行させ、次いで42℃の水浴中で1時間45分加熱した。最高温度が43℃を超えないようにして、分子量の過度の低下を防いだ。得られた反応調合物は、固体を全く含まず、氷浴を使用して5分かけて20℃に冷却した。次いで、反応物を、4mLの50%酢酸水溶液でクエンチし、45分間撹拌した。エア駆動ブレンダー及びDI水を使用して、ポリα−1,3−グルカンプロピオネートを沈殿させた。固体を、30分間水で2回、それに続いて5%炭酸水素ナトリウムで1回洗浄した。次いで、ポリα−1,3−グルカンプロピオネートの固体を、中性pHを達成するまで、水で洗浄した(2回の水洗浄)。固体を真空濾過により回収し、真空下で乾燥させ、NMR及びSECにより特性化した。固体を、44.1wt%のプロピオニル基(0wt%アセチル基)及び59510のMを有するポリα−1,3−グルカンプロピオネートであると確認した。 The acid exchange poly alpha-1,3-glucan (M n of 119,130) was prepared as described in Example 1, except that propionic acid was used in place of acetic acid. Propionic acid (8 mL) and sulfuric acid (0.03 g) were mixed in a 250 mL round bottom flask and cooled to 18 ° C. Acid exchanged poly α-1,3-glucan (2 g) was slowly added to the cooled mixture and stirred for 1 minute. Propionic anhydride (10 mL) was then added to the formulation followed by 0.6 mL glacial acetic acid. The reaction was allowed to proceed for 5 minutes without heating, then heated in a 42 ° C. water bath for 1 hour 45 minutes. The maximum temperature was not allowed to exceed 43 ° C. to prevent an excessive decrease in molecular weight. The resulting reaction formulation contained no solids and was cooled to 20 ° C. over 5 minutes using an ice bath. The reaction was then quenched with 4 mL of 50% aqueous acetic acid and stirred for 45 minutes. Poly α-1,3-glucan propionate was precipitated using an air driven blender and DI water. The solid was washed twice with water for 30 minutes followed by once with 5% sodium bicarbonate. The solid of poly α-1,3-glucan propionate was then washed with water until a neutral pH was achieved (2 water washes). The solid was collected by vacuum filtration, dried under vacuum and characterized by NMR and SEC. The solid was identified as poly α-1,3-glucan propionate having 44.1 wt% propionyl group (0 wt% acetyl group) and 59 510 M n .

このように、エステル誘導体、ポリα−1,3−グルカンプロピオネートを調製し、単離した。   Thus, an ester derivative, poly α-1,3-glucan propionate was prepared and isolated.

実施例7
ポリα−1,3−グルカンアセテートブチレートの調製
この実施例は、グルカン混合エステル誘導体、ポリα−1,3−グルカンアセテートブチレートの製造を説明する。
Example 7
Preparation of Poly α-1,3-glucan acetate butyrate This example illustrates the preparation of a glucan mixed ester derivative, poly α-1,3-glucan acetate butyrate.

酢酸により実施例1で調製した酸交換されたポリα−1,3−グルカン(10g)を、磁気撹拌子、熱電対、及び冷却器を備えた500mL丸底フラスコ中で、21mLの氷酢酸、20mLの酪酸、及び0.09gの硫酸を含む混合物に加えた。氷浴を使用して混合物を18℃に冷却し、1分間撹拌してから、酪酸無水物(39mL)をフラスコに加えた。反応を、加熱なしで10分間進行させ、次いで、35℃の水浴中で80分間加熱し、それに続いて39℃に30分間加熱したが、達した最高温度は39℃であり生成物分子量の過度な低下を防いだ。得られた粘性を帯びた溶液は固体を全く含まず、氷浴を使用して溶液を20℃に10分間冷却した。次いで、反応物を20mLの50%酢酸水溶液でクエンチし、40分間撹拌した。エア駆動ブレンダー及びDI水を使用して、固体のポリα−1,3−グルカンアセテートブチレートを沈殿させた。固体を、水で2回30分間洗浄し、それに続いて5%炭酸水素ナトリウムで洗浄した。次いで、このように得られた固体を、最後に、中性pHを達成するまでDI水で洗浄した(2回の水洗浄)。固体を真空濾過により回収し、真空下で乾燥させ、NMR及びSECにより特性化した。このプロセスは、1.0のブチリルDoS、1.3のアセチルDoS、及び66340の数平均分子量(M)を有するポリα−1,3−グルカンアセテートブチレート混合エステルを生じた。 Acid-exchanged poly α-1,3-glucan (10 g) prepared in Example 1 with acetic acid was placed in a 500 mL round bottom flask equipped with a magnetic stir bar, thermocouple, and condenser in 21 mL of glacial acetic acid, To a mixture containing 20 mL butyric acid and 0.09 g sulfuric acid. The mixture was cooled to 18 ° C. using an ice bath and stirred for 1 minute before butyric anhydride (39 mL) was added to the flask. The reaction was allowed to proceed for 10 minutes without heating, then heated in a 35 ° C. water bath for 80 minutes, followed by heating to 39 ° C. for 30 minutes, but the maximum temperature reached was 39 ° C., an excess of product molecular weight. Prevent the decline. The resulting viscous solution contained no solids and the solution was cooled to 20 ° C. for 10 minutes using an ice bath. The reaction was then quenched with 20 mL of 50% aqueous acetic acid and stirred for 40 minutes. Solid poly α-1,3-glucan acetate butyrate was precipitated using an air driven blender and DI water. The solid was washed twice with water for 30 minutes followed by 5% sodium bicarbonate. The solid thus obtained was then finally washed with DI water until a neutral pH was achieved (2 water washes). The solid was collected by vacuum filtration, dried under vacuum and characterized by NMR and SEC. This process yielded a poly α-1,3-glucan acetate butyrate mixed ester having a butyryl DoS of 1.0, an acetyl DoS of 1.3, and a number average molecular weight (M n ) of 66340.

異なる濃度の試薬を使用して、異なる混合エステル生成物が形成できた。以下の表2は、上記のプロセスに類似であるが、表に示される特定の変更を有するプロセスを利用して合成した異なるポリα−1,3−グルカンアセテートブチレートエステルを示す。表2の結果は、反応条件及び反応物中に使用したポリα−1,3−グルカン出発物質の分子量を変えることにより、混合エステル生成物中のアセチル基及びブチリル基の量並びに生成物の分子量を変えられることを示す。   Different mixed ester products could be formed using different concentrations of reagents. Table 2 below shows different poly α-1,3-glucan acetate butyrate esters synthesized using a process similar to the above process but with the specific changes shown in the table. The results in Table 2 show that the amount of acetyl and butyryl groups in the mixed ester product and the molecular weight of the product by changing the reaction conditions and the molecular weight of the poly α-1,3-glucan starting material used in the reaction. It can be changed.

Figure 2017501292
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このように、種々の形態の混合エステル誘導体、ポリα−1,3−グルカンアセテートブチレートを調製し、単離した。   Thus, various forms of mixed ester derivatives, poly α-1,3-glucan acetate butyrate, were prepared and isolated.

実施例8
ポリα−1,3−グルカンアセテートプロピオネートの調製
この実施例は、グルカン混合エステル誘導体、ポリα−1,3−グルカンアセテートプロピオネートの製造を説明する。
Example 8
Preparation of Poly α-1,3-glucan Acetate Propionate This example illustrates the preparation of a glucan mixed ester derivative, poly α-1,3-glucan acetate propionate.

酢酸を使用して実施例1に記載の通り、酸交換されたポリα−1,3−グルカンを調製した。35mLのプロピオン酸と0.09gの硫酸の混合物を、500mL丸底フラスコ中で調製し、18℃に冷却した。酸交換されたポリα−1,3−グルカンの固体(10g)を、冷却された混合物にゆっくりと加え、1分間撹拌した。次いで、プロピオン酸無水物(50mL)を加え、その後5mLの氷酢酸を加えた。反応を、加熱なしに10分間進行させ、次いで、30℃の水浴中で1時間加熱し、それに続いて34℃に10分間加熱した。最高温度が36℃を超えないようにして、生成物分子量の過度な低下を防いだ。このように得られた溶液は固体を全く含まず、溶液を氷浴中で20℃に5分間冷却した。次いで、反応物を、20mLの50%酢酸水溶液でクエンチし、40分間撹拌した。エア駆動ブレンダー及びDI水を使用して、ポリα−1,3−グルカンアセテートプロピオネートを沈殿させた。固体のポリα−1,3−グルカンアセテートプロピオネート生成物を、2回水で30分間洗浄し、それに続いて5%炭酸水素ナトリウムで1回洗浄した。次いで、中性pHを達成するまで、固体を水で洗浄した(2回の水洗浄)。固体を真空濾過により回収し、真空下で乾燥させ、NMR及びSECにより特性化した。作られた固体を、17.6wt%のアセチル基及び32.9wt%のプロピオニル基を含み、64030のMを有するポリα−1,3−グルカンアセテートプロピオネートであると確認した。 Acid-exchanged poly α-1,3-glucan was prepared as described in Example 1 using acetic acid. A mixture of 35 mL propionic acid and 0.09 g sulfuric acid was prepared in a 500 mL round bottom flask and cooled to 18 ° C. Acid exchanged poly α-1,3-glucan solid (10 g) was slowly added to the cooled mixture and stirred for 1 minute. Propionic anhydride (50 mL) was then added followed by 5 mL of glacial acetic acid. The reaction was allowed to proceed for 10 minutes without heating, then heated in a 30 ° C. water bath for 1 hour followed by heating to 34 ° C. for 10 minutes. The maximum temperature did not exceed 36 ° C. to prevent excessive reduction in product molecular weight. The solution thus obtained contained no solids and the solution was cooled to 20 ° C. for 5 minutes in an ice bath. The reaction was then quenched with 20 mL of 50% aqueous acetic acid and stirred for 40 minutes. Poly α-1,3-glucan acetate propionate was precipitated using an air driven blender and DI water. The solid poly alpha-1,3-glucan acetate propionate product was washed twice with water for 30 minutes followed by one wash with 5% sodium bicarbonate. The solid was then washed with water until a neutral pH was achieved (2 water washes). The solid was collected by vacuum filtration, dried under vacuum and characterized by NMR and SEC. The solid produced was identified as poly α-1,3-glucan acetate propionate containing 17.6 wt% acetyl groups and 32.9 wt% propionyl groups and having a M n of 64,030.

異なる濃度の試薬を使用して、異なる混合エステル生成物が形成できた。以下の表3は、上記のプロセスに類似であるが、表に示される特定の変更を有するプロセスを利用して合成した異なるポリα−1,3−グルカンアセテートプロピオネートエステルを示す。表3の結果は、反応条件及び反応物中に使用したポリα−1,3−グルカン出発物質の分子量を変えることにより、混合エステル生成物中のアセチル基及びプロピオニル基の量並びに生成物の分子量を変えられることを示す。   Different mixed ester products could be formed using different concentrations of reagents. Table 3 below shows the different poly α-1,3-glucan acetate propionate esters synthesized using a process similar to the above process but with the specific changes shown in the table. The results in Table 3 show the amount of acetyl and propionyl groups in the mixed ester product and the molecular weight of the product by varying the reaction conditions and the molecular weight of the poly α-1,3-glucan starting material used in the reaction. It can be changed.

Figure 2017501292
Figure 2017501292

このように、種々の形態の混合エステル誘導体、ポリα−1,3−グルカンアセテートプロピオネートを調製し、単離した。   Thus, various forms of mixed ester derivatives, poly α-1,3-glucan acetate propionate, were prepared and isolated.

実施例9
硫酸を触媒として使用するポリα−1,3−グルカントリアセテートの調製
この実施例は、反応物中で硫酸を触媒として使用するポリα−1,3−グルカントリアセテートの製造を説明する。
Example 9
Preparation of Poly α-1,3-glucan Triacetate Using Sulfuric Acid as a Catalyst This example illustrates the preparation of poly α-1,3-glucan triacetate using sulfuric acid as a catalyst in the reaction.

酸交換されたポリα−1,3−グルカンを、酢酸を使用して実施例1に記載の通り調製した。180mLの酢酸と触媒としての1.84gの濃硫酸を含む混合物を、オーバーヘッドスターラー及び熱電対を備えた500mL丸底フラスコ中で調製した。酸交換されたポリα−1,3−グルカン(10g)をゆっくりと混合物に加え、窒素下で1分間撹拌した。この混合物を、氷浴を使用して約18℃に冷却した。無水酢酸(50mL)を反応物に加え、次いで45分かけて80℃に加熱して、この温度で30分間反応させた。反応物は、固体を全く含まず、氷浴を使用して5分かけて40℃に冷却した。次いで、反応物を25mLの70%酢酸でクエンチし、30分間撹拌した。エア駆動ブレンダー(Waring,Torrington,CT)及びDI水を使用して、ポリα−1,3−グルカントリアセテートを沈殿させた。固体のポリα−1,3−グルカントリアセテート生成物を、水で30分間2回洗浄し、それに続いて5%炭酸水素ナトリウムで洗浄した。次いで、固体を、中性pHを達成するまで水で洗浄した(2回の水洗浄)。固体を真空濾過により回収し、真空下で乾燥させ、NMR及びSECにより特性化した。このプロセスは、3.1のDoS及び5130のMを有する7.8gのポリα−1,3−グルカントリアセテートを生じた。3.0を超えるDoS読取り値は、おそらく、NMR測定プロセスに典型的な積分のばらつきを反映している。 Acid exchanged poly alpha-1,3-glucan was prepared as described in Example 1 using acetic acid. A mixture containing 180 mL acetic acid and 1.84 g concentrated sulfuric acid as catalyst was prepared in a 500 mL round bottom flask equipped with an overhead stirrer and thermocouple. Acid exchanged poly α-1,3-glucan (10 g) was slowly added to the mixture and stirred for 1 minute under nitrogen. The mixture was cooled to about 18 ° C. using an ice bath. Acetic anhydride (50 mL) was added to the reaction and then heated to 80 ° C. over 45 minutes and allowed to react at this temperature for 30 minutes. The reaction contained no solids and was cooled to 40 ° C. over 5 minutes using an ice bath. The reaction was then quenched with 25 mL of 70% acetic acid and stirred for 30 minutes. Poly α-1,3-glucan triacetate was precipitated using an air driven blender (Waring, Torrington, CT) and DI water. The solid poly alpha-1,3-glucan triacetate product was washed twice with water for 30 minutes followed by 5% sodium bicarbonate. The solid was then washed with water until a neutral pH was achieved (2 water washes). The solid was collected by vacuum filtration, dried under vacuum and characterized by NMR and SEC. This process yielded 7.8 g of poly α-1,3-glucan triacetate with a DoS of 3.1 and a M n of 5130. DoS readings above 3.0 probably reflect the integral variation typical of the NMR measurement process.

表4は、上記のプロセスに類似であるが、表に示される特定の変更を有するプロセスを利用して合成した異なる分子量のポリα−1,3−グルカントリアセテートエステルを示す。表4の結果は、反応条件及び反応物中に使用したポリα−1,3−グルカン出発物質の分子量を変えることにより、生成物の分子量を変えられることを示す。   Table 4 shows poly α-1,3-glucan triacetate esters of different molecular weights synthesized using a process similar to the above process but with the specific changes shown in the table. The results in Table 4 show that the molecular weight of the product can be changed by changing the reaction conditions and the molecular weight of the poly α-1,3-glucan starting material used in the reaction.

Figure 2017501292
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このように、種々の形態のポリα−1,3−グルカントリアセテートを、硫酸を触媒として使用して反応物中で調製し、単離した。   Thus, various forms of poly α-1,3-glucan triacetate were prepared and isolated in the reaction using sulfuric acid as a catalyst.

実施例10
過塩素酸を触媒として使用するポリα−1,3−グルカントリアセテートの調製
この実施例は、反応物中で過塩素酸を触媒として使用するポリα−1,3−グルカントリアセテートの製造を説明する。
Example 10
Preparation of poly α-1,3-glucan triacetate using perchloric acid as catalyst This example illustrates the preparation of poly α-1,3-glucan triacetate using perchloric acid as a catalyst in the reactants. .

酸交換されたポリα−1,3−グルカンを、酢酸を使用して実施例1に記載の通り調製した。384mLの酢酸、990mLの無水酢酸、及び890mLの塩化メチレンの混合物を、オーバーヘッドスターラー及び熱電対を備えた4Lガラス反応容器中で調製し、12℃に冷却した。酸交換されたポリα−1,3−グルカン(130g)を、冷却された混合物にゆっくりと加え、1分間撹拌した。次いで、酢酸(180mL)中の過塩素酸(0.1N)を混合物に加えた。反応を、周囲温度で3時間35分進行させた。得られた反応物は固体を全く含まず、反応物を、メタノールを含むエア駆動ブレンダーに加え、ポリα−1,3−グルカントリアセテートを沈殿させた。ポリα−1,3−グルカントリアセテートの固体を、30分間メタノールで洗浄し、それに続いてDI水で2回、5%炭酸水素ナトリウムで1回洗浄した。次いで、ポリα−1,3−グルカントリアセテートを、中性pHを達成するまで水で洗浄した(2回の水洗浄)。固体を真空濾過により回収し、真空下で乾燥させ、NMR及びSECにより特性化した。このプロセスは、3.2のDoS及び132300のMを有する221.5gのポリα−1,3−グルカントリアセテートを生じた。3.0を超えるDoS読取り値は、おそらく、NMR測定プロセスに典型的な積分のばらつきを反映している。 Acid exchanged poly alpha-1,3-glucan was prepared as described in Example 1 using acetic acid. A mixture of 384 mL acetic acid, 990 mL acetic anhydride, and 890 mL methylene chloride was prepared in a 4 L glass reaction vessel equipped with an overhead stirrer and thermocouple and cooled to 12 ° C. Acid exchanged poly α-1,3-glucan (130 g) was slowly added to the cooled mixture and stirred for 1 minute. Perchloric acid (0.1N) in acetic acid (180 mL) was then added to the mixture. The reaction was allowed to proceed for 3 hours 35 minutes at ambient temperature. The obtained reaction product did not contain any solids, and the reaction product was added to an air-driven blender containing methanol to precipitate poly α-1,3-glucan triacetate. The solid of poly α-1,3-glucan triacetate was washed with methanol for 30 minutes, followed by washing twice with DI water and once with 5% sodium bicarbonate. The poly α-1,3-glucan triacetate was then washed with water until a neutral pH was achieved (2 water washes). The solid was collected by vacuum filtration, dried under vacuum and characterized by NMR and SEC. This process yielded 221.5 g of poly α-1,3-glucan triacetate with a DoS of 3.2 and a M n of 132300. DoS readings above 3.0 probably reflect the integral variation typical of the NMR measurement process.

表5は、上記のプロセスに類似であるが、表に示される特定の変更を有するプロセスを利用して合成した異なる分子量のポリα−1,3−グルカントリアセテートエステルを示す。表5の結果は、反応条件及び反応に使用したポリα−1,3−グルカン出発物質の分子量を変えることにより、生成物の分子量を変えられることを示す。   Table 5 shows the different molecular weight poly α-1,3-glucan triacetate esters synthesized using a process similar to the above process but with the specific changes shown in the table. The results in Table 5 show that the molecular weight of the product can be changed by changing the reaction conditions and the molecular weight of the poly alpha-1,3-glucan starting material used in the reaction.

Figure 2017501292
Figure 2017501292

このように、種々の形態のポリα−1,3−グルカントリアセテートを、過塩素酸を触媒として使用する反応物中で調製し、単離した。   Thus, various forms of poly α-1,3-glucan triacetate were prepared and isolated in a reaction using perchloric acid as a catalyst.

実施例11
ポリα−1,3−グルカンアセテートを使用するフィルムの調製
実施例2の通り調製したポリα−1,3−グルカンアセテートを、10wt%混合物でアセトンに溶解させて溶液をつくった。次いで、溶液を、フィルム流涎機により清浄なガラス板上に流涎し、溶媒を蒸発乾固させて、フィルムを与えた。フィルムをガラスから外し、DI水ですすいだ。表6は、ポリα−1,3−グルカンアセテートの2つの異なる試料を使用して調製した2つの異なるポリα−1,3−グルカンアセテートフィルムの性質を示す。
Example 11
Preparation of Film Using Poly α-1,3-glucan Acetate Poly α-1,3-glucan acetate prepared as in Example 2 was dissolved in acetone with a 10 wt% mixture to form a solution. The solution was then poured onto a clean glass plate with a film pouring machine and the solvent was evaporated to dryness to give a film. The film was removed from the glass and rinsed with DI water. Table 6 shows the properties of two different poly α-1,3-glucan acetate films prepared using two different samples of poly α-1,3-glucan acetate.

Figure 2017501292
Figure 2017501292

実施例12
ポリα−1,3−グルカンアセテートフィルムの光学的分析
実施例11で調製したポリα−1,3−グルカンアセテートフィルムの試料を、色及び曇り度に関して分析した。収集したスペクトルは、ASTM E1164−09aと一致した。1nmインターバルでスペクトルバンド幅(SBW)=1、及び波長範囲=830〜360nm。表7は、この試験の結果を示す。
Example 12
Optical Analysis of Poly α-1,3-glucan Acetate Film A sample of the poly α-1,3-glucan acetate film prepared in Example 11 was analyzed for color and haze. The collected spectrum was consistent with ASTM E1164-09a. Spectral bandwidth (SBW) = 1 and wavelength range = 830-360 nm at 1 nm intervals. Table 7 shows the results of this test.

Figure 2017501292
Figure 2017501292

実施例13
ポリα−1,3−グルカントリアセテートフィルムの調製
ポリα−1,3−グルカントリアセテートを実施例10に記載の通り調製した。ポリα−1,3−グルカントリアセテートの10wt%溶液を、その10gを90gの塩化メチレン:メタノール(11.5:1v/v)に溶解させて調製した。次いで、この溶液を、Gardner Knife(Gardner Lab Inc.,Bethesda,MD)により清浄なガラス板上に流涎した。溶媒を蒸発乾固させた。溶媒蒸発後に製造されたフィルムをガラスから外し、DI水ですすいだ。表8は、この方法を利用して製造したポリα−1,3−グルカントリアセテートフィルムの引張及び引裂データをまとめる。構成要素グルカンエステルのM及びDoSの変動が、製造されたフィルムに異なる物性を与えることが分かる。
Example 13
Preparation of poly α-1,3-glucan triacetate film Poly α-1,3-glucan triacetate was prepared as described in Example 10. A 10 wt% solution of poly α-1,3-glucan triacetate was prepared by dissolving 10 g in 90 g of methylene chloride: methanol (11.5: 1 v / v). The solution was then fluted onto a clean glass plate with a Gardner Knife (Gardner Lab Inc., Bethesda, MD). The solvent was evaporated to dryness. The film produced after solvent evaporation was removed from the glass and rinsed with DI water. Table 8 summarizes the tensile and tear data for the poly α-1,3-glucan triacetate films produced using this method. It can be seen that variations in the Mn and DoS of the constituent glucan esters give different properties to the produced films.

Figure 2017501292
Figure 2017501292

実施例14
ポリα−1,3−グルカントリアセテートフィルムの熱分析
実施例13で調製したポリα−1,3−グルカントリアセテートフィルムを、MDSC及びTGAを利用して分析した。MDSC測定は、5〜6mgのフィルムを使って、加熱速度3℃/分、変調の振幅0.48℃、及び変調期間60秒で、0℃から出発して、N中でQ1000TA装置を利用して実施した。
Example 14
Thermal Analysis of Poly α-1,3-glucan Triacetate Film The poly α-1,3-glucan triacetate film prepared in Example 13 was analyzed using MDSC and TGA. MDSC measurement uses Q1000TA instrument in N 2 starting from 0 ° C. with 5-6 mg film, heating rate 3 ° C./min, modulation amplitude 0.48 ° C. and modulation duration 60 seconds. And carried out.

TGA実験は、N下で周囲温度から800℃で、Q500TA装置を利用して実施した。 TGA experiments were performed using a Q500TA instrument at ambient temperature to 800 ° C. under N 2 .

表9に与える情報は、先に開示した方法により調製したポリα−1,3−グルカントリアセテートフィルムの熱安定性/熱分解を示す。表9は、MDSC及びTGA測定から得たデータをまとめるものである。構成要素グルカンエステルのM及びDoSの変動が、製造されたフィルムに異なる物性を与えることが分かる。 The information given in Table 9 shows the thermal stability / thermal decomposition of the poly α-1,3-glucan triacetate film prepared by the previously disclosed method. Table 9 summarizes the data obtained from MDSC and TGA measurements. It can be seen that variations in the Mn and DoS of the constituent glucan esters give different properties to the produced films.

Figure 2017501292
Figure 2017501292

実施例15
ポリα−1,3−グルカントリアセテートフィルムの光学的分析
実施例13で調製したポリα−1,3−グルカントリアセテートフィルムを、色及び曇り度に関して分析した。スペクトルは、ASTM E1164−09aに合うように、1nmインターバルで1のスペクトルバンド幅(SBW)及び830〜360nmの波長範囲を利用して収集した。ポリα−1,3−グルカントリアセテートフィルムの光学的測定の結果を表10に示す。
Example 15
Optical Analysis of Poly α-1,3-glucan Triacetate Film The poly α-1,3-glucan triacetate film prepared in Example 13 was analyzed for color and haze. Spectra were collected using 1 spectral bandwidth (SBW) and a wavelength range of 830-360 nm at 1 nm intervals to meet ASTM E1164-09a. Table 10 shows the results of optical measurement of the poly α-1,3-glucan triacetate film.

Figure 2017501292
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Claims (7)

(a)少なくとも約0.1gf/milの引裂抵抗;又は
(b)約20%未満の曇り度
の少なくとも一方を有するポリα−1,3−グルカンエステルを含むフィルム。
(A) a tear resistance of at least about 0.1 gf / mil; or (b) a film comprising a poly alpha-1,3-glucan ester having at least one haze of less than about 20%.
使用される前記ポリα−1,3−グルカンエステルがポリα−1,3−グルカンアセテートである、請求項1に記載のフィルム。   The film according to claim 1, wherein the poly α-1,3-glucan ester used is poly α-1,3-glucan acetate. (a)約2.0〜約2.4gf/milの引裂抵抗;又は
(b)約10%未満の曇り度
の少なくとも一方を有する、請求項1に記載のフィルム。
The film of claim 1, having (a) a tear resistance of about 2.0 to about 2.4 gf / mil; or (b) a haze of less than about 10%.
使用される前記α−1,3−グルカンエステルがポリα−1,3−グルカンアセテートである、請求項3に記載のフィルム。   The film according to claim 3, wherein the α-1,3-glucan ester used is poly α-1,3-glucan acetate. (a)ポリα−1,3−グルカンエステルを与えること;
(b)(a)の前記ポリα−1,3−グルカンエステルを溶媒と接触させて、ポリα−1,3−グルカンエステルの溶液を作ること;
(c)ポリα−1,3−グルカンエステルの前記溶液を表面に適用すること;及び
(d)前記溶媒を蒸発させて、ポリα−1,3−グルカンエステルフィルムを与えること
を含む、ポリα−1,3−グルカンエステルフィルムを調製する方法。
(A) providing a poly α-1,3-glucan ester;
(B) contacting the poly α-1,3-glucan ester of (a) with a solvent to make a solution of poly α-1,3-glucan ester;
(C) applying the solution of poly α-1,3-glucan ester to a surface; and (d) evaporating the solvent to give a poly α-1,3-glucan ester film. A method for preparing an α-1,3-glucan ester film.
使用される前記ポリα−1,3−グルカンエステルがポリα−1,3−グルカンアセテートである、請求項5に記載の方法。   The process according to claim 5, wherein the poly α-1,3-glucan ester used is poly α-1,3-glucan acetate. 前記溶媒がアセトンである、請求項5に記載の方法。   The method of claim 5, wherein the solvent is acetone.
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