JP2989175B1 - Polyester and method for producing the same - Google Patents

Polyester and method for producing the same

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JP2989175B1
JP2989175B1 JP10262447A JP26244798A JP2989175B1 JP 2989175 B1 JP2989175 B1 JP 2989175B1 JP 10262447 A JP10262447 A JP 10262447A JP 26244798 A JP26244798 A JP 26244798A JP 2989175 B1 JP2989175 B1 JP 2989175B1
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Abstract

【要約】 【構成】3−ヒドロキシ、5−(モノフルオロフェノキ
シ)ペンタノエート(3H5(MFP)P)ユニットあ
るいは3−ヒドロキシ、5−(ジフルオロフェノキシ)
ペンタノエート(3H5(DFP)P)ユニットからな
るホモポリマー、少なくとも3H5(MFP)Pユニッ
トあるいは3H5(DFP)Pユニットを含有するコポ
リマー;これらのポリマーを合成するシュードモナス・
プチダ;シュードモナス属を用いた前記のポリマーの製
造法に関する。 【効果】置換基をもつ長鎖脂肪酸を資化して、側鎖末端
が1から2個のフッ素原子が置換したフェノキシ基をも
つポリマーを合成することができ、融点が高く良い加工
性を保持しながら、立体規則性、撥水性を与えることが
できる。
Abstract: 3-Hydroxy, 5- (monofluorophenoxy) pentanoate (3H5 (MFP) P) unit or 3-hydroxy, 5- (difluorophenoxy)
Homopolymers composed of pentanoate (3H5 (DFP) P) units, copolymers containing at least 3H5 (MFP) P units or 3H5 (DFP) P units; Pseudomonas.
Putida; a method for producing the polymer using Pseudomonas sp. [Effect] By utilizing a long-chain fatty acid having a substituent, it is possible to synthesize a polymer having a phenoxy group substituted with one or two fluorine atoms at the side chain terminals, and has a high melting point and good processability. While providing stereoregularity and water repellency.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は新規ポリエステルおよび
これを発酵合成する微生物およびその製造方法に関す
る。詳しくは自然環境(土中、河川、海中)の下で微生
物の作用を受けて分解するプラスチック様高分子および
その製造方法に関するものである。
The present invention relates to a novel polyester, a microorganism for fermenting and synthesizing the same, and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a plastic-like polymer which decomposes under the action of microorganisms in a natural environment (in the soil, river, underwater) and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術・発明が解決しようとする課題】現在まで
数多くの微生物において、エネルギー貯蔵物質としてポ
リエステルを菌体内に蓄積することが知られている。そ
の代表例がポリー3−ヒドロキシブチレート(以下、P
(3HB)と略す)であり、下記の式で示されるモノマ
ーユニット(3HB)からなるホモポリマーである。
2. Description of the Related Art It has been known that a large number of microorganisms accumulate polyester as an energy storage substance in cells. A typical example is poly-3-hydroxybutyrate (hereinafter referred to as P
(Abbreviated as (3HB)), and is a homopolymer comprising a monomer unit (3HB) represented by the following formula.

【0003】[0003]

【化10】 3HBEmbedded image 3HB

【0004】P(3HB)は確かに自然環境中で分解さ
れるポリマーであるが、高分子材料としてみた場合、結
晶性が高く、硬く、かつ脆い性質を持っており、実用的
には不十分であった。これを解決するために特開昭57
−150393号公報、特開昭58−69225号公
報、特開昭63−269989号公報、特開昭64−4
8821号公報、特開平1−156320号公報、特開
平5−93049号公報によればポリエステルを合成す
るモノマーユニットとして3HB以外の構造的に異なる
炭素数が3から6のモノマーユニットを組み込むことで
このような欠点を克服することが提案されている。
[0004] P (3HB) is a polymer that can be decomposed in the natural environment, but when it is viewed as a polymer material, it has high crystallinity, is hard and brittle, and is not practically sufficient. Met. To solve this, Japanese Patent Laid-Open No.
-150393, JP-A-58-69225, JP-A-63-269989, JP-A-64-4
According to 8821, JP-A-1-156320 and JP-A-5-93049, this is achieved by incorporating a monomer unit having 3 to 6 carbon atoms structurally different from 3HB as a monomer unit for synthesizing a polyester. It has been proposed to overcome such disadvantages.

【0005】また、特開昭63−229291号公報に
よれば、炭化水素資化性菌であるシュードモナス・オレ
オボランスATCC29347に炭素数6〜12までの
3−ヒドロキシアルカノエート(3HAと略す)をモノ
マーユニットとする共重合体P(3HA)を発酵合成で
きることが報告されている。このタイプの共重合体は側
鎖のメチレン数が多く、性状は粘着性高分子である。
According to JP-A-63-229291, a hydrocarbon-utilizing bacterium, Pseudomonas oleovorans ATCC 29347, is provided with a 3-hydroxyalkanoate having 6 to 12 carbon atoms (abbreviated as 3HA) in a monomer unit. It has been reported that the copolymer P (3HA) can be synthesized by fermentation. This type of copolymer has a large number of methylene groups in the side chain and is a sticky polymer.

【0006】[0006]

【化11】 3HAEmbedded image 3HA

【0007】このように現在のところ、側鎖の鎖長を変
えたタイプの共重合体が提示されている。即ち、側鎖の
メチレン基数の多少による物性のコントロールである。
しかしながら、微生物を使用した発酵合成では化学的な
大量合成に比べると効率が悪く、一般的な汎用プラスチ
ックのコストに対抗するのは困難であるといわれてき
た。このため、機能性を併せ持つ付加価値の高いポリマ
ーを合成できる菌株の探索が課題となっていた。
As described above, at present, copolymers of a type in which the side chain length is changed have been proposed. That is, physical properties are controlled by the number of methylene groups in the side chain.
However, it has been said that fermentation synthesis using microorganisms is inefficient compared to chemical mass synthesis, and it is difficult to counter the cost of general-purpose plastics. For this reason, the search for a strain capable of synthesizing a high value-added polymer having both functions has been an issue.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは化学合成し
た自然界に存在しない脂肪酸を資化して菌体内にポリエ
ステルを生合成し、蓄積する微生物を探索していたとこ
ろ、資化効率の高い微生物を発見し、さらに研究を重ね
て本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have been searching for microorganisms that biosynthesize and accumulate polyester in cells by assimilating fatty acids that do not exist in nature and that have been chemically synthesized. The present inventors have discovered microorganisms and conducted further research to complete the present invention.

【0007】即ち、本発明者らの見い出した微生物はフ
ェノキシ基上にフッ素原子が1個あるいは2個置換した
フェノキシアルカン酸を唯一の炭素源として生育しポリ
エステルを合成させる27N01株である。この微生物
が発酵合成するポリマーのモノマーユニットを分析した
ところ、フッ素原子が置換した構造である3−ヒドロキ
シ、5−(モノフルオロフェノキシ)ペンタノエート
(3H5(MFP)Pと略す)、3−ヒドロキシ、5−
(ジフルオロフェノキシ)ペンタノエート(3H5(D
FP)Pと略す)、3−ヒドロキシ、7−(モノフルオ
ロフェノキシ)ヘプタノエート(3H7(MFP)Hp
と略す)、3−ヒドロキシ、7−(ジフルオロフェノキ
シ)ヘプタノエート(3H7(DFP)Hpと略す)が
完全にポリマーとなっていることがNMR分析により確
認された。この微生物を同定したところ、27N01株
はシュードモナス・プチダであることが判明した。
That is, the microorganism found by the present inventors is a 27N01 strain which grows using phenoxyalkanoic acid having one or two fluorine atoms substituted on a phenoxy group as a sole carbon source to synthesize polyester. Analysis of the monomer units of the polymer fermented and synthesized by this microorganism revealed that the structure was substituted with a fluorine atom such as 3-hydroxy, 5- (monofluorophenoxy) pentanoate (abbreviated as 3H5 (MFP) P), 3-hydroxy, −
(Difluorophenoxy) pentanoate (3H5 (D
FP) P), 3-hydroxy, 7- (monofluorophenoxy) heptanoate (3H7 (MFP) Hp
NMR) confirmed that 3-hydroxy, 7- (difluorophenoxy) heptanoate (abbreviated as 3H7 (DFP) Hp) was completely a polymer. When this microorganism was identified, the 27N01 strain was found to be Pseudomonas putida.

【0008】[0008]

【化12】 3H5(MFP)PEmbedded image 3H5 (MFP) P

【化13】 3H5(DFP)PEmbedded image 3H5 (DFP) P

【化14】 3H7(MFP)HpEmbedded image 3H7 (MFP) Hp

【化15】 3H7(DFP)HpEmbedded image 3H7 (DFP) Hp

【0009】本発明はこの微生物を見い出したことに基
づくものである。即ち、本発明の要旨は、(1)3−ヒ
ドロキシ、5−(モノフルオロフェノキシ)ペンタノエ
ート(3H5(MFP)P)ユニットのみからなるポリ
エステル、(2)3−ヒドロキシ、5−(ジフルオロフ
ェノキシ)ペンタノエート(3H5(DFP)P)ユニ
ットのみからなるポリエステル、(3)3−ヒドロキ
シ、5−(モノフルオロフェノキシ)ペンタノエート
(3H5(MFP)P)ユニットを70モル%から99
モル%、3−ヒドロキシ、7−(モノフルオロフェノキ
シ)ヘプタノエート(3H7(MFP)Hp)ユニット
を30モル%から1モル%含む共重合体ポリエステル、
(4)3−ヒドロキシ、5−(ジフルオロフェノキシ)
ペンタノエート(3H5(DFP)P)ユニットを70
モル%から99モル%、3−ヒドロキシ、7−(ジフル
オロフェノキシ)ヘプタノエート(3H7(DFP)H
p)ユニットを30モル%から1モル%含む共重合体ポ
リエステル、(5)少なくとも3−ヒドロキシ、5−
(モノフルオロフェノキシ)ペンタノエート(3H5
(MFP)P)ユニットを含有する3成分系のモノマー
ユニットからなる共重合体ポリエステル、(6)少なく
とも3−ヒドロキシ、5−(ジフルオロフェノキシ)ペ
ンタノエート(3H5(DFP)P)ユニットを含有す
る3成分系のモノマーユニットからなる共重合体ポリエ
ステル、(7)第2および第3成分として、3−ヒドロ
キシヘキサノエート(3HHx)ユニット、3−ヒドロ
キシヘプタノエート(3HHp)ユニット、3−ヒドロ
キシオクタノエート(3HO)ユニット、3−ヒドロキ
シノナノエート(3HN)ユニットおよび3−ヒドロキ
シデカノエート(3HD)ユニットからなる群から選ば
れる2つのユニットを有する(3H5(MFP)P)と
の共重合ポリエステル、(8)第2および第3成分とし
て、3−ヒドロキシヘキサノエート(3HHx)ユニッ
ト、3−ヒドロキシヘプタノエート(3HHp)ユニッ
ト、3−ヒドロキシオクタノエート(3HO)ユニッ
ト、3−ヒドロキシノナノエート(3HN)ユニットお
よび3−ヒドロキシデカノエート(3HD)ユニットか
らなる群から選ばれる2つのユニットを有する3H5
(DFP)Pとの共重合ポリエステル、(9)前記
(1)〜(8)に記載されたポリエステルを合成するシ
ュードモナス・プチダ、並びに
The present invention is based on the finding of this microorganism. That is, the gist of the present invention is to provide (1) a polyester consisting of only 3-hydroxy, 5- (monofluorophenoxy) pentanoate (3H5 (MFP) P) unit, and (2) 3-hydroxy, 5- (difluorophenoxy) pentanoate. Polyester consisting only of (3H5 (DFP) P) units, (3) 3-hydroxy-5- (monofluorophenoxy) pentanoate (3H5 (MFP) P) units from 70 mol% to 99 mol%
Mole%, a copolymer polyester containing 30 to 1 mole% of 3-hydroxy, 7- (monofluorophenoxy) heptanoate (3H7 (MFP) Hp) unit,
(4) 3-hydroxy, 5- (difluorophenoxy)
70 pentanoate (3H5 (DFP) P) units
Mol% to 99 mol%, 3-hydroxy, 7- (difluorophenoxy) heptanoate (3H7 (DFP) H
p) a copolymer polyester containing 30 to 1 mol% of units, (5) at least 3-hydroxy, 5-
(Monofluorophenoxy) pentanoate (3H5
(MFP) Copolymer polyester comprising three-component monomer units containing (P) units, (6) three-component containing at least 3-hydroxy, 5- (difluorophenoxy) pentanoate (3H5 (DFP) P) units (7) As the second and third components, 3-hydroxyhexanoate (3HHx) unit, 3-hydroxyheptanoate (3HHp) unit, and 3-hydroxyoctanoate A copolymerized polyester with (3H5 (MFP) P) having two units selected from the group consisting of a (3HO) unit, a 3-hydroxynonanoate (3HN) unit and a 3-hydroxydecanoate (3HD) unit; 8) As the second and third components, 3-hydroxy It consists of a hexanoate (3HHx) unit, a 3-hydroxyheptanoate (3HHp) unit, a 3-hydroxyoctanoate (3HO) unit, a 3-hydroxynonanoate (3HN) unit and a 3-hydroxydecanoate (3HD) unit. 3H5 having two units selected from the group
(DFP) a copolymerized polyester with P, (9) Pseudomonas putida for synthesizing the polyester described in the above (1) to (8), and

【0010】(10)シュードモナス属の微生物を用い
る前記(1)〜(9)のポリエステルの製造法に関する
ものである。具体的には 1)シュードモナス属の微生物を、炭素源として芳香環
にフッ素原子が1個、結合しているフェノキシ基を分子
内に持つ脂肪酸を用いて、炭素源以外の栄養源の制限下
で培養することを特徴とする、3−ヒドロキシ、5−
(モノフルオロフェノキシ)ペンタノエート(3H5
(MFP)P)ユニットを有するポリエステルの製造方
法、 2)シュードモナス属の微生物を、炭素源として芳香環
にフッ素原子が2個、結合しているフェノキシ基を分子
内に持つ脂肪酸を用いて、炭素源以外の栄養源の制限下
で培養することを特徴とする、3−ヒドロキシ、5−
(ジフルオロフェノキシ)ペンタノエート(3H5(D
FP)P)ユニットを有するポリエステルの製造方法に
関するものである。
(10) The present invention relates to the method for producing a polyester according to the above (1) to (9) using a microorganism of the genus Pseudomonas. Specifically, 1) a microorganism of the genus Pseudomonas is used as a carbon source under the restriction of nutrient sources other than the carbon source, using a fatty acid having one aromatic atom and a phenoxy group bonded to the aromatic ring in the molecule. 3-hydroxy, 5-characterized by culturing
(Monofluorophenoxy) pentanoate (3H5
(MFP) A method for producing a polyester having a (P) unit. 2) A microorganism of the genus Pseudomonas is carbonized by using, as a carbon source, a fatty acid having in its molecule a phenoxy group having two fluorine atoms bonded to an aromatic ring. Characterized by culturing under the restriction of nutrients other than the source, 3-hydroxy, 5-
(Difluorophenoxy) pentanoate (3H5 (D
The present invention relates to a method for producing a polyester having FP) and P) units.

【0011】シュードモナス属の微生物を用いた本発明
のポリエステルの製造方法は、従来より報告されていな
い。
A method for producing the polyester of the present invention using a microorganism of the genus Pseudomonas has not been reported so far.

【0012】本発明の微生物であるシュードモナス・プ
チダの菌学的性質は27N01について示される表1の
とおりである。このような本発明の微生物として見いだ
された27N01株は名古屋市西区堀越町の土壌から分
離されたものであり、27N01株は特許微生物センタ
ー;受託番号FERM P−16953号として寄託さ
れている。
The microbiological properties of the microorganism of the present invention, Pseudomonas putida, are as shown in Table 1 shown for 27N01. The 27N01 strain found as such a microorganism of the present invention was isolated from the soil of Horikoshi-cho, Nishi-ku, Nagoya-shi, and the 27N01 strain has been deposited under the Patent Microbial Center; Accession No. FERM P-16953.

【表1】 [Table 1]

【0013】このような本発明のシュードモナス・プチ
ダ27N01株は、公知の代表的なP(3HA)産生菌
であるシュードモナス・オレオボランスとポリエステル
生合成能力において差が見られる。即ち、ポリメラーゼ
の3−ヒドロキシアルカニルCoAに対する特異性であ
って、この27N01株は作用する基質の範囲がより広
い。
The Pseudomonas putida 27N01 strain of the present invention differs from Pseudomonas oleovorans, a known representative P (3HA) -producing bacterium, in the polyester biosynthesis ability. That is, the specificity of the polymerase for 3-hydroxyalkanyl-CoA, and this 27N01 strain has a wider range of substrates to act on.

【0014】本発明は前記のような性質を有するシュー
ドモナスの微生物、及びこの微生物が発酵合成する微生
物産生ポリエステル及びその製造方法を開示するもので
あり、フッ素基が導入されたポリエステルを作るための
技術的手段を提供するものである。
The present invention discloses a microorganism of Pseudomonas having the above-mentioned properties, a microorganism-producing polyester fermented and synthesized by the microorganism, and a method for producing the same, and a technique for producing a polyester into which a fluorine group has been introduced. It provides a means of strategic.

【0015】即ち、具体的にはシュードモナス属の微生
物に炭素源として炭素数5以上メチレン基の末端にフル
オロフェノキシ基が置換した脂肪酸を炭素源として与
え、炭素源以外の栄養源の制限下、通常窒素制限下で好
気的に培養するだけで目的のポリエステルを得ることが
できる。メチレン基のみのユニットの組成を高めたい場
合は、炭素源として培養の終期に炭素数6以上の脂肪酸
を与えればよい。
Specifically, a microorganism of the genus Pseudomonas is given as a carbon source a fatty acid in which a methylene group having 5 or more carbon atoms is substituted with a fluorophenoxy group at the terminal, and the microorganism is usually subjected to the restriction of nutrient sources other than the carbon source. The target polyester can be obtained only by aerobically culturing under nitrogen limitation. When it is desired to increase the composition of a unit having only a methylene group, a fatty acid having 6 or more carbon atoms may be provided as a carbon source at the end of culture.

【0016】このように本発明においては、シュードモ
ナス属の微生物の特徴を利用してフェノキシ基にフッ素
が置換した種々のポリエステルを発酵合成することがで
きる。現在のところ官能基を持つポリエステルを合成で
きる微生物としてはシュードモナス・オレオボランスが
報告されている、即ち、Macromolecule
s、1996、4572ー4581ページによるとメチ
ル基上に水素がフッ素に置換したカルボン酸を炭素源と
してポリエステルを発酵合成した結果を報告している
が、これによれば、ポリエステルは共重合体であって、
この微生物のようにホモポリマーを合成できる能力を有
してはいない。
As described above, in the present invention, various polyesters having a phenoxy group substituted by fluorine can be fermented and synthesized utilizing the characteristics of microorganisms of the genus Pseudomonas. At present, Pseudomonas oleovorans has been reported as a microorganism capable of synthesizing a polyester having a functional group, that is, Macromolecule.
s, 1996, pp. 4572-4581, reported the results of fermentative synthesis of a polyester using a carboxylic acid in which hydrogen was replaced by fluorine on a methyl group as a carbon source. According to this, polyester was a copolymer. So,
It does not have the ability to synthesize a homopolymer like this microorganism.

【0017】本発明の微生物を用いてポリエステルを発
酵合成するには、炭素源以外の栄養源の制限下、通常、
従来から知られている窒素制限条件下で培養することに
よって容易に得られるが、炭素源以外の必須栄養源、例
えば、リン、ミネラル、ビタミン等を制限してもポリエ
ステルは誘導される。この場合、菌体の生育が制限され
るので、通常ポリエステルの発酵合成は2段方式でおこ
なわれる。
In the fermentative synthesis of polyester using the microorganism of the present invention, usually, under the limitation of nutrient sources other than carbon source,
Although it can be easily obtained by culturing under conventionally known nitrogen-limited conditions, polyester can be derived even when essential nutrients other than carbon sources, such as phosphorus, minerals and vitamins, are restricted. In this case, since the growth of the cells is limited, the fermentation synthesis of the polyester is usually performed in a two-stage system.

【0018】1段目は菌体の増殖を目的とするものであ
り、栄養源の豊富な条件下で培養される。この際、菌体
はポリエステル合成をほとんど行わないので、炭素源と
しては脂肪酸に限らず、資化可能であるものなら自由に
選択できる。1段目で得られた菌体を洗浄回収して2段
目において新たに炭素源を加えてポリエステルを誘導培
養する。従って、この2段目の培養条件が重要であり、
2段目において与えられる炭素源はポリエステル合成の
原料であり、この炭素源の化学構造がポリエステルの構
造を決定するといってよい。従って、本発明において炭
素源とは、2段目で与えられる炭素源を意味しており、
炭素源を種々調整することにより、シュードモナス属の
微生物の特徴を利用して、前記のフッ素原子を含むポリ
エステルを発酵合成することができる。また、2段目の
培養条件としては通常pH6〜8、温度25〜35℃、
通気量0.5〜2vvm、培養時間48〜96hrであ
る。
The first stage is intended for the growth of cells, and is cultured under conditions rich in nutrient sources. At this time, since the cells hardly perform polyester synthesis, the carbon source is not limited to fatty acids, and can be freely selected as long as it can be assimilated. The cells obtained in the first step are washed and collected, and in the second step, a new carbon source is added to induce and culture the polyester. Therefore, the culture conditions in the second stage are important,
The carbon source provided in the second stage is a raw material for polyester synthesis, and it can be said that the chemical structure of this carbon source determines the structure of the polyester. Therefore, in the present invention, the carbon source means the carbon source provided in the second stage,
By variously adjusting the carbon source, the polyester containing a fluorine atom can be fermented and synthesized by utilizing the characteristics of microorganisms of the genus Pseudomonas. In addition, the culture conditions in the second stage are usually pH 6 to 8, temperature 25 to 35 ° C,
The aeration amount is 0.5 to 2 vvm, and the culture time is 48 to 96 hr.

【0019】発酵合成されたポリエステルの菌体からの
回収は、常法により行うことができる。例えば、培養終
了後、菌体を蒸留水およびメタノール等により洗浄し、
減圧乾燥して得られる乾燥菌体をクロロホルム等を用い
て抽出処理し、遠心分離、ろ過等により菌体除去後、抽
出液にメタノールを加えてポリエステルを沈殿回収する
ことができる。
The polyester synthesized by fermentation can be recovered from the cells by a conventional method. For example, after completion of the culture, the cells are washed with distilled water, methanol, and the like,
The dried cells obtained by drying under reduced pressure are subjected to an extraction treatment using chloroform or the like, and the cells are removed by centrifugation, filtration, etc., and then methanol is added to the extract to precipitate and recover the polyester.

【0020】[0020]

【実施例】以下、本発明を具体的に実施例により説明す
るが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものでは
ない。 実施例1 シュードモナス・プチダ27N01株(特許微生物生物
センター;受託番号FERM P−16953号)を以
下に示す倍地を用いて30℃、24時間振盪培養した。
即ち、次の倍地組成からなるものに水を加えて全量を1
リットルとし(pH7.0)、培地を調製した。 クエン酸 4g Na2HPO4 2g KH2PO4 2g MgSO4・7H2O 0.2g イーストエキス 0.3g
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples. Example 1 Pseudomonas putida 27N01 strain (Patent Microorganisms Biological Center; Accession No. FERM P-16953) was cultured with shaking at 30 ° C. for 24 hours using the following medium.
That is, water is added to the following composition and the total amount is 1
Liter (pH 7.0) to prepare a medium. Citric acid 4g Na 2 HPO 4 2g KH 2 PO 4 2g MgSO 4 · 7H 2 O 0.2g yeast extract 0.3g

【0021】培養終了後、培養ブロスを遠心分離して菌
体を回収し、さらに次に示す培地中に全量を加えて、3
0℃、96時間振盪培養した。即ち、次の培地組成から
なるものに水を加えて全量を1リットルとし(pH7.
0)、培地を調製した。 ジフルオロフェノキシウンデカン酸 Na2HPO4 2g KH2PO4 2g NaHCO3 1.5g MgSO4・7H2O 0.2g FeSO4・7H2O 0.02
g 培養終了後、菌体を蒸留水およびメタノールで洗浄し、
減圧乾燥して乾燥菌体を得た。このようにして得られた
乾燥菌体を30℃で5時間抽出した。菌体除去後、クロ
ロホルム抽出液にメタノールを10倍量加えてポリエス
テルを沈殿回収した。得られたポリエステルを120
℃、90分間メタノリシスを行ない、モノマー体をメチ
ルエステルとして光散乱分子量測定装置を備えたキャピ
ラリーガスクロマトグラフにより昇温分析をした。キャ
ピラリーガスクロマトグラフはHP5890(Hewl
ett Packard社製)、光散乱分子量測定装置
はminiDAWN(ワイアットテクノロジー社)を用
いて行った。使用したカラムはJ&W社製のヒューズド
・シリカ・キャピラリーカラムDB−5(カラム内径
0.25mm、液層膜厚0.25μm、カラム長30
m)である。初発温度90℃、5分、昇温速度5℃/
分、最終温度250℃、2分の条件で行った。図1は得
られたポリマーのメチルエステル化処理物のガスクロマ
トグラフによる分析結果である。図2にはポリエステル
13C-NMR(100MHz)の解析結果であるが、
この結果からこのポリエステルが3H5(DFP)Pユ
ニットの1成分からなるホモポリマーであることが確認
された。
After the completion of the culture, the culture broth was centrifuged to collect the cells, and the whole was added to the following medium for 3 hours.
Shaking culture was performed at 0 ° C. for 96 hours. That is, water is added to the following medium composition to make the total volume 1 liter (pH 7.
0), a medium was prepared. Difluorophenoxy undecanoic acid Na 2 HPO 4 2g KH 2 PO 4 2g NaHCO 3 1.5g MgSO 4 · 7H 2 O 0.2g FeSO 4 · 7H 2 O 0.02
g After completion of the culture, the cells are washed with distilled water and methanol,
The dried cells were dried under reduced pressure. The dried cells thus obtained were extracted at 30 ° C. for 5 hours. After removing the cells, a 10-fold amount of methanol was added to the chloroform extract to precipitate and recover the polyester. The obtained polyester is
The mixture was subjected to methanolysis at 90 ° C. for 90 minutes, and subjected to temperature rise analysis by a capillary gas chromatograph equipped with a light scattering molecular weight measuring device using a monomer as a methyl ester. The capillary gas chromatograph is HP5890 (Hewl
ett Packard) and a light scattering molecular weight measuring apparatus were performed using miniDAWN (Wyatt Technology). The column used was a fused silica capillary column DB-5 manufactured by J & W (column inner diameter 0.25 mm, liquid layer thickness 0.25 μm, column length 30).
m). Initial temperature 90 ° C, 5 minutes, heating rate 5 ° C /
And a final temperature of 250 ° C. for 2 minutes. FIG. 1 shows the results of gas chromatographic analysis of the methyl esterified product of the obtained polymer. FIG. 2 shows an analysis result of 13 C-NMR (100 MHz) of the polyester.
From this result, it was confirmed that this polyester was a homopolymer composed of one component of 3H5 (DFP) P unit.

【0022】実施例2 実施例1の1段目の培養で炭素源としてクエン酸のかわ
りにオクタン酸を用いて同様の実験を行った。その結
果、3HHx、3HO、3H5(DFP)Pユニットか
らなる3成分系の共重合体が得られた。
Example 2 A similar experiment was carried out in the first culture of Example 1 except that octanoic acid was used instead of citric acid as a carbon source. As a result, a three-component copolymer composed of 3HHx, 3HO, and 3H5 (DFP) P units was obtained.

【0023】実施例3 実施例1の2段目の培養で炭素源としてジフルオロフェ
ノキシウンデカン酸のかわりにモノフルオロフェノキシ
ウンデカン酸を用いて同様の実験を行った。その結果、
3H5(MFP)Pユニットの1成分からなるホモポリ
マーであることが確認された。
Example 3 A similar experiment was conducted in the second culture of Example 1 except that monofluorophenoxyundecanoic acid was used instead of difluorophenoxyundecanoic acid as a carbon source. as a result,
It was confirmed that this was a homopolymer composed of one component of the 3H5 (MFP) P unit.

【0024】実施例4 実施例3の1段目の培養で炭素源としてクエン酸のかわ
りにオクタン酸を用いて同様の実験を行った。その結
果、3HHx、3HO、3H5(MFP)Pユニットか
らなる3成分系の共重合体が得られた。
Example 4 A similar experiment was carried out in the first culture of Example 3 except that octanoic acid was used instead of citric acid as a carbon source. As a result, a three-component copolymer composed of 3HHx, 3HO, and 3H5 (MFP) P units was obtained.

【0025】実施例5 実施例1の1段目の培養で炭素源としてクエン酸のかわ
りにノナン酸を用いて同様の実験を行った。その結果、
3HHp、3HN、3H5(DFP)Pユニットからな
る3成分系の共重合体が得られた。
Example 5 A similar experiment was conducted in the first stage of culture in Example 1 except that nonanoic acid was used instead of citric acid as a carbon source. as a result,
A ternary copolymer comprising 3HHp, 3HN, and 3H5 (DFP) P units was obtained.

【0026】実施例6 実施例3の1段目の培養で炭素源としてクエン酸のかわ
りにノナン酸を用いて同様の実験を行った。その結果、
3HHp、3HN、3H5(MFP)Pユニットからな
る3成分系の共重合体が得られた。
Example 6 A similar experiment was carried out in the first stage culture of Example 3 except that nonanoic acid was used instead of citric acid as a carbon source. as a result,
A ternary copolymer composed of 3HHp, 3HN, and 3H5 (MFP) P units was obtained.

【0027】実施例7 フェノキシ基にフッ素基が導入されていないポリマーと
2個フッ素基が導入されている同じ構造をもつポリマー
の融点を調べたところ約40℃の差があり、2個のフッ
素基をもつポリマーは100℃以上の融点を有してい
た。
Example 7 When the melting points of a polymer having no fluorinated phenoxy group and a polymer having the same structure having two fluorine groups were examined, there was a difference of about 40 ° C. The polymer with groups had a melting point above 100 ° C.

【0028】[0028]

【発明の効果】微生物の発酵合成するプラスチックは生
分解性プラスチックとして、よく研究されてきた。側鎖
中にフッ素基を導入したものは従来より存在したが、ホ
モポリマーとしてではなく共重合体ユニットとして50
%以下しか含有することができなかった。本発明では幅
広い資化性をもつシュードモナス・プチダを用いること
とフェノキシ基の芳香環上にフッ素基を導入することに
よりフッ素基をもつユニットを100%含むホモポリマ
ーを合成できた。このポリマーは従来の置換基を含むポ
リマーが達成できていない融点を100℃以上にするこ
とができ、物性の改良が期待できる。さらに、このポリ
マー中に含まれるこれらユニットの量をコントロールす
ることにより、望ましい物性を得ることができる。ま
た、撥水性、生体内合成に特有の立体規則性に由来する
光学分割性も期待することができる。
The plastics produced by fermentation of microorganisms have been well studied as biodegradable plastics. Those having a fluorine group introduced into the side chain have existed conventionally, but have not been used as a homopolymer but as a copolymer unit.
% Or less. In the present invention, a homopolymer containing 100% of a unit having a fluorine group can be synthesized by using Pseudomonas putida having a wide range of assimilation properties and by introducing a fluorine group on the aromatic ring of a phenoxy group. This polymer can have a melting point of at least 100 ° C., which cannot be achieved by conventional polymers containing a substituent, and can be expected to improve physical properties. Further, by controlling the amount of these units contained in the polymer, desirable physical properties can be obtained. In addition, optical resolution can be expected due to water repellency and stereoregularity unique to in vivo synthesis.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI (C12P 7/62 C12R 1:40) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08G 63/00 - 63/91 C12N 1/20 - 1/21 C12P 7/62 CA(STN) REGISTRRY(STN)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 identification code FI (C12P 7/62 C12R 1:40) (58) Investigated field (Int.Cl. 6 , DB name) C08G 63/00-63 / 91 C12N 1/20-1/21 C12P 7/62 CA (STN) REGISTRRY (STN)

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】3−ヒドロキシ、5−(モノフルオロフェ
ノキシ)ペンタノエート(3H5(MFP)P)ユニッ
トのみからなるポリエステル。 【化1】
1. A polyester comprising only 3-hydroxy, 5- (monofluorophenoxy) pentanoate (3H5 (MFP) P) units. Embedded image
【請求項2】3−ヒドロキシ、5−(ジフルオロフェノ
キシ)ペンタノエート(3H5(DFP)P)ユニット
のみからなるポリエステル。 【化2】
2. A polyester comprising only 3-hydroxy, 5- (difluorophenoxy) pentanoate (3H5 (DFP) P) units. Embedded image
【請求項3】3−ヒドロキシ、5−(モノフルオロフェ
ノキシ)ペンタノエート(3H5(MFP)P)ユニッ
トを70モル%から99モル%、3−ヒドロキシ、7−
(モノフルオロフェノキシ)ヘプタノエート(3H7
(MFP)Hp)ユニットを30モル%から1モル%含
む共重合体ポリエステル。 【化3】
3. A compound comprising 3-hydroxy-5- (monofluorophenoxy) pentanoate (3H5 (MFP) P) units in an amount of 70 mol% to 99 mol%, 3-hydroxy 7-
(Monofluorophenoxy) heptanoate (3H7
(MFP) Copolymer polyester containing 30 mol% to 1 mol% of Hp) units. Embedded image
【請求項4】3−ヒドロキシ、5−(ジフルオロフェノ
キシ)ペンタノエート(3H5(DFP)P)ユニット
を70モル%から99モル%、3−ヒドロキシ、7−
(ジフルオロフェノキシ)ヘプタノエート(3H7(D
FP)Hp)ユニットを30モル%から1モル%含む共
重合体ポリエステル。 【化4】
4. A compound comprising 3-hydroxy-5- (difluorophenoxy) pentanoate (3H5 (DFP) P) units in an amount of 70 to 99 mol%, 3-hydroxy, 7-
(Difluorophenoxy) heptanoate (3H7 (D
FP) A copolymer polyester containing 30 mol% to 1 mol% of Hp) units. Embedded image
【請求項5】少なくとも3−ヒドロキシ、5−(モノフ
ルオロフェノキシ)ペンタノエート(3H5(MFP)
P)ユニットを含有する3成分系のモノマーユニットか
らなる共重合体ポリエステル。
5. At least 3-hydroxy, 5- (monofluorophenoxy) pentanoate (3H5 (MFP)
P) Copolymer polyester comprising three-component monomer units containing units.
【請求項6】少なくとも3−ヒドロキシ、5−(ジフル
オロフェノキシ)ペンタノエート(3H5(DFP)
P)ユニットを含有する3成分系のモノマーユニットか
らなる共重合体ポリエステル。
6. At least 3-hydroxy, 5- (difluorophenoxy) pentanoate (3H5 (DFP)
P) Copolymer polyester comprising three-component monomer units containing units.
【請求項7】第2および第3成分として、3−ヒドロキ
シヘキサノエート(3HHx)ユニット、3−ヒドロキ
シヘプタノエート(3HHp)ユニット、3−ヒドロキ
シオクタノエート(3HO)ユニット、3−ヒドロキシ
ノナノエート(3HN)ユニットおよび3−ヒドロキシ
デカノエート(3HD)ユニットからなる群から選ばれ
る2つのユニットを有する請求項5記載の共重合ポリエ
ステル。 【化5】 【化6】 【化7】 【化8】 【化9】
7. The second and third components are 3-hydroxyhexanoate (3HHx) unit, 3-hydroxyheptanoate (3HHp) unit, 3-hydroxyoctanoate (3HO) unit, and 3-hydroxynonanoate. The copolyester according to claim 5, comprising two units selected from the group consisting of an ate (3HN) unit and a 3-hydroxydecanoate (3HD) unit. Embedded image Embedded image Embedded image Embedded image Embedded image
【請求項8】第2および第3成分として、3−ヒドロキ
シヘキサノエート(3HHx)ユニット、3−ヒドロキ
シヘプタノエート(3HHp)ユニット、3−ヒドロキ
シオクタノエート(3HO)ユニット、3−ヒドロキシ
ノナノエート(3HN)ユニットおよび3−ヒドロキシ
デカノエート(3HD)ユニットからなる群から選ばれ
る2つのユニットを有する請求項6記載の共重合ポリエ
ステル。
8. The second and third components include a 3-hydroxyhexanoate (3HHx) unit, a 3-hydroxyheptanoate (3HHp) unit, a 3-hydroxyoctanoate (3HO) unit, and a 3-hydroxynonano. 7. The copolymerized polyester according to claim 6, comprising two units selected from the group consisting of an acrylate (3HN) unit and a 3-hydroxydecanoate (3HD) unit.
【請求項9】請求項1、2、3または4に記載されたポ
リエステルを合成するシュードモナス・プチダ。
9. Pseudomonas putida for synthesizing the polyester according to claim 1, 2, 3 or 4.
【請求項10】シュードモナス属の微生物を、炭素源と
して芳香環にフッ素原子が1個、結合しているフェノキ
シ基を分子内に持つ脂肪酸を用いて、炭素源以外の栄養
源の制限下で培養することを特徴とする、3−ヒドロキ
シ、5−(モノフルオロフェノキシ)ペンタノエート
(3H5(MFP)P)ユニットを有するポリエステル
の製造方法
10. A microorganism of the genus Pseudomonas cultivated under the restriction of nutrient sources other than a carbon source, using a fatty acid having one fluorine atom in an aromatic ring and a phenoxy group bonded to the molecule in the molecule as a carbon source. For producing polyester having 3-hydroxy, 5- (monofluorophenoxy) pentanoate (3H5 (MFP) P) unit
【請求項11】シュードモナス属の微生物を、炭素源と
して芳香環にフッ素原子が2個、結合しているフェノキ
シ基を分子内に持つ脂肪酸を用いて、炭素源以外の栄養
源の制限下で培養することを特徴とする、3−ヒドロキ
シ、5−(ジフルオロフェノキシ)ペンタノエート(3
H5(DFP)P)ユニットを有するポリエステルの製
造方法
11. A microorganism of the genus Pseudomonas cultivated under the restriction of nutrients other than the carbon source, using a fatty acid having two fluorine atoms in the aromatic ring and a phenoxy group bonded to the molecule in the molecule as a carbon source. 3-hydroxy, 5- (difluorophenoxy) pentanoate (3
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