JP3142658B2 - 生分解性光学活性ポリエステルおよびその製造方法 - Google Patents

生分解性光学活性ポリエステルおよびその製造方法

Info

Publication number
JP3142658B2
JP3142658B2 JP04241411A JP24141192A JP3142658B2 JP 3142658 B2 JP3142658 B2 JP 3142658B2 JP 04241411 A JP04241411 A JP 04241411A JP 24141192 A JP24141192 A JP 24141192A JP 3142658 B2 JP3142658 B2 JP 3142658B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optically active
butyrolactone
mmol
polyester
ring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP04241411A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0665359A (ja
Inventor
容嗣 堀
明夫 山口
進 芥川
良晴 木村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Takasago International Corp
Original Assignee
Takasago International Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Takasago International Corp filed Critical Takasago International Corp
Priority to JP04241411A priority Critical patent/JP3142658B2/ja
Publication of JPH0665359A publication Critical patent/JPH0665359A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3142658B2 publication Critical patent/JP3142658B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は生分解性光学活性ポリエ
ステルとその製造方法に関する。さらに詳しく言えば、
光学活性なγ−ラクトン誘導体と(±)−β−ブチロラ
クトンまたはL−ラクチドとを開環共重合させて得られ
る生分解性光学活性ポリエステルおよびその製造方法に
関する。本発明によるポリエステルは、光学活性、生分
解性(酵素分解性)、加水分解性を有する熱可塑性樹脂
であり、土壌または水中に存在する微生物により分解さ
れるので環境を汚染しないクリーンプラスチックとして
広く利用できる機能性ポリマーである。
【0002】
【従来の技術およびその課題】本発明のポリマーの基本
骨格に相当する5員環のγ−ラクトンは開環重合が極め
ておこりにくく、側鎖を持たないγ−ブチロラクトンで
は20,000気圧、160℃の条件で重合すること(F. Kor
te, W. Gelt, Polymer Letters., 4, 685 (1966))、ま
た200℃で触媒を用いずに反応系に少量の水を加える
ことにより、γ−ブチロラクトンがグリコール酸または
乳酸と共重合すること(H. Fukuzaki etal. Macromol. C
hem., 190, 1553-1559 (1989); Eur. Polym. J., Vol.
26, No.4, 457-461 (1990) )が報告されている。
【0003】一方、近年、光学活性な3−ヒドロキシ酪
酸および光学活性な乳酸ユニットを持つポリエステルが
生分解性すなわち酵素分解性、加水分解性、生体適合性
などの特性をもつことから新しいタイプの機能性材料と
して注目されている(生分解性高分子材料 土肥義治編
著 工業調査会1990年発行参照)。しかしながら、γ位
に置換基を有するγ−ラクトンは開環重合性が低く、γ
−アルキル−γ−ラクトンの開環共重合による新規なポ
リエステル合成の面で問題がある。
【0004】従って、本発明の課題は開環重合が起こり
にくい光学活性なγ−置換−γ−ブチロラクトンを他の
開環共重合性モノマーと組合わせて、4−ヒドロキシ酪
酸ユニットを含有し、生分解性(酵素分解性)、加水分
解性に優れた新規な光学活性ポリエステルを提供するこ
と、およびそのポリエステルの製造方法を提供すること
にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決すべく鋭意研究を行った結果、光学活性なγ−アル
キル−γ−ブチロラクトンと(±)−β−ブチロラクト
ンまたはL−ラクチドとが特定の触媒の存在下で開環共
重合して対応する光学活性ポリエステルとなることを見
出し本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は
【0006】1)一般式(I)
【化6】 (式中、R1 は炭素数1〜4のアルキル基を表わし、k
は0または1を表わし、mおよびnは10〜2000の数を
表わす。)で示される生分解性光学活性ポリエステル、
および
【0007】2)式
【化7】 で示される(±)−β−ブチロラクトンまたは式
【化8】 で示されるL−ラクチドと、一般式(II)
【化9】 (式中、R1 は前記1の記載と同じ意味を表わす。)で
示される光学活性γ−アルキル−γ−ラクトンを、(i)
ジエチル亜鉛、(ii)ジエチル亜鉛−水錯体および(iii)
三フッ化ホウ素エーテル錯体より選ばれる1種以上の触
媒の存在下に開環共重合させることを特徴とする一般式
(I)
【化10】 (式中、R1 、k、mおよびnは前記1の記載と同じ意
味を表わす。)で示される生分解性光学活性ポリエステ
ルの製造方法を提供するものである。
【0008】以下、本発明を詳細に説明する。本発明ポ
リマーの原料の1つである光学活性γ−アルキル−γ−
ブチロラクトンは特開平4-108782号公報に記載されてい
る方法、すなわち一般式(III)
【0009】
【化11】
【0010】(式中、R2 は炭素数1〜4のアルキル基
を表わし、R3 は水素原子または炭素数1〜6のアルキ
ル基を表わす。)で示されるγ−ケト酸またはγ−ケト
エステル類をルテニウム−光学活性ホスフィン錯体を触
媒として不斉水素化をおこない分子内閉環させることに
より容易に得ることができる。
【0011】光学活性γ−アルキル−γ−ブチロラクト
ンの具体例としては、γ−メチル−γ−ブチロラクト
ン、γ−エチル−γ−ブチロラクトン、γ−n−ブチル
−γ−ブチロラクトン、γ−イソプロピル−γ−ブチロ
ラクトン等が挙げられる。
【0012】また、本発明ポリマーのもう一方の原料で
ある(±)−β−ブチロラクトンおよびL−ラクチドは
市販されており、これを精製して使用する。精製は、例
えば水素化カルシウムを加えて蒸留する操作を2度繰返
す方法により行なうことができ、精製品は不活性ガス中
で保存したものも使用できる。
【0013】本発明において、開環共重合反応に供する
光学活性γ−アルキル−γ−ブチロラクトンと(±)−
β−ブチロラクトンとの割合は、前者:後者のモル%比
で3〜95:97:5、好ましくは7〜90:93〜1
0であり、また光学活性γ−アルキル−γ−ブチロラク
トンとL−ラクチドとの割合は、前者:後者のモル%比
で10〜90:90〜10、好ましくは15〜85:8
5〜15である。γ−アルキル−γ−ブチロラクトンと
(±)−β−ブチロラクトンあるいはL−ラクチドとの
割合において、前者が上記の範囲を越えると共重合が起
り難く、また上記の範囲未満の場合にはγ−アルキル−
γ−ブチロラクトンユニットの含有量が低下し、生分解
性が低下する。
【0014】開環共重合は、光学活性なγ−アルキル−
γ−ブチロラクトンと(±)−β−ブチロラクトンまた
はL−ラクチドとを上記範囲内の適宜の比率で、窒素ま
たはアルゴン等の不活性気体下で反応容器に仕込み、こ
れに触媒を加え、常圧で20〜40℃(好ましくは25
℃〜35℃)の温度で通常の方法で撹拌しながら、30
分〜2週間、好ましくは3〜5時間反応させる方法によ
り行なわれる。
【0015】触媒としてはジエチル亜鉛、ジエチル亜鉛
−水錯体、三フッ化ホウ素エーテル錯体(BF3 ・Et
2 O)などが用いられる。これら触媒は少なくとも1種
あるいは2種を使用することができる。触媒は原料モノ
マーのモル数の和に対して1/10〜1/2000倍モル、
好ましくは1/100〜1/500倍モルの量で使用さ
れる。
【0016】本発明の方法により得られる開環共重合体
中のモノマーユニットの割合はモノマーの仕込み量によ
るが、光学活性γ−アルキル−γ−ブチロラクトンと
(±)−β−ブチロラクトンとの割合は、前者:後者の
モル%比で15〜40:85〜60であり、また光学活
性γ−アルキル−γ−ブチロラクトンとL−ラクチドと
の割合は、前者:後者のモル%比で1〜5:99〜95
である。
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、光学活性なγ−アルキ
ル−γ−ブチロラクトンと(±)−β−ブチロラクトン
またはL−ラクチドとの開環共重合により、4−ヒドロ
キシ酪酸ユニットを含有する光学活性で生分解性(酵素
分解性)、加水分解性という特徴を持つ新しい機能性材
料である有用なポリマーを工業的に有利な方法で容易に
製造することができる。このような本発明の光学活性ポ
リエステルは、手術糸等の医用材料、農業用シート等の
材料に用いることができる。
【0018】
【実施例】以下、実施例および試験例により本発明をさ
らに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定さ
れるものではない。なお、実施例で使用した分析機器お
よび生分解性試験で使用した施設は下記のとおりであ
る。 核磁気共鳴スペクトル(NMR):VarianXL-200型装置
(200MHz)(バリアン社製) 分子量:HLC-802A(東ソー(株)製) 示差走査熱量計(DSC):DSC-3100(マックサイエン
ス(株)製) 旋光度:PM-101型高感度自動旋光計(ユニオン技研
(株)製) 生分解性試験:高砂香料工業(株)の活性汚泥を用い
「新規化学物質に係る試験の方法について」(環保業第
5号、薬発第615号、49基局第392号、昭和49
年7月13日)に規定する(微生物等による化学物質の
分解度試験)並びにY. Doi, A. Segawa, and M. Kuniok
a, Int. J. Biol. Macromol., 1990, Vol.12, April, 1
06.記載の内容に準拠して行なった。
【0019】実施例1〜5:(R)−γ−メチル−γ−
ブチロラクトンとL−ラクチドとからの開環共重合によ
るポリエステルの合成
【0020】実施例1 20mlの反応容器に(R)−γ−メチル−γ−ブチロ
ラクトン(以下、γVLと略記する。)0.3 g(3.0 ミ
リモル)、L−ラクチド(以下、LLAと略記する。)
1.7 g(11.8ミリモル)、ジエチル亜鉛0.02g(0.16ミ
リモル)を窒素気流下25℃で30分間撹拌した。反応
溶液にメタノール0.1 mlを添加し反応を停止させ、生
成物をクロロホルム2mlに溶解してメタノール20m
lに投入し再沈殿することにより標題のポリエステルを
得た(収率51.9%)。1 H−NMR(CDCl3 )δppm:γVL部 1.4〜
1.7(3H,m), 1.8〜2.1(2H,m), 2.6〜2.7(2H,m), 4.3〜4.
5(1H,m) LLA部 1.5〜1.7(3H,m), 5.1〜5.3(1H,m) 。
【0021】実施例2 γVL 0.5g(5.0 ミリモル)とLLA1.5 g(10.4ミ
リモル)を使用したこと以外は、すべて実施例1と同様
にして反応を行ない標題のポリエステルを得た。
【0022】実施例3 γVL 1.0g(10.0ミリモル)、LLA1.0 g(6.9 ミ
リモル)を使用したこと以外は、すべて実施例1と同じ
方法で反応を行ない標題のポリエステルを得た。
【0023】実施例4 γVL 1.2g(12.0ミリモル)、LLA0.8 g(5.6 ミ
リモル)を使用したこと以外は、すべて実施例1と同じ
方法で反応を行ない標題のポリエステルを得た。
【0024】実施例5 γVL 1.3g(13.0ミリモル)、LLA0.7 g(4.9 ミ
リモル)を使用したこと以外は、すべて実施例1と同じ
方法で反応を行ない標題のポリエステルを得た。
【0025】実施例6〜12:γVLと(±)−β−ブ
チロラクトンとからの開環共重合によるポリエステルの
合成
【0026】実施例6 20mlの反応容器にγVL 0.2g(2.0 ミリモル)、
(±)−β−ブチロラクトン(以下、βBLと略記す
る。) 1.8g(20.9ミリモル)、BF3 ・Et2O 0.5
モル%(0.11ミリモル)を窒素気流下25℃で13日撹
拌した。反応溶液にメタノール0.1 mlを添加し反応を
停止させ、生成物をエーテル/ヘキサン=1の混合溶媒
10ml中に投入し、再沈殿することにより標題のポリ
エステルを得た(収率51.2%)。 1 H−NMR(CDCl3 )δppm:γVL部 1.1〜
1.3(3H,m), 1.7〜2.0(2H,m), 2.2〜2.4(2H,m), 4.8〜5.
1(1H,m) βBL部 1.3〜1.4(3H,m), 2.4〜2.8(2H,m), 5.1〜5.3
(2H,m) 。
【0027】実施例7 γVL 0.4g(4.0 ミリモル)、βBL 1.6g(18.6ミ
リモル)を使用したこと以外は、すべて実施例6と同じ
方法で反応を行ない標題のポリエステルを得た。
【0028】実施例8 γVL 0.7g(7.0 ミリモル)、βBL 1.3g(15.1ミ
リモル)を使用したこと以外は、すべて実施例6と同じ
方法で反応を行ない標題のポリエステルを得た。
【0029】実施例9 γVL 1.0g(10.0ミリモル)、βBL 1.0g(11.6ミ
リモル)を使用したこと以外は、すべて実施例6と同じ
方法で反応を行ない標題のポリエステルを得た。
【0030】実施例10 γVL 1.3g(13.0ミリモル)、βBL 0.7g(8.1 ミ
リモル)を使用したこと以外は、すべて実施例6と同じ
方法で反応を行ない標題のポリエステルを得た。
【0031】実施例11 γVL 1.6g(16.0ミリモル)、βBL 0.4g(4.6 ミ
リモル)を使用したこと以外は、すべて実施例6と同じ
方法で反応を行ない標題のポリエステルを得た。
【0032】実施例12 γVL 1.8g(18.0ミリモル)、βBL 0.2g(2.3 ミ
リモル)を使用したこと以外は、すべて実施例6と同じ
方法で反応を行ない標題のポリエステルを得た。
【0033】上記実施例1〜5のγVLとLLAとから
の開環共重合により得られた共重合体および実施例6〜
12のβBLとLLAとからの開環共重合により得られ
た共重合体に関して、共重合体中のモノマーユニットの
含有比( 1H−NMRにより測定。)、共重合体の数平
均分子量(Mn)、分子量分布(Mw/Mn)、収率、
ガラス転移点(Tg)、融点(Tm)、旋光度(アセト
ン中、c0.9 g/dl)のデータを、それぞれ表1と表
2にまとめて示す。
【0034】
【表1】
【0035】試験例1:実施例3のポリマーの生分解性
試験 高砂香料工業(株)平塚工場の返送汚泥の馴養種(好気
性汚泥)を、500ppm(600ml)、pH6.0 〜
7.0 、25℃の条件で用い、実施例3で得られたポリマ
ーの1cm×2cm、厚さ0.05〜0.1mm の薄膜(ポリマー
を、塩化メチレンまたはクロロホルムに溶かし、シャー
レ等に流し込み、溶媒を蒸発させることによってフィル
ム化したもの)について20〜30mgを50mlのフ
ラスコに入れ、タイテック(株)社製、振盪恒温水槽を
用いて試験を行なった。1週間経過後ポリマーの重量を
測定することにより残存重量率を求めた。その結果、実
施例3で得られたポリマーフィルムは1週間後に5%分
解していることがわかった。
【0036】試験例2:実施例8のポリマーの生分解性
試験 試験例1と同様に、実施例8で得られたポリマーにつ
き、試験例1と同様にして生分解試験を行った結果は、
1週間後に10%分解していることが分かった。
フロントページの続き (72)発明者 木村 良晴 滋賀県近江八幡市鷹飼町1126番1号 (56)参考文献 米国特許4470416(US,A) 土肥義治編「生分解性プラスチックの おはなし」(財)日本規格協会(平成3 年10月5日)第47頁−第50頁 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 63/00 - 63/91 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(I) 【化1】 (式中、R1 は炭素数1〜4のアルキル基を表わし、k
    は0または1を表わし、mおよびnは10〜2000の数を
    表わす。)で示される生分解性光学活性ポリエステル。
  2. 【請求項2】 式 【化2】 で示される(±)−β−ブチロラクトンまたは式 【化3】 で示されるL−ラクチドと、一般式(II) 【化4】 (式中、R1 は請求項1の記載と同じ意味を表わす。)
    で示される光学活性γ−アルキル−γ−ラクトンを、
    (i) ジエチル亜鉛、(ii)ジエチル亜鉛−水錯体および(i
    ii) 三フッ化ホウ素エーテル錯体より選ばれる1種以上
    の触媒の存在下に開環共重合させることを特徴とする一
    般式(I) 【化5】 (式中、R1 、k、mおよびnは請求項1の記載と同じ
    意味を表わす。)で示される生分解性光学活性ポリエス
    テルの製造方法。
JP04241411A 1992-08-19 1992-08-19 生分解性光学活性ポリエステルおよびその製造方法 Expired - Fee Related JP3142658B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP04241411A JP3142658B2 (ja) 1992-08-19 1992-08-19 生分解性光学活性ポリエステルおよびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP04241411A JP3142658B2 (ja) 1992-08-19 1992-08-19 生分解性光学活性ポリエステルおよびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0665359A JPH0665359A (ja) 1994-03-08
JP3142658B2 true JP3142658B2 (ja) 2001-03-07

Family

ID=17073894

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP04241411A Expired - Fee Related JP3142658B2 (ja) 1992-08-19 1992-08-19 生分解性光学活性ポリエステルおよびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3142658B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3408347B2 (ja) * 1994-06-08 2003-05-19 高砂香料工業株式会社 光学活性ブロック共重合ポリエステル及びその製造方法
JPH0959218A (ja) * 1995-08-25 1997-03-04 Shimadzu Corp L−乳酸オリゴマー誘導体

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
土肥義治編「生分解性プラスチックのおはなし」(財)日本規格協会(平成3年10月5日)第47頁−第50頁

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0665359A (ja) 1994-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3263710B2 (ja) 生分解性光学活性ポリマー及びその製造方法
Coulembier et al. From controlled ring-opening polymerization to biodegradable aliphatic polyester: Especially poly (β-malic acid) derivatives
JP3241505B2 (ja) 生分解性光学活性コポリマー及びその製造方法
Hiki et al. Synthesis and characterization of hydroxy-terminated [RS]-poly (3-hydroxybutyrate) and its utilization to block copolymerization with l-lactide to obtain a biodegradable thermoplastic elastomer
Zinn et al. Tailored synthesis of poly ([R]‐3‐hydroxybutyrate‐co‐3‐hydroxyvalerate)(PHB/HV) in Ralstonia eutropha DSM 428
EP0723983B1 (en) Biodegradable composition
JP2002504939A (ja) 生分解性ポリエステルウレタン、その製造方法ならびにその使用
JPH06184418A (ja) 生分解性重合体組成物
JP2023126663A (ja) 4-ヒドロキシブチレート単位を含むポリエステル
US5840811A (en) Optically active block polyester copolymer and method for production thereof
EP0601885A2 (en) Biodegradable optically active polymer of lactones and process for production thereof
US5631344A (en) Block copolymer of polyesters and polycarbonates and process for preparation thereof
Xie et al. A facile approach to biodegradable poly (ε-caprolactone)-poly (ethylene glycol)-based polyurethanes containing pendant amino groups
CN1304457C (zh) 一种二胺改性聚乳酸及其制备方法和用途
JP3142658B2 (ja) 生分解性光学活性ポリエステルおよびその製造方法
Shirahama et al. Highly biodegradable copolymers composed of chiral depsipeptide and l‐lactide units with favorable physical properties
JP3345631B2 (ja) 生分解性を有する樹脂の製法
Watanabe et al. Syntheses of random and block copolymers of lactides with 1, 5-dioxepan-2-one and their biodegradability
JPH05132549A (ja) 新規生分解性重合体及び組成物
JP3408349B2 (ja) 生分解性高分子用可塑剤
US6545112B2 (en) Process for producing β-butyrolactone homopolymer or copolymer
JP2794353B2 (ja) 生分解性光学活性ポリマーおよびその製造方法
Jun et al. Enzymatic ring-opening copolymerization of trimethylene carbonate and ethylene ethyl phosphate
JP3217142B2 (ja) 生分解性光学活性ポリマー、その中間体プレポリマー、およびそれらの製造方法
JP2826921B2 (ja) 生分解性光学活性ポリマーおよびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees