JP5168072B2 - Polyester manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、ジカルボン酸及び/又はジオールを構成成分とするポリエステルの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a polyester comprising a dicarboxylic acid and / or a diol as a constituent component.

生分解性を有する脂肪族ポリエステルは、環境問題に対する意識の高まりから、より環境負荷を回避する樹脂として、繊維、成形品、フィルムやシート等への応用がはかられている。例えば、生分解性を有するポリブチレンサクシネート及び/又はポリブチレンアジピネートは、ポリエチレンと似た力学特性を持つことから、ポリエチレンの代替ポリマーとして、開発されている。   The aliphatic polyester having biodegradability has been applied to fibers, molded articles, films, sheets, and the like as a resin that avoids environmental burdens more than ever because of increasing awareness of environmental problems. For example, polybutylene succinate and / or polybutylene adipate having biodegradability has been developed as an alternative polymer for polyethylene because it has similar mechanical properties to polyethylene.

しかしながら、脂肪族ポリエステルの製造の場合には、重合活性が低く、実用上十分な強度を有する高重合度のポリエステルが得られないため、例えば、チタン化合物を触媒として用いた場合、鎖延長剤として、ジイソシアネート(例えば、特許文献1参照)やジフェニルカーボネート(例えば、特許文献2参照)を添加する工夫がなされている。   However, in the case of production of aliphatic polyester, since a high polymerization degree polyester having low polymerization activity and practically sufficient strength cannot be obtained, for example, when a titanium compound is used as a catalyst, , Diisocyanate (for example, see Patent Document 1) and diphenyl carbonate (for example, see Patent Document 2) have been devised.

また、重合触媒として、Ge化合物(例えば、特許文献3参照)、亜鉛化合物(例えば、特許文献4参照)、Fe、Mn、Co、Zr、V、Y、La、Ce、Li、Ca等のアセチルアセトネート(例えば、特許文献5参照)、或いは、有機アルコキシチタン化合物(例えば、特許文献6参照)を用いた製造方法も提案されているが、これらのいずれの場合でも重合活性が低く、重合度が上がらないため、同様に鎖延長剤が添加されているものであった。   Further, as a polymerization catalyst, Ge compounds (for example, see Patent Document 3), zinc compounds (for example, see Patent Document 4), Fe, Mn, Co, Zr, V, Y, La, Ce, Li, Ca, and other acetyls A production method using acetonate (for example, see Patent Document 5) or an organic alkoxytitanium compound (for example, see Patent Document 6) has also been proposed. In any of these cases, the polymerization activity is low, and the degree of polymerization is low. In the same way, a chain extender was added.

その他、脂肪族ポリエステルに3官能性基(例えば、特許文献7参照)や4官能性基(例えば、特許文献8参照)を導入したり、エポキシ基を導入したりすることにより分岐構造にして、メルトテンションを上げたりする試みもなされているが、このように溶融粘度の向上、溶融張力の向上に非常に努力されているにも拘わらず、やはり所定の粘度(重合度)に達しないため、殆どの場合、重合後期にジイソシアネートを添加している。鎖延長剤を使用しない唯一の例では、非常に高真空にするという極めて高額の設備投資を要する方法が提案されている(例えば、特許文献9参照)が、実用的な方法ではない。   In addition, a trifunctional group (for example, see Patent Document 7) or a tetrafunctional group (for example, see Patent Document 8) is introduced into an aliphatic polyester, or a branched structure is introduced by introducing an epoxy group, Although attempts have been made to increase the melt tension, in spite of great efforts to improve the melt viscosity and the melt tension as described above, the predetermined viscosity (degree of polymerization) is still not reached. In most cases, diisocyanate is added late in the polymerization. In the only example in which no chain extender is used, a method requiring a very high capital investment for making a very high vacuum has been proposed (see, for example, Patent Document 9), but it is not a practical method.

一方、重合成分に乳酸を加えて3元系(1,4−ブチレングリコール、コハク酸、乳酸)又は4元系(1,4−ブチレングリコール、コハク酸、アジピン酸、乳酸)にした時に、触媒としてGe系触媒を用いると、高重合度のポリエステルが製造できることを開示されているが、その重合活性は充分なものではなかった(例えば、特許文献10参照)。   On the other hand, when lactic acid is added to the polymerization component to form a ternary system (1,4-butylene glycol, succinic acid, lactic acid) or a quaternary system (1,4-butylene glycol, succinic acid, adipic acid, lactic acid), the catalyst Although it has been disclosed that a polyester having a high degree of polymerization can be produced by using a Ge-based catalyst, the polymerization activity is not sufficient (for example, see Patent Document 10).

このように、従来の方法では重合活性が充分でなく長時間にわたって高真空に保つ必要があるため、ポリエステルの分解を誘発させる等の問題があった。   As described above, in the conventional method, the polymerization activity is not sufficient, and it is necessary to maintain a high vacuum for a long time.

一方、重合時間の短縮を目的にすれば、触媒量の増加等が挙げられるが、ポリマー中への触媒含有量の増大により耐加水分解性や熱安定性の低下という問題が生じるため好ましいものではなかった。   On the other hand, for the purpose of shortening the polymerization time, an increase in the amount of catalyst, etc. can be mentioned. However, an increase in the catalyst content in the polymer causes problems such as degradation in hydrolysis resistance and thermal stability. There wasn't.

ところで、これらのポリエステルは、現在、化石燃料資源由来の原料を重縮合することにより製造される代表的なポリマーの一つであるが、近年の化石燃料資源枯渇への危惧や大気中の二酸化炭素増加という地球規模での環境問題の背景から、バイオマス資源からこれらのポリマーの原料を誘導する手法に注目が注がれている。これらの手法は、この資源が再生可能な資源である為、カーボンニュートラルの観点から今後特に重要なプロセスになると予想されている。   By the way, these polyesters are currently one of the typical polymers produced by polycondensation of raw materials derived from fossil fuel resources. However, there are concerns about recent depletion of fossil fuel resources and atmospheric carbon dioxide. Attention has been focused on methods for deriving raw materials for these polymers from biomass resources due to the increasing global environmental problems. These methods are expected to become a particularly important process from the viewpoint of carbon neutral since this resource is a renewable resource.

これまでに、発酵法を利用したバイオマス資源由来のグルコース、ブドウ糖、セルロース、油脂などからコハク酸、アジピン酸などのジカルボン酸を製造する技術が開発されてきた。(特許文献11、非特許文献1、2参照)。   So far, technologies for producing dicarboxylic acids such as succinic acid and adipic acid from glucose, glucose, cellulose, oils and fats derived from biomass resources using fermentation methods have been developed. (See Patent Document 11, Non-Patent Documents 1 and 2).

しかしながら、これらのプロセスは、発酵により一旦ジカルボン酸を有機酸塩として得た後に中和、抽出、晶析等の工程を経て目的とするジカルボン酸を製造するプロセスである為、ジカルボン酸中には、バイオマス資源に含まれる窒素元素の他、発酵菌由来の窒素元素やアンモニアならびに金属カチオン等の多くの不純物が混入する特徴がある。   However, these processes are processes for producing the target dicarboxylic acid through steps such as neutralization, extraction, and crystallization after once obtaining the dicarboxylic acid as an organic acid salt by fermentation. In addition to the nitrogen element contained in biomass resources, there are features that many impurities such as nitrogen element derived from fermentation bacteria, ammonia and metal cations are mixed.

また、バイオマス資源由来のジオールの成分である1,4−ブタンジオール、1,3−プロパンジオール、エチレングリコールなどは、直接バイオマス資源由来の原料から発酵法により得る方法と、相当するジカルボン酸を上記のような手法で発酵法により製造した後、これを還元触媒により水添して得る方法がある(非特許文献3参照)。
特開平4−189822号公報 特開平8−301999号公報 特開平5−39350号公報 特開平5−39352号公報 特開平5−39353号公報 特開平5−70566号公報 特開平5−295099号公報 特開平5−295098号公報 特開平5−310898号公報 特開平8−239461号公報 特開2005−27533号公報 Appl.Microbiol Biotechnol No.5 1 (1999) 545−552 Journal of the American ChemicalSociety No.116 (1994) 399−400 Biotechnology and Bioengineering Symp. No.17(1986)355−363
In addition, 1,4-butanediol, 1,3-propanediol, ethylene glycol, and the like, which are components of biomass resource-derived diols, are obtained by directly obtaining fermentation resources from raw materials derived from biomass resources and the corresponding dicarboxylic acids described above. There is a method of obtaining the product by fermentation using a reduction catalyst and then hydrogenating it with a reduction catalyst (see Non-Patent Document 3).
JP-A-4-189822 JP-A-8-301999 JP-A-5-39350 JP-A-5-39352 JP-A-5-39353 JP-A-5-70566 JP-A-5-295099 JP-A-5-295098 JP-A-5-310898 JP-A-8-239461 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-27533 Appl. Microbiol Biotechnol No. 5 1 (1999) 545-552 Journal of the American Chemical Society No. 116 (1994) 399-400 Biotechnology and Bioengineering Symp. No. 17 (1986) 355-363

本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、その目的は、工業的に有利で且つ効率的な製造方法で目標の分子量を得ることができるポリエステルの製造方法を提供することにある。   This invention is made | formed in view of the said situation, The objective is to provide the manufacturing method of polyester which can obtain a target molecular weight with an industrially advantageous and efficient manufacturing method.

本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、ポリエステル製造時に特定範囲内の含有量の硫黄原子が存在すると重合速度が向上するが、反応系中の酸濃度が高くなり、反応器の腐食が生じる問題があるとの知見を得た。そこで、更に鋭意研究を行った結果、硫黄原子と窒素原子の共存下にて反応を行うことにより、重合速度が保たれ且つ反応槽の腐食が防止されることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have improved the polymerization rate when a sulfur atom having a content within a specific range is present during polyester production, but the acid concentration in the reaction system is high. As a result, it was found that there was a problem that corrosion of the reactor occurred. Therefore, as a result of further earnest research, it was found that by performing the reaction in the coexistence of sulfur and nitrogen atoms, the polymerization rate was maintained and corrosion of the reaction vessel was prevented, and the present invention was completed. It came.

即ち本発明の要旨は、ジオールとジカルボン酸との反応によりポリエステルを製造する方法において、該ジカルボン酸中に硫黄原子及び窒素原子を、原子換算で硫黄原子重量/窒素原子重量の比で0より大きく10以下で存在させることを特徴とするポリエステルの製造方法に存する。   That is, the gist of the present invention is that in the method for producing a polyester by the reaction of a diol and a dicarboxylic acid, sulfur atoms and nitrogen atoms are contained in the dicarboxylic acid in a ratio of sulfur atom weight / nitrogen atom weight greater than 0 in terms of atoms. It exists in the manufacturing method of polyester characterized by making it exist at 10 or less.

本発明は環境問題、化石資源の問題等の解決に貢献し、本発明の製造方法を用いて樹脂
を製造した際には、実用的な物性を有する樹脂を提供することが出来、産業上の利用価値は極めて大である。また、バイオマス資源から製造される本発明のポリエステルは、驚くべきことに同一構造の石油由来の原料から製造したポリエステルとくらべ生分解性が良好であるため、特定の窒素原子含有量とすることにより、生分解性に優れ、着色が少なく、機械的物性に優れた様々な用途展開可能な高分子量ポリエステルを提供することができる。
The present invention contributes to solving environmental problems, fossil resource problems, etc., and when a resin is produced using the production method of the present invention, a resin having practical physical properties can be provided. The utility value is extremely large. In addition, the polyester of the present invention produced from biomass resources is surprisingly better biodegradable than the polyester produced from petroleum-derived raw materials having the same structure. Further, it is possible to provide a high molecular weight polyester that is excellent in biodegradability, has little coloration, and has excellent mechanical properties and can be used in various applications.

また、現在の大気圏の地球環境下で植生した天然材料から発酵等の手法により入手した、いわゆるジオール単位またはジカルボン酸単位をポリエステルのモノマーとして使用するために、原料が非常に安価に入手できる。植物原料生産が各地に分散して多様化できるので、原料供給が非常に安定していること、および大気圏の地球環境下において為されるために、二酸化炭素の吸収および放出の物質収支の較差が比較的均衡している。しかも環境に非常に優しい、安全なポリエステルと認識できる。   In addition, since a so-called diol unit or dicarboxylic acid unit obtained from a natural material vegetated under the present global environment in the atmosphere by a technique such as fermentation is used as a polyester monomer, the raw material can be obtained at a very low cost. Since plant raw material production can be dispersed and diversified in various places, the supply of raw materials is very stable, and the difference in the mass balance of carbon dioxide absorption and emission is made because it is done in the global environment of the atmosphere. It is relatively balanced. Moreover, it can be recognized as an environmentally friendly and safe polyester.

このような本発明のポリエステルは、材料の物性、構造および機能において評価できるばかりでなく、化石燃料由来のポリエステルには全く期待できない、リサイクルを含めた循環型社会の実現性を潜在的に保有する利点を有する。これは、従来型の化石燃料依存型の指向とは異なる、あらたな視点のポリエステル製造プロセスを提供するものであるから、新たな第2ステージのプラスチックという、全く新たな視点から、プラスチック材料の利用および発展に著しく寄与するものである。本発明のポリエステルは、土壌投棄をやめて仮に焼却処分しても、有害物、悪臭を発生することが少ない。そのような問題を克服できる。   Such a polyester of the present invention not only can be evaluated in the physical properties, structure and function of the material, but also potentially has the feasibility of a recycling society including recycling that cannot be expected at all from polyester derived from fossil fuels. Have advantages. This is to provide a new polyester manufacturing process that is different from conventional fossil fuel-dependent orientation, so the use of plastic materials from a completely new perspective, a new second stage plastic. And contribute significantly to development. The polyester of the present invention is less likely to generate harmful substances and offensive odors even if the soil dumping is stopped and incinerated. You can overcome such problems.

以下、本発明につき詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

<ポリエステル>
本発明の対象とするポリエステルは、ジカルボン酸単位およびジオール単位を必須成分とする。なお、本発明においてジカルボン酸単位およびジオール単位を構成するジカルボン酸及びジオールは、少なくともいずれかがバイオマス資源から誘導されたものであることが好ましい。
<Polyester>
The polyester which is the object of the present invention contains a dicarboxylic acid unit and a diol unit as essential components. In the present invention, it is preferable that at least one of the dicarboxylic acid and diol constituting the dicarboxylic acid unit and the diol unit is derived from biomass resources.

これらバイオマス資源から誘導されたポリエステルでは、脂肪族ジカルボン酸単位及び脂肪族ジオール単位から構成される脂肪族ポリエステルが好ましい。   Of the polyesters derived from these biomass resources, aliphatic polyesters composed of aliphatic dicarboxylic acid units and aliphatic diol units are preferred.

(1)ジカルボン酸単位
ジカルボン酸単位を構成するジカルボン酸としては、芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸或いはこれらの混合物が挙げられる。芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸及びイソフタル酸等が挙げられ、芳香族ジカルボン酸の誘導体としては、芳香族ジカルボン酸の低級アルキルエステル、具体的には、メチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル及びブチルエステル等が挙げられる。この内、芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸が好ましく、芳香族ジカルボン酸の誘導体としては、ジメチルテレフタレートが好ましい。本件明細書に開示の芳香族ジカルボン酸を使用した場合にも、例えばジメチルテレフタレートと1,4−ブタンジオールのポリエステルのように任意の芳香族ジカルボン酸を使用することにより所望の芳香族ポリエステルが製造できる。
(1) Dicarboxylic acid unit
Examples of the dicarboxylic acid constituting the dicarboxylic acid unit include aromatic dicarboxylic acids, aliphatic dicarboxylic acids, and mixtures thereof. Examples of the aromatic dicarboxylic acid include terephthalic acid and isophthalic acid, and examples of the aromatic dicarboxylic acid derivative include lower alkyl esters of aromatic dicarboxylic acid, specifically methyl ester, ethyl ester, propyl ester, and butyl. Examples include esters. Among these, terephthalic acid is preferable as the aromatic dicarboxylic acid, and dimethyl terephthalate is preferable as the derivative of the aromatic dicarboxylic acid. Even when the aromatic dicarboxylic acid disclosed in the present specification is used, a desired aromatic polyester can be produced by using any aromatic dicarboxylic acid such as polyester of dimethyl terephthalate and 1,4-butanediol. it can.

脂肪族ジカルボン酸成分としては、脂肪族ジカルボン酸又はその誘導体が使用される。脂肪族ジカルボン酸としては、具体的には、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、ダイマー酸ならびにシクロヘキサンジカルボン酸等の、通常、炭素数が2以上40以下の鎖状或いは脂環式ジカルボン酸が挙げられる。また、脂肪族ジカルボン酸の誘導体として、上記脂肪族ジカルボン酸のメチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル及びブチルエステル等の低級アルキルエステルや例えば無水コ
ハク酸等の上記脂肪族ジカルボン酸の環状酸無水物も使用できる。これらの内、脂肪族ジカルボン酸としては、得られる重合体の物性の面から、アジピン酸、コハク酸、ダイマー酸またはこれらの混合物が好ましく、脂肪族ジカルボン酸の誘導体としては、アジピン酸及びコハク酸のメチルエステル、またはこれらの混合物が好ましい。
As the aliphatic dicarboxylic acid component, an aliphatic dicarboxylic acid or a derivative thereof is used. Specific examples of the aliphatic dicarboxylic acid include oxalic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, dimer acid, and cyclohexanedicarboxylic acid, which usually have 2 to 40 carbon atoms. Examples include chain or alicyclic dicarboxylic acids. Examples of the aliphatic dicarboxylic acid derivative include lower alkyl esters such as methyl ester, ethyl ester, propyl ester, and butyl ester of the aliphatic dicarboxylic acid, and cyclic acid anhydrides of the aliphatic dicarboxylic acid such as succinic anhydride. Can be used. Among these, the aliphatic dicarboxylic acid is preferably adipic acid, succinic acid, dimer acid or a mixture thereof from the viewpoint of the physical properties of the resulting polymer. The aliphatic dicarboxylic acid derivatives are adipic acid and succinic acid. The methyl esters of these, or mixtures thereof, are preferred.

これらのジカルボン酸は単独でも2種以上混合して使用することもできる。   These dicarboxylic acids can be used alone or in combination of two or more.

本発明において、これらのジカルボン酸は、バイオマス資源から誘導されるものが好ましい。   In the present invention, these dicarboxylic acids are preferably derived from biomass resources.

本発明でいうバイオマス資源とは、植物の光合成作用で太陽の光エネルギーがデンプンやセルロースなどの形に変換されて蓄えられたもの、植物体を食べて成育する動物の体や、植物体や動物体を加工してできる製品等が含まれる。この中でも、より好ましいバイオマス資源としては、植物資源であるが、例えば、木材、稲わら、籾殻、米ぬか、古米、とうもろこし、サトウキビ、キャッサバ、サゴヤシ、おから、コーンコブ、タピオカカス、バガス、植物油カス、芋、そば、大豆、油脂、古紙、製紙残渣、水産物残渣、家畜排泄物、下水汚泥、食品廃棄物等が挙げられる。この中でも木材、稲わら、籾殻、米ぬか、古米、とうもろこし、サトウキビ、キャッサバ、サゴヤシ、おから、コーンコブ、タピオカカス、バガス、植物油カス、芋、そば、大豆、油脂、古紙、製紙残渣等の植物資源が好ましく、より好ましくは、木材、稲わら、籾殻、古米、とうもろこし、サトウキビ、キャッサバ、サゴヤシ、芋、油脂、古紙、製紙残渣であり、最も好ましくはとうもろこし、さとうきび、キャッサバ、サゴヤシである。これらのバイオマス資源は、一般に、窒素原子やNa、K、Mg、Ca等の多くのアルカリ金属、アルカリ土類金属を含有する。   Biomass resources as used in the present invention are those in which solar light energy is converted into a form such as starch or cellulose by the photosynthetic action of plants, animals that grow by eating plants, plants or animals Includes products made by processing the body. Among these, more preferable biomass resources are plant resources, such as wood, rice straw, rice husk, rice bran, old rice, corn, sugar cane, cassava, sago palm, okara, corn cob, tapioca cass, bagasse, vegetable oil cass, straw , Buckwheat, soybeans, fats and oils, waste paper, papermaking residue, marine product residue, livestock excrement, sewage sludge, food waste and the like. Among them, plant resources such as wood, rice straw, rice husk, rice bran, old rice, corn, sugar cane, cassava, sago palm, okara, corn cob, tapioca cass, bagasse, vegetable oil residue, buckwheat, soy, oil, waste paper, paper residue Wood, rice straw, rice husk, old rice, corn, sugar cane, cassava, sago palm, straw, oil and fat, waste paper, papermaking residue, and most preferably corn, sugar cane, cassava, sago palm. These biomass resources generally contain many alkali metals and alkaline earth metals such as nitrogen atoms, Na, K, Mg, and Ca.

そしてこれらのバイオマス資源は、特に限定はされないが、例えば酸やアルカリ等の化学処理、微生物を用いた生物学的処理、物理的処理等の公知の前処理・糖化の工程を経て炭素源へ誘導される。その工程には、例えば、通常、特に限定はされないが、バイオマス資源をチップ化する、削る、擦り潰す等の前処理による微細化工程が含まれる。必要に応じて、更にグラインダーやミルで粉砕工程が含まれる。こうして微細化されたバイオマス資源は、更に前処理・糖化の工程を経て炭素源へ誘導されるが、その具体的な方法としては、硫酸、硝酸、塩酸、燐酸等の強酸で酸処理、アルカリ処理、アンモニア凍結蒸煮爆砕法、溶媒抽出、超臨界流体処理、酸化剤処理等の化学的方法や、微粉砕、蒸煮爆砕法、マイクロ波処理、電子線照射等の物理的方法、微生物や酵素処理による加水分解等生物学的処理が挙げられる。   These biomass resources are not particularly limited, but are induced to carbon sources through known pretreatment and saccharification processes such as chemical treatment with acids and alkalis, biological treatment with microorganisms, physical treatment, and the like. Is done. The process usually includes, for example, a micronization process by pretreatment such as chipping, scraping, or crushing biomass resources, although it is not particularly limited. If necessary, a grinding process is further included with a grinder or a mill. The biomass resources refined in this way are further guided to a carbon source through pretreatment and saccharification processes, and specific methods include acid treatment and alkali treatment with strong acids such as sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, and phosphoric acid. , Chemical methods such as ammonia freezing steam explosion method, solvent extraction, supercritical fluid treatment, oxidant treatment, etc., physical methods such as fine grinding, steam explosion method, microwave treatment, electron beam irradiation, microorganisms and enzyme treatment Biological treatment such as hydrolysis may be mentioned.

上記のバイオマス資源から誘導される炭素源としては、通常、グルコース、マンノース、ガラクトース、フルクトース、ソルボース、タガトース等のヘキソース、アラビノース、キシロース、リボース、キシルロース、リブロース等のペントース、ペントサン、サッカロース、澱粉、セルロース等の2糖・多糖類、酪酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、パルミトレイン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、モノクチン酸、アラキジン酸、エイコセン酸、アラキドン酸、ベヘニン酸、エルカ酸、ドコサペンタエン酸、ドコサヘキサエン酸、リグノセリン酸、セラコレン酸等の油脂、グリセリン、マンニトール、キシリトール、リビトール等のポリアルコール類等の発酵性糖質が用いられ、このうちグルコース、フルクトース、キシロースが好ましく、特にグルコースが好ましい。より広義の植物資源由来の炭素源としては、紙の主成分であるセルロースが好ましい。   Carbon sources derived from the above biomass resources usually include hexoses such as glucose, mannose, galactose, fructose, sorbose, tagatose, pentoses such as arabinose, xylose, ribose, xylulose, ribulose, pentose, saccharose, starch, cellulose Disaccharides and polysaccharides such as butyric acid, caproic acid, caprylic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, palmitoleic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, monoctinic acid, arachidic acid, eicosene Fermentation of fats and oils such as acids, arachidonic acid, behenic acid, erucic acid, docosapentaenoic acid, docosahexaenoic acid, lignoceric acid, ceracolonic acid, polyalcohols such as glycerin, mannitol, xylitol, ribitol Carbohydrate are used, these glucose, fructose, xylose are preferred, and glucose is particularly preferred. As a carbon source derived from a broader plant resource, cellulose which is a main component of paper is preferable.

これらの炭素源を用いて、微生物変換による発酵法や加水分解・脱水反応・水和反応・酸化反応等の反応工程を含む化学変換法ならびにこれらの発酵法と化学変換法の組み合わせによりジカルボン酸が合成される。これらの中でも微生物変換による発酵法が好ましい。   Using these carbon sources, dicarboxylic acids can be produced by microbial conversion fermentation methods, chemical conversion methods including hydrolysis, dehydration reaction, hydration reaction, oxidation reaction, etc., and combinations of these fermentation methods and chemical conversion methods. Synthesized. Among these, the fermentation method by microbial conversion is preferable.

微生物変換に用いる微生物としては、ジカルボン酸の生産能を有すれば特に限定されな
いが、例えば、Anaerobiospirillum属 (米国特許第5143833 号明細書)等の嫌気性細菌、Actinobacillus属(米国特許第5504004号明細書)、Escherichia属(米国特許第5770435号明細書)等の通性嫌気性細菌(E.coli(J.Bacteriol.,57:147−158)又は E.coliの株の変異体(特表2000−500333号公報、米国特許第6159738号明細書)など)、Corynebacterium属(特開平11−113588号公報)などの好気性細菌、Bacillus属、Rizobium属、Brevibacterium属、Arthrobacter属に属する好気性細菌(特開2003−235593号公報)、Bacteroidesruminicola、Bacteroidesamylophilus等の嫌気性ルーメン細菌などを用いることができる。
The microorganism used for microbial conversion is not particularly limited as long as it has the ability to produce dicarboxylic acid. For example, anaerobic bacteria such as Anaerobiospirillum (US Pat. No. 5,143,833), Actinobacillus (US Pat. No. 5,504,004) ), A facultative anaerobic bacterium (E. coli (J. Bacteriol., 57: 147-158) such as the genus Escherichia (US Pat. No. 5,770,435) or a mutant of a strain of E. coli (Special Table 2000) Aerobic bacteria such as the genus Corynebacterium (Japanese Patent Laid-Open No. 11-113588), the genus Bacillus, the genus Rizobium, the genus Brevibacterium, the Arthro Aerobic bacteria belonging to the genus Bacter (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-235593), Bacteroides ruminicola, Bacteroides amylophilus, and the like can be used.

より具体的には、本発明に使用できる細菌の親株は、コリネ型細菌(coryneform bacterium)、バチルス属細菌、又はリゾビウム属細菌が好ましく、コリネ型細菌がより好ましい。これらの菌は、微生物変換により琥珀酸の生産能を有する。   More specifically, the parent strain of bacteria that can be used in the present invention is preferably a coryneform bacterium, a Bacillus bacterium, or a Rhizobium bacterium, and more preferably a coryneform bacterium. These bacteria have the ability to produce succinic acid by microbial conversion.

コリネ型細菌としては、コリネバクテリウム属に属する微生物、ブレビバクテリウム属に属する微生物又はアースロバクター属に属する微生物が挙げられ、このうち好ましくは、コリネバクテリウム属又はブレビバクテリウム属に属するものが挙げられ、更に好ましくは、コリネバクテリウム・グルタミカム(Corynebacterium glutamicum)、ブレビバクテリウム・フラバム(Brevibacterium flavum)、ブレビバクテリウム・アンモニアゲネス(Brevibacterium ammoniagenes)又はブレビバクテリウム・ラクトファーメンタム(Brevibacterium lactofermentum)に属する微生物が挙げられる。   Examples of coryneform bacteria include microorganisms belonging to the genus Corynebacterium, microorganisms belonging to the genus Brevibacterium, or microorganisms belonging to the genus Arthrobacter, and among these, those belonging to the genus Corynebacterium or Brevibacterium And more preferably, Corynebacterium glutamicum, Brevibacterium flavum, Brevibacterium amniagenes or Brementac fermentum bacterium. And microorganisms belonging to

上記細菌の親株の特に好ましい具体例としては、ブレビバクテリウム・フラバムMJ−233(FERM BP−1497)、同MJ−233 AB−41(FERM BP−1498)、ブレビバクテリウム・アンモニアゲネス ATCC6872、コリネバクテリウム・グルタミカム ATCC31831、及びブレビバクテリウム・ラクトファーメンタムATCC13869等が挙げられる。なお、ブレビバクテリウム・フラバムは、現在、コリネバクテリウム・グルタミカムに分類される場合もあることから(Lielbl, W., Ehrmann, M., Ludwig, W. and Schleifer, K. H., International Journal of Systematic Bacteriology, 1991, vol. 41, p255−260)、本発明においては、ブレビバクテリウム・フラバムMJ−233株、及びその変異株MJ−233 AB−41株はそれぞれ、コリネバクテリウム・グルタミカムMJ−233株及びMJ−233 AB−41株と同一の株であるものとする。   Particularly preferred specific examples of the above-mentioned bacterial parent strains include Brevibacterium flavum MJ-233 (FERM BP-1497), MJ-233 AB-41 (FERM BP-1498), Brevibacterium ammoniagenes ATCC6872, Coryne And bacteria glutamicum ATCC 31831 and Brevibacterium lactofermentum ATCC 13869. Brevibacterium flavum is currently sometimes classified as Corynebacterium glutamicum (Lielbl, W., Ehrmann, M., Ludwig, W. and Schleiffer, K. H., International Journal). of Systemic Bacteriology, 1991, vol. 41, p255-260), Brevibacterium flavum MJ-233 strain and its mutant MJ-233 AB-41 strain are respectively corynebacterium glutamicum MJ. -233 strain and MJ-233 AB-41 strain.

なお、ブレビバクテリウム・フラバムMJ−233は、1975年4月28日に、通商産業省工業技術院生命工学工業技術研究所(現独立法人 産業技術総合研究所 特許寄託センター)(〒305−8566日本国茨城県つくば市東1丁目1番地1 中央第6)に受託番号FERM P−3068として寄託され、1981年5月1日にブダペスト条約に基づく国際寄託に移管され、受託番号FERM BP−1497が付与されている。   Brevibacterium flavum MJ-233 was released on April 28, 1975 at the Institute of Biotechnology, National Institute of Technology, Ministry of International Trade and Industry (currently the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Patent Deposit Center). Deposited under the deposit number FERM P-3068 in Tsukuba City, 1-1-1 Higashi 1-chome, Ibaraki, Japan, and transferred to an international deposit under the Budapest Treaty on May 1, 1981, with the deposit number FERM BP-1497 Has been granted.

微生物変換における反応温度、圧力等の反応条件は、選択される菌体、カビなど微生物の活性に依存することになるが、ジカルボン酸を得るための好適な条件を各々の場合に応じて選択すればよい。   Reaction conditions such as reaction temperature and pressure in microbial conversion will depend on the activity of microorganisms such as selected cells and molds, but suitable conditions for obtaining dicarboxylic acids should be selected in each case. That's fine.

微生物変換においては、pHが低くなると微生物の代謝活性が低くなったり、或いは微生物が活動を停止するようになり、製造歩留まりが悪化したり、微生物が死滅するため、通常には中和剤を使用する。通常はpHセンサーによって反応系内のpHを計測し、所定のpH範囲となるように中和剤の添加によりpHを調節する。中和剤の添加方法については特に制限はなく、連続添加であっても間欠添加であってもよい。   In microbial conversion, neutralizing agents are usually used because the metabolic activity of microorganisms decreases or the activity of microorganisms stops when pH decreases, and the production yield deteriorates or the microorganisms die. To do. Usually, the pH in the reaction system is measured by a pH sensor, and the pH is adjusted by adding a neutralizing agent so as to be in a predetermined pH range. There is no restriction | limiting in particular about the addition method of a neutralizing agent, Continuous addition or intermittent addition may be sufficient.

中和剤としてはアンモニア、炭酸アンモニウム、尿素、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ金属の炭酸塩、アルカリ土類金属の炭酸塩が挙げられる。好ましくはアンモニア、炭酸アンモニウム、尿素である。なお上記アルカリ(土類)金属の水酸化物としてはNaOH、KOH、Ca(OH)、Mg(OH)等、或いはこれらの混合物などが挙げられ、アルカリ(土類)金属の炭酸塩としては、NaCO、KCO、CaCO、MgCO、NaKCO等、或いはこれらの混合物などが挙げられる。 Examples of the neutralizing agent include ammonia, ammonium carbonate, urea, alkali metal hydroxide, alkaline earth metal hydroxide, alkali metal carbonate, and alkaline earth metal carbonate. Ammonia, ammonium carbonate and urea are preferred. Examples of the alkali (earth) metal hydroxide include NaOH, KOH, Ca (OH) 2 , Mg (OH) 2 , or a mixture thereof. Examples of the alkali (earth) metal carbonate include is, Na 2 CO 3, K 2 CO 3, CaCO 3, MgCO 3, NaKCO 3 etc., or the like and mixtures thereof.

pH値は、用いる菌体、カビ等の微生物の種類に応じて、その活性が最も有効に発揮される範囲に調整されるが、一般的には、pH4〜10、好ましくは6〜9程度の範囲である。   The pH value is adjusted to a range in which the activity is most effectively exhibited depending on the type of microorganisms such as fungus bodies and molds to be used. In general, the pH value is about 4 to 10, preferably about 6 to 9. It is a range.

発酵法を含む製造方法により得られるジカルボン酸の精製方法は、電気透析を用いる方法、イオン交換樹脂を用いる方法、塩交換法等が知られている。例えばジカルボン酸塩を分離し純粋な酸を生成する電気透析および水分解工程を組み合わせて用いることによって製造し、更なる精製を、一連のイオン交換カラムに生成物ストリームを通すことによって達成しても良いし、ジカルボン酸の過飽和溶液に変換するための水分解電気透析を用いても良い(米国特許第5,034,105号明細書)。また、塩交換法としては、例えばジカルボン酸のアンモニア塩を硫酸水素アンモニウム及び/または硫酸と十分に低いpHで混合して反応させジカルボン酸及び硫酸アンモニウムを生成させても良い(特表2001−514900号公報)。イオン交換樹脂を用いる具体的方法としては、ジカルボン酸の溶液から遠心分離、濾過等により菌体等の固形分を除去した後、イオン交換樹脂で脱塩し、その溶液から結晶化或いはカラムクロマトグラフィーによりジカルボン酸を分離精製する方法が挙げられる。その他の精製方法としては、特開平3−30685号公報に記載のように水酸化カルシウムを中和剤として醗酵し、硫酸により硫酸カルシウムを析出させて除去した後、強酸性イオン交換樹脂、弱塩基性イオン交換樹脂を用いて処理する方法や特開平2−283289号公報に記載のように発酵法により生成した琥珀酸塩を、電気透析した後、強酸性イオン交換樹脂、弱塩基性イオン交換樹脂を用いて処理する方法が例示される。更には、USP6284904号明細書ならびに特開2004−196768号公報に記載の方法も好適に使用される。すなわち、本発明においては、精製方法はどのような方法を用いても良く、上記の、電気透析を用いる方法、イオン交換樹脂を用いる方法、硫酸等の酸で処理する方法、水、アルコール、カルボン酸或いはそれらの混合物を用いた晶析ならびに洗浄、ろ過、乾燥などの上記の公知文献や本発明の参考例に記載の任意の単位操作を任意の組み合わせで、必要に応じて繰り返し実施することにより本発明に適した精製されたモノマー原料を製造することができる。これらの中では、特に、コスト、効率の点でイオン交換法又は塩交換法が好ましく、工業的生産性の点で塩交換法が特に好ましい。   As a method for purifying a dicarboxylic acid obtained by a production method including a fermentation method, a method using electrodialysis, a method using an ion exchange resin, a salt exchange method, and the like are known. For example, it can be produced by using a combination of electrodialysis and water splitting steps to separate the dicarboxylate salt to produce pure acid, and further purification can be achieved by passing the product stream through a series of ion exchange columns. Alternatively, hydrolytic electrodialysis for conversion to a supersaturated solution of dicarboxylic acid may be used (US Pat. No. 5,034,105). Further, as a salt exchange method, for example, dicarboxylic acid and ammonium sulfate may be mixed and reacted with ammonium hydrogen sulfate and / or sulfuric acid at a sufficiently low pH to produce dicarboxylic acid and ammonium sulfate (Japanese Patent Publication No. 2001-514900). Publication). As a specific method using an ion exchange resin, after removing solids such as cells from a dicarboxylic acid solution by centrifugation, filtration, etc., desalting with an ion exchange resin and crystallization or column chromatography from the solution. Can be used to separate and purify the dicarboxylic acid. As another purification method, as described in JP-A-3-30685, fermented with calcium hydroxide as a neutralizing agent, precipitated and removed calcium sulfate with sulfuric acid, then strongly acidic ion exchange resin, weak base After the electrodialysis of the succinate produced by the fermentation method as described in JP-A-2-283289 or the method of treating with a basic ion exchange resin, a strongly acidic ion exchange resin, a weakly basic ion exchange resin The method of processing using is illustrated. Furthermore, the methods described in US Pat. No. 6,284,904 and JP-A No. 2004-196768 are also preferably used. That is, in the present invention, any purification method may be used, such as the method using electrodialysis, the method using ion exchange resin, the method of treating with an acid such as sulfuric acid, water, alcohol, carvone. By repeating the crystallization using an acid or a mixture thereof and any unit operations described in the above-mentioned known documents such as washing, filtration, drying, etc. and the reference examples of the present invention in any combination, and repeatedly as necessary. A purified monomer raw material suitable for the present invention can be produced. Among these, the ion exchange method or the salt exchange method is particularly preferable in terms of cost and efficiency, and the salt exchange method is particularly preferable in terms of industrial productivity.

精製によりジカルボン酸中に含まれる不純物の窒素化合物や金属カチオンの量を減らすことが、通常、実用的な重合体を得るために必要である。   It is usually necessary to reduce the amount of impurity nitrogen compounds and metal cations contained in the dicarboxylic acid by purification in order to obtain a practical polymer.

上述の方法にてバイオマス資源から誘導されたジカルボン酸には、バイオマス資源由来、発酵処理ならびに酸による中和工程を含む精製処理に起因して不純物として窒素原子が含まれてくる。具体的には、アミノ酸、たんぱく質、アンモニウム塩、尿素、発酵菌由来等の窒素原子が含まれてくる。   The dicarboxylic acid derived from the biomass resource by the above-mentioned method contains nitrogen atoms as impurities due to the purification process including the biomass resource origin, fermentation treatment and neutralization step with acid. Specifically, nitrogen atoms such as amino acids, proteins, ammonium salts, urea, and fermenting bacteria are included.

上述の方法にてバイオマス資源から誘導されたジカルボン酸中に含まれる窒素原子含有量は、ジカルボン酸質量に対して、原子換算にして、上限は通常2000wtppm以下、好ましくは、1000wtppm以下、より好ましくは100wtppm以下、最も好ましくは50wtppm以下である。下限は通常、0.01wtppm以上、好ましくは、精製工程の経済性の理由から0.1wtppm以上である。   The nitrogen atom content contained in the dicarboxylic acid derived from the biomass resource by the above-mentioned method is usually 2000 wtppm or less, preferably 1000 wtppm or less, more preferably, in terms of atoms with respect to the dicarboxylic acid mass. 100 wtppm or less, most preferably 50 wtppm or less. The lower limit is usually 0.01 wtppm or more, preferably 0.1 wtppm or more for reasons of economic efficiency of the purification process.

本発明でいうwtppmとは質量ppmである。   In the present invention, wtppm means mass ppm.

窒素原子含有量は、元素分析法等の公知の方法や、アミノ酸分析計を用い、生体アミノ酸分離条件にて試料中のアミノ酸やアンモニアを分離し、これらをニンヒドリン発色させて検出する方法により測定される値である。   The nitrogen atom content is measured by a known method such as elemental analysis or an amino acid analyzer and a method of separating amino acids and ammonia in a sample under biological amino acid separation conditions and detecting them by ninhydrin color development. Value.

窒素原子含有量が上記の範囲にあるジカルボン酸を用いることで、得られるポリエステルの着色の減少に有利になる。また、ポリエステルの重合反応の遅延化を抑制する効果も併せ持つ。   Use of a dicarboxylic acid having a nitrogen atom content in the above range is advantageous in reducing coloring of the resulting polyester. It also has the effect of suppressing the delay of the polyester polymerization reaction.

ジカルボン酸中に含まれる不純物のアンモニアの量を効率的に減らす具体的な方法として、目的とするジカルボン酸よりもpHの高い弱酸性の有機酸を使用した反応晶析方法が挙げられる。   As a specific method for efficiently reducing the amount of impurity ammonia contained in the dicarboxylic acid, there is a reaction crystallization method using a weakly acidic organic acid having a pH higher than that of the target dicarboxylic acid.

また、発酵法により製造したジカルボン酸を用いる場合には、酸による中和工程を含む精製処理により硫黄原子が含まれてくる場合がある。具体的に、硫黄原子が含有される不純物としては、硫酸、硫酸塩、亜硫酸、有機スルホン酸、有機スルホン酸塩等が挙げられる。   Moreover, when using the dicarboxylic acid manufactured by the fermentation method, a sulfur atom may be contained by the refinement | purification process including the neutralization process by an acid. Specifically, examples of the impurities containing sulfur atoms include sulfuric acid, sulfate, sulfurous acid, organic sulfonic acid, and organic sulfonate.

ジカルボン酸中に含まれる硫黄原子含有量は、ジカルボン酸質量に対して、原子換算にして、上限は通常100wtppm以下、好ましくは、20wtppm以下、より好ましくは、上限が5wtppm以下、最も好ましくは、上限は0.5wtppm以下である。一方、下限は通常、0.001wtppm以上、好ましくは、0.01wtppm以上、より好ましくは、0.1wtppm以上である。多すぎると、重合反応が遅延化したり、ポリマーの安定性が低下する傾向がある。また、貯蔵容器の腐食の問題も発生する。一方、少なすぎる系は、好ましい形態であるが、精製工程が煩雑となり経済的に不利になる。硫黄原子含有量は、公知の元素分析法により測定される値である。   The sulfur atom content contained in the dicarboxylic acid is, in terms of atoms, based on the dicarboxylic acid mass, the upper limit is usually 100 wtppm or less, preferably 20 wtppm or less, more preferably the upper limit is 5 wtppm or less, and most preferably the upper limit. Is 0.5 wtppm or less. On the other hand, the lower limit is usually 0.001 wtppm or more, preferably 0.01 wtppm or more, more preferably 0.1 wtppm or more. When the amount is too large, the polymerization reaction tends to be delayed or the stability of the polymer tends to be lowered. There is also a problem of corrosion of the storage container. On the other hand, an excessively small system is a preferred form, but the purification process becomes complicated and economically disadvantageous. The sulfur atom content is a value measured by a known elemental analysis method.

具体的には、本発明における硫黄原子含有量は、試料を燃焼し発生した硫黄分を過酸化水素水に吸収させ、その硫酸イオンをイオンクロマトグラフを用いることにより測定することができる。   Specifically, the sulfur atom content in the present invention can be measured by causing a hydrogen peroxide solution to absorb a sulfur content generated by burning a sample and using an ion chromatograph for the sulfate ion.

本発明において、上述の方法で得られたバイオマス資源由来のジカルボン酸をポリエステル原料として使用するにあたり、重合系に連結される該ジカルボン酸を貯蔵するタンク内の酸素濃度を一定値以下に制御してもよい。これによりポリエステルの不純物である窒素源の酸化反応による着色を防止することができる。   In the present invention, when using the dicarboxylic acid derived from biomass resources obtained by the above-mentioned method as a polyester raw material, the oxygen concentration in the tank for storing the dicarboxylic acid connected to the polymerization system is controlled to a certain value or less. Also good. Thereby, coloring by the oxidation reaction of the nitrogen source which is an impurity of polyester can be prevented.

酸素濃度を制御し原料を貯蔵するためには、通常タンクが用いられる。しかし、タンク以外でも酸素濃度を制御できる装置であれば特に限定されない。貯蔵タンクの種類は具体的には限定は無く、公知の金属製もしくはこれらの内面にガラス、樹脂などのライニングを施したもの、さらにはガラス製、樹脂製の容器などが用いられる。強度の面などから金属製もしくはそれらにライニングを施したものが好んで用いられる。金属製タンクの材としては、公知のものが使用され、具体的には、炭素鋼、フェライト系ステンレス鋼、SUS410等のマルテンサイト系ステンレス鋼、SUS310、SUS304、SUS316等のオーステナイト系ステンレス鋼、クラッド鋼、鋳鉄、銅、銅合金、アルミニウム、インコネル、ハステロイ、チタン等が挙げられる。   A tank is usually used to control the oxygen concentration and store the raw material. However, the apparatus is not particularly limited as long as the apparatus can control the oxygen concentration other than the tank. The type of the storage tank is not specifically limited, and a known metal or those whose inner surfaces are lined with glass, resin, or the like, or a glass or resin container is used. From the viewpoint of strength, etc., those made of metal or those lining them are preferably used. As the metal tank material, known materials are used. Specifically, carbon steel, ferritic stainless steel, martensitic stainless steel such as SUS410, austenitic stainless steel such as SUS310, SUS304, and SUS316, clad Steel, cast iron, copper, copper alloy, aluminum, inconel, hastelloy, titanium and the like can be mentioned.

ジカルボン酸の貯蔵タンク内の酸素濃度は、貯蔵タンク全体積に対して、下限は特に限定されないが、通常0.00001vol%以上、好ましくは0.01vol%以上である。一方、上限が16vol%以下、好ましくは14vol%以下、より好ましくは、12vol%以下である。酸素濃度が低すぎる場合には、設備や管理工程が煩雑になり経済的に不利であり、一方、高すぎる場合には、製造されるポリマーの着色が増加する傾向がある。   The lower limit of the oxygen concentration in the dicarboxylic acid storage tank is not particularly limited with respect to the total volume of the storage tank, but is usually 0.00001 vol% or more, preferably 0.01 vol% or more. On the other hand, the upper limit is 16 vol% or less, preferably 14 vol% or less, and more preferably 12 vol% or less. When the oxygen concentration is too low, the equipment and the management process become complicated, which is economically disadvantageous. On the other hand, when the oxygen concentration is too high, coloring of the produced polymer tends to increase.

ジカルボン酸の貯蔵タンク内の温度は、下限が通常−50℃以上、好ましくは0℃以上である。一方、上限が通常200℃以下、好ましくは100℃以下、より好ましくは、50℃以下であるが、温度管理の必要がない理由から室温で貯蔵する方法が最も好ましい。温度が低すぎる場合には、貯蔵コストが増大する傾向があり、また、高すぎる場合には、カルボン酸の脱水反応等が併発する傾向がある。   The lower limit of the temperature in the dicarboxylic acid storage tank is usually −50 ° C. or higher, preferably 0 ° C. or higher. On the other hand, the upper limit is usually 200 ° C. or lower, preferably 100 ° C. or lower, and more preferably 50 ° C. or lower. However, the method of storing at room temperature is most preferable because there is no need for temperature control. When the temperature is too low, the storage cost tends to increase. When the temperature is too high, the dehydration reaction of carboxylic acid tends to occur simultaneously.

ジカルボン酸の貯蔵タンク内の湿度は、下限は特に限定されないが、通常0.0001%R.H.以上、好ましくは、0.001%R.H.以上であり、より好ましくは、0.01%R.H.以上、最も好ましくは、0.1%R.H.以上であり、上限が80%R.H.以下、好ましくは60%R.H.以下、より好ましくは40%R.H.以下、更に好ましくは30%R.H.以下、最も好ましくは10%R.H.以下である。湿度が低すぎる場合には、管理工程が煩雑で経済的に不利になる傾向があり、また、高すぎる場合には、貯蔵タンクや配管へのジカルボン酸の付着、ジカルボン酸のブロック化、貯蔵タンクが金属製の場合にはタンクの腐食等が問題になる傾向がある。 特に、不純物硫黄原子含有 量が高くなる程その傾向が増大する傾向がある。   The lower limit of the humidity in the dicarboxylic acid storage tank is not particularly limited, but is usually 0.0001% R.D. H. Or more, preferably 0.001% R.V. H. More preferably, 0.01% R.D. H. Or more, most preferably 0.1% R.I. H. The upper limit is 80% R.I. H. Below, preferably 60% R.I. H. Or less, more preferably 40% R.I. H. Hereinafter, more preferably 30% R.I. H. Hereinafter, most preferably 10% R.I. H. It is as follows. When the humidity is too low, the management process tends to be complicated and economically disadvantageous. When it is too high, the dicarboxylic acid adheres to the storage tank and piping, the dicarboxylic acid is blocked, and the storage tank. When the metal is made of metal, tank corrosion tends to be a problem. In particular, the tendency tends to increase as the impurity sulfur atom content increases.

本発明で使用されるジカルボン酸は、通常、着色の少ないものであることが好ましい。本発明で使用されるジカルボン酸の黄色度(YI値)は、その上限が、通常、50以下、好ましくは20以下、より好ましくは10以下、更に好ましくは6以下、特に好ましくは4以下であり、一方、その下限は、特には限定されないが、通常−20以上、好ましくは、−10以上、より好ましくは、―5以上、特に好ましくは−3以上、最も好ましくはー1以上である。高いYI値を示すジカルボン酸の使用は、製造するポリマーの着色が著しい欠点を有する。一方、低いYI値を示すジカルボン酸は、より好ましい形態ではあるが、その製造に極めて高額の設備投資を要する他、多大な製造時間を要するなど経済的に不利な点である。本発明において、YI値は、JIS K7105に基づく方法で測定される値である。   In general, the dicarboxylic acid used in the present invention is preferably less colored. The upper limit of the yellowness (YI value) of the dicarboxylic acid used in the present invention is usually 50 or less, preferably 20 or less, more preferably 10 or less, still more preferably 6 or less, and particularly preferably 4 or less. On the other hand, the lower limit thereof is not particularly limited, but is usually −20 or more, preferably −10 or more, more preferably −5 or more, particularly preferably −3 or more, and most preferably −1 or more. The use of dicarboxylic acids exhibiting a high YI value has a significant drawback in the coloration of the polymer produced. On the other hand, a dicarboxylic acid exhibiting a low YI value is a more preferable form, but it is economically disadvantageous in that it requires a very large capital investment for its production and requires a large production time. In the present invention, the YI value is a value measured by a method based on JIS K7105.

(2)ジオール単位
本発明においてジオール単位とは、芳香族ジオール及び/又は脂肪族ジオールから誘導されるものであり、公知の化合物を用いることができるが、脂肪族ジオールを使用するのが好ましい。
(2) Diol unit
In the present invention, the diol unit is derived from an aromatic diol and / or an aliphatic diol, and a known compound can be used, but an aliphatic diol is preferably used.

脂肪族ジオールとは、2個のOH基を有する脂肪族及び脂環式化合物であれば特に制限はされないが、炭素数の下限値が2以上であり、上限値が通常10以下、好ましくは6以下の脂肪族ジオールが挙げられる。   The aliphatic diol is not particularly limited as long as it is an aliphatic and alicyclic compound having two OH groups, but the lower limit of the carbon number is 2 or more, and the upper limit is usually 10 or less, preferably 6 The following aliphatic diols are mentioned.

脂肪族ジオールの具体例としては、例えば、エチレングリコール、1,3−プロピレングリコ−ル、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサメチレングリコール、デカメチレングリコール、1,4−ブタンジオール及び1,4−シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。これらは、単独でも2種以上の混合物として使用してもよい。   Specific examples of the aliphatic diol include, for example, ethylene glycol, 1,3-propylene glycol, neopentyl glycol, 1,6-hexamethylene glycol, decamethylene glycol, 1,4-butanediol, and 1,4- And cyclohexanedimethanol. These may be used alone or as a mixture of two or more.

この内、エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,3−プロピレングリコ−ル及び1,4−シクロヘキサンジメタノ−ルが好ましく、その中でも、エチレングリコール及び1,4−ブタンジオ−ルが好ましく、更には、1,4−ブタンジオ−ルが特に好ましい。   Among these, ethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,3-propylene glycol and 1,4-cyclohexanedimethanol are preferable, and among them, ethylene glycol and 1,4-butanediol are preferable. Furthermore, 1,4-butanediol is particularly preferable.

芳香族ジオールとしては、2個のOH基を有する芳香族化合物であれば、特に制限はされないが、炭素数の下限値が6以上であり、上限値が通常15以下の芳香族ジオールが挙げられる。芳香族ジオールの具体例としては、例えば、ヒドロキノン、1,5−ジヒドロキシナフタレン、4,4‘−ジヒドロキシジフェニル、ビス(p−ヒドロキシフェニル)メタン及びビス(p−ヒドロキシフェニル)―2,2―プロパン等が挙げられる。本発明において、ジオール全量中、芳香族ジオールの含有量は、通常、30モル%以下、好まし
くは20モル%以下、より好ましくは10モル%以下である。
The aromatic diol is not particularly limited as long as it is an aromatic compound having two OH groups, and examples thereof include aromatic diols having a lower limit of 6 or more carbon atoms and an upper limit of usually 15 or less. . Specific examples of the aromatic diol include, for example, hydroquinone, 1,5-dihydroxynaphthalene, 4,4′-dihydroxydiphenyl, bis (p-hydroxyphenyl) methane and bis (p-hydroxyphenyl) -2,2-propane. Etc. In the present invention, the content of the aromatic diol in the total amount of diol is usually 30 mol% or less, preferably 20 mol% or less, more preferably 10 mol% or less.

また、両末端ヒドロキシポリエーテルを上記の脂肪族ジオールと混合して使用してもよい。両末端ヒドロキシポリエーテルとしては、炭素数は下限値が通常4以上、好ましくは10以上であり、上限値が通常1000以下、好ましくは200以下、更に好ましくは100以下である。   Further, both terminal hydroxy polyethers may be used by mixing with the above aliphatic diol. As both-end hydroxy polyether, the lower limit is usually 4 or more, preferably 10 or more, and the upper limit is usually 1000 or less, preferably 200 or less, more preferably 100 or less.

両末端ヒドロキシポリエーテルの具体例としては、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリ1,3−プロパンジオール及びポリ1,6−ヘキサメチレングリコール等が挙げられる。また、ポリエチレングリコールとポリプロピレングリコールとの共重合ポリエーテル等を使用することもできる。これらの両末端ヒドロキシポリエーテルの使用量は、ポリエステル中の含量として、通常90重量%以下、好ましくは50重量%以下、より好ましくは30重量%以下に計算される量である。   Specific examples of both terminal hydroxy polyethers include diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, poly 1,3-propanediol, and poly 1,6-hexamethylene glycol. . In addition, a copolymerized polyether of polyethylene glycol and polypropylene glycol can be used. The use amount of these both terminal hydroxy polyethers is an amount calculated as a content in the polyester of usually 90% by weight or less, preferably 50% by weight or less, more preferably 30% by weight or less.

本発明において、これらのジオールは、バイオマス資源から誘導されたものを用いてもよい。具体的には、ジオール化合物はグルコース等の炭素源から発酵法により直接製造してもよいし、発酵法により得られたジカルボン酸、ジカルボン酸無水物、環状エーテルを化学反応によりジオール化合物に変換しても良い。   In the present invention, these diols may be derived from biomass resources. Specifically, the diol compound may be produced directly from a carbon source such as glucose by a fermentation method, or a dicarboxylic acid, dicarboxylic acid anhydride, or cyclic ether obtained by the fermentation method is converted into a diol compound by a chemical reaction. May be.

例えば1,4−ブタンジオールをコハク酸、コハク酸無水物、コハク酸エステル、マレイン酸、マレイン酸無水物、マレイン酸エステル、テトラヒドロフラン、γ−ブチロラクトン等から化学合成により1,4−ブタンジオールを製造しても良いし、発酵法により得られた1,3−ブタジエンから1,4−ブタンジオールを製造してもよい。この中でもコハク酸を還元触媒により水添して1,4−ブタンジオールを得る方法が効率的で好ましい。   For example, 1,4-butanediol is chemically synthesized from succinic acid, succinic anhydride, succinic ester, maleic acid, maleic anhydride, maleic ester, tetrahydrofuran, γ-butyrolactone, etc. to produce 1,4-butanediol. Alternatively, 1,4-butanediol may be produced from 1,3-butadiene obtained by a fermentation method. Among these, a method of hydrogenating succinic acid with a reduction catalyst to obtain 1,4-butanediol is efficient and preferable.

コハク酸を水添する触媒の例として、Pd、Ru、Re、Rh、Ni、Cu、Co及びその化合物が挙げられ、より具体的には、Pd/Ag/Re、Ru/Ni/Co/ZnO、Cu/Zn酸化物、Cu/Zn/Cr酸化物、Ru/Re、Re/C、Ru/Sn、Ru/Pt/Sn、Pt/Re/アルカリ、Pt/Re、Pd/Co/Re、Cu/Si、Cu/Cr/Mn、ReO/CuO/ZnO、CuO/CrO、Pd/Re、Ni/Co、Pd/CuO/CrO3、リン酸Ru、Ni/Co、Co/Ru/Mn、Cu/Pd/ KOH、Cu/Cr/Znが挙げられる。この中でもRu/Sn又はRu/Pt/Snが触媒活性の点で好ましい。 Examples of catalysts for hydrogenating succinic acid include Pd, Ru, Re, Rh, Ni, Cu, Co and compounds thereof, and more specifically, Pd / Ag / Re, Ru / Ni / Co / ZnO. Cu / Zn oxide, Cu / Zn / Cr oxide, Ru / Re, Re / C, Ru / Sn, Ru / Pt / Sn, Pt / Re / alkali, Pt / Re, Pd / Co / Re, Cu / Si, Cu / Cr / Mn, ReO / CuO / ZnO, CuO / CrO, Pd / Re, Ni / Co, Pd / CuO / CrO 3 , phosphoric acid Ru, Ni / Co, Co / Ru / Mn, Cu / Pd / KOH and Cu / Cr / Zn are mentioned. Among these, Ru / Sn or Ru / Pt / Sn is preferable in terms of catalytic activity.

更に、バイオマス資源から公知の有機化学触媒反応の組み合わせによりジオール化合物を製造する方法も積極的に用いられる。例えば、バイオマス資源としてペントースを利用する場合には公知の脱水反応、触媒反応の組み合わせで容易にブタンジオール等のジオールを製造できる。   Furthermore, a method of producing a diol compound from biomass resources by a combination of known organic chemical catalytic reactions is also actively used. For example, when pentose is used as a biomass resource, a diol such as butanediol can be easily produced by a combination of a known dehydration reaction and catalytic reaction.

バイオマス資源由来から誘導されたジオールには、バイオマス資源由来、発酵処理ならびに酸による中和工程を含む精製処理に起因して不純物として窒素原子が含まれてくる場合がある。この場合、具体的には、アミノ酸、蛋白質、アンモニア、尿素、発酵菌由来の窒素原子が含まれてくる。   The diol derived from the biomass resource may contain nitrogen atoms as impurities due to the purification process including the biomass resource origin, fermentation treatment, and neutralization step with acid. In this case, specifically, nitrogen atoms derived from amino acids, proteins, ammonia, urea, and fermenting bacteria are included.

上述の方法により製造したジオール中に含まれる窒素原子含有量は、ジオール質量に対して、原子換算にして、上限は通常2000wtppm以下、好ましくは、1000wtppm以下、より好ましくは100wtppm以下、最も好ましくは50wtppm以下である。下限は特に制限されないが、通常、0.01wtppm以上、好ましくは、精製工程の経済性の理由から0.1wtppm以上である。   The nitrogen atom content contained in the diol produced by the above-mentioned method is 2,000 wtppm or less, preferably 1000 wtppm or less, more preferably 100 wtppm or less, and most preferably 50 wtppm in terms of atoms with respect to the diol mass. It is as follows. The lower limit is not particularly limited, but is usually 0.01 wtppm or more, preferably 0.1 wtppm or more for reasons of economic efficiency of the purification process.

発酵法により製造したジオールを用いる場合には、酸による中和工程を含む精製処理に
より硫黄原子が含まれてくる場合がある。この場合、具体的に、硫黄原子が含有される不純物としては、硫酸、亜硫酸、有機スルホン酸塩等が挙げられる。
When using the diol manufactured by the fermentation method, a sulfur atom may be contained by the refinement | purification process including the neutralization process by an acid. In this case, specific examples of impurities containing sulfur atoms include sulfuric acid, sulfurous acid, and organic sulfonates.

ジオール中に含まれる硫黄原子含有量は、ジオール質量に対して、原子換算にして、上限は通常100wtppm以下、好ましくは、10wtppm以下、より好ましくは、上限が5wtppm以下、最も好ましくは、上限は0.5wtppm以下である。一方、下限は特に制限されないが、通常、0.001wtppm以上、好ましくは、0.01wtppm以上、より好ましくは、0.1wtppm以上である。多すぎると、重合反応が遅延化したり、製造するポリマーの安定性が低下する傾向がある。一方、硫黄原子含有量が少ない程、好ましい形態であるが、精製工程が煩雑となり経済的に不利になる。硫黄原子含有量は、公知の元素分析法により測定される値である。   The sulfur atom content contained in the diol is usually 100 wtppm or less, preferably 10 wtppm or less, more preferably 5 wtppm or less, and most preferably 0 upper limit in terms of atoms relative to the diol mass. .5 wtppm or less. On the other hand, the lower limit is not particularly limited, but is usually 0.001 wtppm or more, preferably 0.01 wtppm or more, more preferably 0.1 wtppm or more. When the amount is too large, the polymerization reaction tends to be delayed, or the stability of the polymer to be produced tends to decrease. On the other hand, the smaller the sulfur atom content, the more preferable it is. However, the purification process becomes complicated and economically disadvantageous. The sulfur atom content is a value measured by a known elemental analysis method.

本発明において、上述の方法で得られたバイオマス資源由来のジオールをポリエステル原料として使用するにあたり、上記不純物に起因するポリエステルの着色を抑制するため、重合系に連結されるジオールを貯蔵するタンク内の酸素濃度や温度を制御してもよい。この制御により、不純物により促進されるジオールの酸化反応が抑制され、不純物自身の着色やジオール酸化生成物によるポリエステルの着色を防止することができる。   In the present invention, when using the biomass resource-derived diol obtained by the above-mentioned method as a polyester raw material, in order to suppress the coloration of the polyester due to the impurities, in the tank for storing the diol linked to the polymerization system The oxygen concentration and temperature may be controlled. By this control, the oxidation reaction of the diol promoted by the impurities is suppressed, and the coloring of the impurities themselves and the coloring of the polyester by the diol oxidation product can be prevented.

酸素濃度を制御し原料を貯蔵するためには、通常タンクが用いられる。しかし、タンク以外でも酸素濃度を制御できる装置であれば特に限定されない。貯蔵タンクの種類は具体的には限定は無く、公知の金属製もしくはこれらの内面にガラス、樹脂などのライニングを施したもの、さらにはガラス製、樹脂製の容器などが用いられる。強度の面などから金属製もしくはそれらにライニングを施したものが好んで用いられる。金属製タンクの材としては、公知のものが使用され、具体的には、炭素鋼、フェライト系ステンレス鋼、SUS410等のマルテンサイト系ステンレス鋼、SUS310、SUS304、SUS316等のオーステナイト系ステンレス鋼、クラッド鋼、鋳鉄、銅、銅合金、アルミニウム、インコネル、ハステロイ、チタン等が挙げられる。   A tank is usually used to control the oxygen concentration and store the raw material. However, the apparatus is not particularly limited as long as the apparatus can control the oxygen concentration other than the tank. The type of the storage tank is not specifically limited, and a known metal or those whose inner surfaces are lined with glass, resin, or the like, or a glass or resin container is used. From the viewpoint of strength, etc., those made of metal or those lining them are preferably used. As the material for the metal tank, known materials are used. Specifically, carbon steel, ferritic stainless steel, martensitic stainless steel such as SUS410, austenitic stainless steel such as SUS310, SUS304, and SUS316, clad Steel, cast iron, copper, copper alloy, aluminum, inconel, hastelloy, titanium and the like can be mentioned.

ジオールの貯蔵タンク内の酸素濃度は、貯蔵タンク全体積に対して、下限は特に限定されないが、通常0.00001vol%以上、好ましくは 0.0001vol%以上であり、より好ましくは、0.001vol%以上、最も好ましくは、0.01vol%以上であり、上限が通常10vol%以下、好ましくは 5vol%以下、より好ましくは、1vol%以下、最 も好ましくは、0.1vol%以下である。酸素濃度が低すぎる場合には、管理工程が煩雑 となり経済的に不利になる傾向があり、また、高すぎる場合には、ジオールの酸化反応生成物によるポリマーの着色が増大する傾向がある。   The lower limit of the diol concentration in the storage tank is not particularly limited, but is usually 0.00001 vol% or more, preferably 0.0001 vol% or more, and more preferably 0.001 vol%. As described above, it is most preferably 0.01 vol% or more, and the upper limit is usually 10 vol% or less, preferably 5 vol% or less, more preferably 1 vol% or less, and most preferably 0.1 vol% or less. If the oxygen concentration is too low, the management process becomes complicated and tends to be economically disadvantageous. If it is too high, the coloring of the polymer by the oxidation reaction product of the diol tends to increase.

ジオールの貯蔵タンク内の貯蔵温度は、下限が通常15℃以上、好ましくは 30℃以上であり、より好ましくは、50℃以上、最も好ましくは、100℃以上であり、上限が230 ℃以下、好ましくは200℃以下、より好ましくは、180℃以下、最も好ましくは、160℃以下である。温度が低すぎる場合には、ポリエステル製造時の昇温に時間を要し、ポリエステル製造が経済的に不利になる傾向があるばかりかジオールの種類によっては固化してしまう場合がある。一方、高すぎる場合には、ジオールの気化により高圧対応の貯蔵設備が必要となり経済的に不利になるばかりかジオールの劣化が増大する傾向がある。   The lower limit of the diol storage temperature in the storage tank is usually 15 ° C. or higher, preferably 30 ° C. or higher, more preferably 50 ° C. or higher, most preferably 100 ° C. or higher, and the upper limit is 230 ° C. or lower. Is 200 ° C. or lower, more preferably 180 ° C. or lower, and most preferably 160 ° C. or lower. If the temperature is too low, it takes time to raise the temperature during the production of the polyester, and the polyester production tends to be economically disadvantageous, and may solidify depending on the type of diol. On the other hand, if it is too high, the diol vaporization requires a high-pressure storage facility, which is not only economically disadvantageous but also tends to increase the degradation of the diol.

ジオールの貯蔵タンク内の圧力は、通常大気圧(常圧)である。圧力が低すぎたり、高すぎる場合には、管理設備が煩雑になり経済的に不利となる。   The pressure in the diol storage tank is usually atmospheric pressure (normal pressure). If the pressure is too low or too high, the management facilities become complicated and economically disadvantageous.

本発明において、色相の良いポリマー製造に用いられるジオールの酸化生成物の含有量の上限は、通常、ジオール中、10000ppm以下、好ましくは、5000ppm以下、より好ましくは3000ppm以下、最も好ましくは2000ppm以下である。一方、下限は特に制限されないが、通常、1ppm以上、好ましくは、精製工程の経済性の理由から10ppm以上、より好ましくは100ppm以上である。   In the present invention, the upper limit of the content of the oxidation product of the diol used for producing a polymer having a good hue is usually 10,000 ppm or less, preferably 5000 ppm or less, more preferably 3000 ppm or less, most preferably 2000 ppm or less in the diol. is there. On the other hand, the lower limit is not particularly limited, but is usually 1 ppm or more, preferably 10 ppm or more, more preferably 100 ppm or more for reasons of economic efficiency of the purification step.

本発明においては、通常、ジオールは蒸留による精製工程を経てポリエステル原料として使用される。   In the present invention, the diol is usually used as a polyester raw material after a purification step by distillation.

本発明のポリエステルとは、上記に列挙したジカルボン酸単位およびジオール単位の範疇に属する各種化合物を主体とする成分の反応により製造されるポリエステルはすべて本発明のポリエステルに含まれるが、典型的なものとして、以下のポリエステルが具体的に例示できる。   The polyester of the present invention includes all polyesters produced by the reaction of components mainly composed of various compounds belonging to the categories of dicarboxylic acid units and diol units listed above, but the polyesters of the present invention are typical ones. As specific examples, the following polyesters can be exemplified.

コハク酸を用いたポリエステルとしては、コハク酸とエチレングリコールのポリエステル、コハク酸と1,3−プロピレングリコ−ルのポリエステル、コハク酸とネオペンチルグリコールのポリエステル、コハク酸と1,6−ヘキサメチレングリコールのポリエステル、コハク酸と1,4−ブタンジオールのポリエステル及びコハク酸と1,4−シクロヘキサンジメタノールのポリエステルなどが例示できる。   Polyesters using succinic acid include succinic acid and ethylene glycol polyester, succinic acid and 1,3-propylene glycol polyester, succinic acid and neopentyl glycol polyester, succinic acid and 1,6-hexamethylene glycol. And polyesters of succinic acid and 1,4-butanediol, polyesters of succinic acid and 1,4-cyclohexanedimethanol, and the like.

シュウ酸を用いたポリエステルとしては、シュウ酸とエチレングリコールのポリエステル、シュウ酸と1,3−プロピレングリコ−ルのポリエステル、シュウ酸とネオペンチルグリコールのポリエステル、シュウ酸と1,6−ヘキサメチレングリコールのポリエステル、シュウ酸と1,4−ブタンジオールのポリエステル及びシュウ酸と1,4−シクロヘキサンジメタノールのポリエステルなどが例示できる。   As polyesters using oxalic acid, oxalic acid and ethylene glycol polyester, oxalic acid and 1,3-propylene glycol polyester, oxalic acid and neopentyl glycol polyester, oxalic acid and 1,6-hexamethylene glycol And polyester of oxalic acid and 1,4-butanediol, polyester of oxalic acid and 1,4-cyclohexanedimethanol, and the like.

アジピン酸を用いたポリエステルとしては、アジピン酸とエチレングリコールのポリエステル、アジピン酸と1,3−プロピレングリコ−ルのポリエステル、アジピン酸とネオペンチルグリコールのポリエステル、アジピン酸と1,6−ヘキサメチレングリコールのポリエステル、アジピン酸と1,4−ブタンジオールのポリエステル及びアジピン酸1,4−シクロヘキサンジメタノールのポリエステルなどが例示できる。   Examples of polyesters using adipic acid include adipic acid and ethylene glycol polyester, adipic acid and 1,3-propylene glycol polyester, adipic acid and neopentyl glycol polyester, adipic acid and 1,6-hexamethylene glycol And polyester of adipic acid and 1,4-butanediol and 1,4-cyclohexanedimethanol of adipic acid.

その他、上記のジカルボン酸を組み合わせたポリエステルも好ましい組み合わせであり、コハク酸とアジピン酸とエチレングリコールのポリエステル、コハク酸とアジピン酸と1,4−ブタンジオールのポリエステル、テレフタル酸とアジピン酸と1,4−ブタンジオールのポリエステル及びテレフタル酸とコハク酸と1,4−ブタンジオールのポリエステルなどが例示できる。   In addition, a polyester in which the above dicarboxylic acid is combined is also a preferable combination, a polyester of succinic acid, adipic acid and ethylene glycol, a polyester of succinic acid, adipic acid and 1,4-butanediol, a terephthalic acid, adipic acid and 1, Examples include 4-butanediol polyester and terephthalic acid, succinic acid, and 1,4-butanediol polyester.

本発明は、上記のジオール成分とジカルボン酸成分に加えて、第3成分として共重合成分を加えた共重合ポリエステルも対象としている。その共重合成分の具体的な例としては、2官能のオキシカルボン酸や、架橋構造を形成するために3官能以上の多価アルコール、3官能以上の多価カルボン酸及び/又はその無水物並びに3官能以上のオキシカルボン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種の多官能化合物が挙げられる。これらの共重合成分の中では、高重合度の共重合ポリエステルが容易に製造できる傾向があるため、特に2官能及び/又は3官能以上のオキシカルボン酸が好適に使用される。その中でも、3官能以上のオキシカルボン酸の使用は、後述する鎖延長剤を使用することなく、極少量で容易に高重合度のポリエステルを製造できるのでもっとも好ましい方法である。   The present invention is also directed to a copolymer polyester in which a copolymer component is added as a third component in addition to the diol component and the dicarboxylic acid component. Specific examples of the copolymer component include a bifunctional oxycarboxylic acid, a trifunctional or higher polyhydric alcohol, a trifunctional or higher polyvalent carboxylic acid and / or an anhydride thereof to form a crosslinked structure, and Examples thereof include at least one polyfunctional compound selected from the group consisting of trifunctional or higher functional oxycarboxylic acids. Among these copolymer components, a bifunctional and / or trifunctional or higher functional oxycarboxylic acid is particularly preferably used because a copolymer polyester having a high degree of polymerization tends to be easily produced. Among them, the use of a trifunctional or higher functional oxycarboxylic acid is the most preferable method because a polyester having a high degree of polymerization can be easily produced in a very small amount without using a chain extender described later.

2官能のオキシカルボン酸としては、具体的には、乳酸、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシカプロン酸、2−ヒドロキシ3,3−ジメチル酪酸、2−ヒドロキシ−3−メチル酪酸、2−ヒドロキシイソカプロン酸等が挙げられるが、これらはオキシカルボン酸のエステルやラクトン、或いはオキシカルボン酸重合体等の誘導体であっても良い。また、これらオキシカルボン酸は単独でも、二種以上の混合物として使用することもできる。これらに光学異性体が存在する場合には、D体、L体、またはラセミ体のいずれでもよく、形態としては固体、液体、または水溶液であってもよい。これらの中では、入手の
容易な乳酸またはグリコール酸が特に好ましい。形態は、30〜95%の水溶液のものが容易に入手することができるので好ましい。高重合度のポリエステルを容易に製造する目的で2官能のオキシカルボン酸を共重合成分として使用する場合、任意の2官能のオキシカルボン酸を重合時に添加すると所望の共重合ポリエステルが製造できる。具体的には、その効果が発現する使用量の下限としては、通常、原料モノマーに対して通常、0.02モル%以上、好ましくは0.5モル%以上、より好ましくは1.0モル%以上である。一方、使用量の上限は、通常30モル%以下、好ましくは20モル%以下、より好ましくは10モル%以下である。
Specific examples of the bifunctional oxycarboxylic acid include lactic acid, glycolic acid, hydroxybutyric acid, hydroxycaproic acid, 2-hydroxy3,3-dimethylbutyric acid, 2-hydroxy-3-methylbutyric acid, and 2-hydroxyisocaprone. Examples of the acid include esters of oxycarboxylic acids, lactones, and derivatives of oxycarboxylic acid polymers. These oxycarboxylic acids can be used alone or as a mixture of two or more. When optical isomers exist in these, any of D-form, L-form, and racemic form may be sufficient, and a form may be a solid, a liquid, or aqueous solution. Of these, readily available lactic acid or glycolic acid is particularly preferable. The form is preferably 30 to 95% because an aqueous solution can be easily obtained. When a bifunctional oxycarboxylic acid is used as a copolymerization component for the purpose of easily producing a polyester having a high degree of polymerization, a desired copolymerized polyester can be produced by adding any bifunctional oxycarboxylic acid during polymerization. Specifically, the lower limit of the amount used to exhibit the effect is usually 0.02 mol% or more, preferably 0.5 mol% or more, more preferably 1.0 mol%, based on the raw material monomer. That's it. On the other hand, the upper limit of the amount used is usually 30 mol% or less, preferably 20 mol% or less, more preferably 10 mol% or less.

具体的にそのポリエステルの態様を示すと、2官能のオキシカルボン酸として乳酸を用いると、例えば、コハク酸−1,4−ブタンジオール−乳酸の共重合ポリエステルやコハク酸−アジピン酸−1,4−ブタンジオール−乳酸の共重合ポリエステルとなる。グリコール酸を用いると、例えば、コハク酸−1,4−ブタンジオール−グリコール酸の共重合ポリエステルである。   Specifically, when the polyester is used, when lactic acid is used as the bifunctional oxycarboxylic acid, for example, a copolymer polyester of succinic acid-1,4-butanediol-lactic acid or succinic acid-adipic acid-1,4 is used. -Copolymerized polyester of butanediol-lactic acid. When glycolic acid is used, for example, it is a copolymer polyester of succinic acid-1,4-butanediol-glycolic acid.

3官能以上の多価アルコールとしては、具体的には、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等が挙げられ、単独でも、二種以上の混合物として使用することもできる。   Specific examples of the trifunctional or higher polyhydric alcohol include glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol and the like, and they can be used alone or as a mixture of two or more.

共重合成分の3官能以上の多価アルコールとしてペンタエリスリトールを用いると、例えば、コハク酸−1,4−ブタンジオール−ペンタエリスリトールの共重合ポリエステルやコハク酸−アジピン酸−1,4−ブタンジオール−ペンタエリスリトールの共重合ポリエステルとなる。3官能以上の多価アルコールを任意に変えて、所望の共重合ポリエステルが製造できる。これらの共重合ポリエステルを鎖延長(カップリング)した高分子量のポリエステルも本発明のポリエステルの範疇に属する。   When pentaerythritol is used as a trifunctional or higher functional polyhydric alcohol as a copolymerization component, for example, succinic acid-1,4-butanediol-pentaerythritol copolymerized polyester or succinic acid-adipic acid-1,4-butanediol- It becomes a copolyester of pentaerythritol. A desired copolyester can be produced by arbitrarily changing a trihydric or higher polyhydric alcohol. High molecular weight polyesters obtained by chain extending (coupling) these copolymerized polyesters also belong to the category of the polyester of the present invention.

3官能以上の多価カルボン酸またはその無水物としては、具体的には、プロパントリカルボン酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、シクロペンタテトラカルボン酸無水物等が挙げられ、単独でも、二種以上の混合物として使用することもできる。   Specific examples of the tri- or higher functional polycarboxylic acid or anhydride thereof include propanetricarboxylic acid, pyromellitic anhydride, benzophenonetetracarboxylic anhydride, cyclopentatetracarboxylic anhydride, and the like. It can also be used as a mixture of two or more.

3官能以上のオキシカルボン酸としては、具体的には、リンゴ酸、ヒドロキシグルタル酸、ヒドロキシメチルグルタル酸、酒石酸、クエン酸、ヒドロキシイソフタル酸、ヒドロキシテレフタル酸等が挙げられ、単独でも、二種以上の混合物として使用することもできる。特に、入手のし易さから、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸ならびにその混合物が好ましい。   Specific examples of the tri- or higher functional oxycarboxylic acid include malic acid, hydroxyglutaric acid, hydroxymethylglutaric acid, tartaric acid, citric acid, hydroxyisophthalic acid, hydroxyterephthalic acid, and the like. It can also be used as a mixture of In particular, malic acid, tartaric acid, citric acid and a mixture thereof are preferable because of easy availability.

具体的にそのポリエステルの態様を示すと、共重合成分の3官能のオキシカルボン酸としてリンゴ酸を用いる場合、例えば、コハク酸−1,4−ブタンジオール−リンゴ酸の共重合ポリエステル、コハク酸−アジピン酸―1,4−ブタンジオール−リンゴ酸の共重合ポリエステル、コハク酸−1,4−ブタンジオール−リンゴ酸―酒石酸の共重合ポリエステル、コハク酸−アジピン酸―1,4−ブタンジオール−リンゴ酸―酒石酸の共重合ポリエステル、コハク酸−1,4−ブタンジオール−リンゴ酸―クエン酸の共重合ポリエステル、コハク酸−アジピン酸―1,4−ブタンジオール−リンゴ酸―クエン酸の共重合ポリエステルとなる。3官能のオキシカルボン酸を任意に変えて、所望の共重合ポリエステルが製造できる。   Specifically, when the embodiment of the polyester is shown, when malic acid is used as the trifunctional oxycarboxylic acid of the copolymer component, for example, a copolymer polyester of succinic acid-1,4-butanediol-malic acid, succinic acid- Adipic acid-1,4-butanediol-malic acid copolyester, succinic acid-1,4-butanediol-malic acid-tartaric acid copolyester, succinic acid-adipic acid-1,4-butanediol-apple Acid-tartaric acid copolyester, succinic acid-1,4-butanediol-malic acid-citric acid copolyester, succinic acid-adipic acid-1,4-butanediol-malic acid-citric acid copolyester It becomes. A desired copolyester can be produced by arbitrarily changing the trifunctional oxycarboxylic acid.

勿論、更に2官能のオキシカルボン酸との組み合わせで、例えば、コハク酸−1,4−ブタンジオール−リンゴ酸―乳酸の共重合ポリエステル、コハク酸−アジピン酸―1,4−ブタンジオール−リンゴ酸―乳酸の共重合ポリエステル、コハク酸−1,4−ブタンジオール−リンゴ酸―酒石酸―乳酸の共重合ポリエステル、コハク酸−アジピン酸―1,4−ブタンジオール−リンゴ酸―酒石酸―乳酸の共重合ポリエステル、コハク酸−1,4−
ブタンジオール−リンゴ酸―クエン酸―乳酸の共重合ポリエステル、コハク酸−アジピン酸―1,4−ブタンジオール−リンゴ酸―クエン酸―乳酸の共重合ポリエステルとなる。
Of course, in combination with a bifunctional oxycarboxylic acid, for example, succinic acid-1,4-butanediol-malic acid-lactic acid copolymer polyester, succinic acid-adipic acid-1,4-butanediol-malic acid -Copolymerized polyester of lactic acid, succinic acid-1,4-butanediol-malic acid-tartaric acid-lactic acid copolymerized polyester, succinic acid-adipic acid-1,4-butanediol-malic acid-tartaric acid-lactic acid copolymerized Polyester, succinic acid-1,4-
A copolymer polyester of butanediol-malic acid-citric acid-lactic acid, and a copolymer polyester of succinic acid-adipic acid-1,4-butanediol-malic acid-citric acid-lactic acid.

上記の3官能以上の多官能化合物単位の量は、ゲルの発生原因となるため通常、ポリエステルを構成する全単量体単位100モル%に対して、上限値が通常、5モル%以下、好ましくは1モル%以下、更に好ましくは、0.50モル%以下、特に好ましくは0.3モル%以下である。一方、高重合度のポリエステルを容易に製造する目的で3官能以上の化合物を共重合成分として使用する場合、その効果が発現する使用量の下限値としては、通常、0.0001モル%以上、好ましくは、0.001モル%以上、より好ましくは、0.005モル%以上、特に好ましくは0.01モル%以上である。   Since the amount of the above-mentioned trifunctional or higher polyfunctional compound unit causes generation of gel, the upper limit is usually 5 mol% or less, preferably 100 mol% of all monomer units constituting the polyester. Is 1 mol% or less, more preferably 0.50 mol% or less, and particularly preferably 0.3 mol% or less. On the other hand, when a tri- or higher functional compound is used as a copolymerization component for the purpose of easily producing a polyester having a high degree of polymerization, the lower limit of the amount used to achieve its effect is usually 0.0001 mol% or more, Preferably, it is 0.001 mol% or more, more preferably 0.005 mol% or more, and particularly preferably 0.01 mol% or more.

また、ポリエステルの融点の下限は、通常、50℃以上あり、好ましくは、60℃以上、より好ましくは、80℃以上である。また上限は、脂肪族ポリエステルの場合、140℃以下であり、好ましくは130℃以下である。   Moreover, the minimum of melting | fusing point of polyester is 50 degreeC or more normally, Preferably, it is 60 degreeC or more, More preferably, it is 80 degreeC or more. In the case of aliphatic polyester, the upper limit is 140 ° C. or lower, preferably 130 ° C. or lower.

本発明のポリエステルは、カーボネート化合物やジイソシアネート化合物等の鎖延長剤を使用することもできるが、その量は、通常、ポリエステルを構成する全単量体単位に対し、カーボネート結合ならびにウレタン結合が10モル%以下である。しかしながら、本発明のポリエステルを生分解性樹脂として使用する場合には、ジイソシアネートやカーボネート結合が存在すると、生分解性を阻害する可能性があるため、その使用量は、ポリエステルを構成する全単量体単位に対し、カーボネート結合が1モル%未満、好ましくは、0.5モル%以下、より好ましくは0.1モル%以下であり、ウレタン結合が、0.06モル%未満、好ましくは0.01モル%以下、より好ましくは0.001モル%以下である。   The polyester of the present invention may use a chain extender such as a carbonate compound or a diisocyanate compound, but the amount thereof is usually 10 mol of carbonate bond and urethane bond with respect to all monomer units constituting the polyester. % Or less. However, when the polyester of the present invention is used as a biodegradable resin, the presence of diisocyanate or carbonate bond may inhibit biodegradability. The carbonate bond is less than 1 mol%, preferably 0.5 mol% or less, more preferably 0.1 mol% or less, and the urethane bond is less than 0.06 mol%, preferably less than 0.06 mol%, based on the body unit. It is at most 01 mol%, more preferably at most 0.001 mol%.

カーボネート化合物としては、具体的には、ジフェニルカーボネート、ジトリールカーボネート、ビス(クロロフェニル)カーボネート、m-クレジルカーボネート、ジナフチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジブチルカーボネート、エチレンカーボネート、ジアミルカーボネート、ジシクロヘキシルカーボネートなどが例示される。その他、フェノール類、アルコール類のようなヒドロキシ化合物から誘導される、同種、または異種のヒドロキシ化合物からなるカーボネート化合物が使用可能である。   Specific examples of the carbonate compound include diphenyl carbonate, ditolyl carbonate, bis (chlorophenyl) carbonate, m-cresyl carbonate, dinaphthyl carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dibutyl carbonate, ethylene carbonate, diamyl carbonate, and dicyclohexyl. Examples include carbonate. In addition, carbonate compounds composed of the same or different hydroxy compounds derived from hydroxy compounds such as phenols and alcohols can be used.

ジイソシアネート化合物としては、具体的には、2,4−トリレンジイソシアネート、 2,4−トリレンジイソシアネートと2,6−トリレンジイソシアネートとの混合体、ジ フェニルメタンジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水素化キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の公知のジイソシアネートなどが例示される。   Specific examples of the diisocyanate compound include 2,4-tolylene diisocyanate, a mixture of 2,4-tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, and 1,5-naphthylene diisocyanate. And known diisocyanates such as xylylene diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, and isophorone diisocyanate.

また、その他の鎖延長剤として、ジオキサゾリン、珪酸エステルなどを使用してもよい。珪酸エステルとしては、具体的には、テトラメトキシシラン、ジメトキシジフェニルシラン、ジメトキシジメチルシラン、ジフェニルジヒドロキシラン等が例示される。   Moreover, you may use a dioxazoline, a silicate ester, etc. as another chain extender. Specific examples of the silicate ester include tetramethoxysilane, dimethoxydiphenylsilane, dimethoxydimethylsilane, and diphenyldihydroxylane.

珪酸エステルは、環境保全ならびに安全性の面の理由からは、特にその使用量に制限はされないが、操作が煩雑になったり、重合速度に影響を与える可能性があるため、その使用量は少ない方が良い場合がある。従って、この含有量は、ポリエステルを構成する全単量体単位に対して、0.1 モル%以下とするのが好ましく、10-5 モル%以下とするのが更に好ましい。 Silicate esters are not particularly limited in terms of use for reasons of environmental protection and safety, but they are used in small quantities because they can be cumbersome and affect the polymerization rate. Sometimes it is better. Therefore, this content is preferably 0.1 mol% or less, more preferably 10 −5 mol% or less, based on all monomer units constituting the polyester.

このように、本発明のポリエステルとは、ポリエステル、共重合ポリエステル、鎖延長(カップリング)された高分子量のポリエステル、および変性ポリエステルを包含するものをポリエステルと総称している。   Thus, the polyester of the present invention is a generic term for polyesters, polyesters, copolymer polyesters, chain-extended (coupled) high molecular weight polyesters, and modified polyesters.

尚、本発明においては実質上鎖延長剤を含有しないポリエステルが好ましい。但し、溶融テンションを高めるために、毒性の低い化合物を添加する限り、少量のパーオキサイドを添加してもよい。   In the present invention, a polyester containing substantially no chain extender is preferred. However, in order to increase the melt tension, a small amount of peroxide may be added as long as a low toxicity compound is added.

また本発明においては、ポリエステル末端基をカルボジイミド、エポキシ化合物、単官能性のアルコール又はカルボン酸で封止しても良い。   In the present invention, the polyester terminal group may be sealed with carbodiimide, an epoxy compound, a monofunctional alcohol or carboxylic acid.

カルボジイミド化合物としては、分子中に1個以上のカルボジイミド基を有する化合物(ポリカルボジイミド化合物を含む)が挙げられ、具体的には、モノカルボジイミド化合物として、ジシクロヘキシルカルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド、ジメチルカルボジイミド、ジイソブチルカルボジイミド、ジオクチルカルボジイミド、t−ブチルイソプロピルカルボジイミド、ジフェニルカルボジイミド、ジ−t−ブチルカルボジイミド、ジ−β−ナフチルカルボジイミド、N,N’−ジ−2,6−ジイソプロピルフェニルカルボジイミドなどが例示される。ポリカルボジイミド化合物としては、その重合度が、下限が通常2以上、好ましくは4以上であり、上限が通常40以下、好ましくは、30以下であるものが使用され、米国特許第2941956号明細書、特公昭47−33279号公報、J.Org.Chem.28巻、p2069−2075(1963)、及びChemical Review 1981、81巻、第4号、p.619−621等に記載された方法により製造されたものが挙げられる。   Examples of the carbodiimide compound include compounds having one or more carbodiimide groups in the molecule (including polycarbodiimide compounds). Specifically, as the monocarbodiimide compound, dicyclohexylcarbodiimide, diisopropylcarbodiimide, dimethylcarbodiimide, diisobutylcarbodiimide, Examples include dioctylcarbodiimide, t-butylisopropylcarbodiimide, diphenylcarbodiimide, di-t-butylcarbodiimide, di-β-naphthylcarbodiimide, N, N′-di-2,6-diisopropylphenylcarbodiimide and the like. As the polycarbodiimide compound, those having a degree of polymerization of usually 2 or more, preferably 4 or more and an upper limit of usually 40 or less, preferably 30 or less, are used, U.S. Pat. No. 2,941,956, Japanese Patent Publication No. 47-33279, J. Pat. Org. Chem. 28, p2069-2075 (1963), and Chemical Review 1981, 81, No. 4, p. And those produced by the method described in 619-621 and the like.

ポリカルボジイミド化合物の製造原料である有機ジイソシアネートとしては、例えば、芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネートやこれらの混合物を挙げることができ、具体的には、1,5−ナフタレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルジメチルメタンジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネートと2,6−トリレンジイソシアネートの混合物、ヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、2,6−ジイソプロピルフェニルイソシアネート、1,3,5−トリイソプロピルベンゼン−2,4−ジイソシアネートなどが例示される。   Examples of the organic diisocyanate that is a raw material for producing the polycarbodiimide compound include aromatic diisocyanates, aliphatic diisocyanates, alicyclic diisocyanates, and mixtures thereof. Specifically, 1,5-naphthalene diisocyanate, 4 , 4'-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diphenyldimethylmethane diisocyanate, 1,3-phenylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 2,4 A mixture of tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, cyclohexane-1,4-diisocyanate, xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate And 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, methylcyclohexane diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, 2,6-diisopropylphenyl isocyanate, 1,3,5-triisopropylbenzene-2,4-diisocyanate, etc. .

工業的に入手可能な具体的なポリカルボジイミドとしては、カルボジライトHMV−8CA(日清紡製)、カルボジライト LA−1(日清紡製)、スタバクゾールP(ラインケミー社製)、スタバクゾールP100(ラインケミー社製)などが例示される。   Specific examples of industrially available polycarbodiimides include Carbodilite HMV-8CA (Nisshinbo), Carbodilite LA-1 (Nisshinbo), Starbazole P (Rhein Chemie), Starbazole P100 (Rhein Chemie) and the like. Is done.

カルボジイミド化合物は単独で使用することもできるが、複数の化合物を混合して使用することもできる。   The carbodiimide compound can be used alone, but a plurality of compounds can also be mixed and used.

<ポリエステルの製造方法>
ジオール単位及びジカルボン酸単位を主体とするポリエステルの製造は、特定比率にて硫黄原子及び窒素原子を存在させて反応を行う他は公知の技術で行うことができる。このポリエステルを製造する際の重合反応は、従来から採用されている適切な条件を設定することができ、特に制限されない。具体的には、上記のジカルボン酸成分とジオール成分、更にオキシカルボン酸単位や3官能以上の成分を導入する場合には、それらの成分も含めたジカルボン酸成分とジオール成分とのエステル化反応及び/又はエステル交換反応を行った後、減圧下での重縮合反応を行うといった溶融重合の一般的な方法や、有機溶媒を用いた公知の溶液加熱脱水縮合方法によって製造することができるが、経済性ならびに製造工程の簡略性の観点から、無溶媒下で行う溶融重合法が好ましい。
<Production method of polyester>
The production of a polyester mainly composed of a diol unit and a dicarboxylic acid unit can be carried out by a known technique except that the reaction is carried out in the presence of a sulfur atom and a nitrogen atom at a specific ratio. The polymerization reaction at the time of producing this polyester can set appropriate conditions conventionally employed and is not particularly limited. Specifically, in the case of introducing the dicarboxylic acid component and the diol component, and further an oxycarboxylic acid unit or a trifunctional or higher component, an esterification reaction between the dicarboxylic acid component including these components and the diol component, and It can be produced by a general method of melt polymerization, such as a polycondensation reaction under reduced pressure after transesterification, or a known solution heating dehydration condensation method using an organic solvent. From the viewpoints of performance and simplicity of the production process, a melt polymerization method performed in the absence of a solvent is preferable.

本発明は、ポリエステル中に下記の特定比率にて硫黄原子及び窒素原子を存在させるよ
うな条件下で反応を行うことが必須である。
In the present invention, it is essential to carry out the reaction under such conditions that a sulfur atom and a nitrogen atom are present in the polyester at the following specific ratio.

本発明において、硫黄原子と窒素原子との原子換算で原子量比(硫黄原子重量/窒素原子重量)は、上限は、通常、100以下、好ましくは、10以下、より好ましくは、1以下、下限は、通常、0より大きく、好ましくは0.000001以上であり、より好ましくは、0.00001以上、さらに好ましくは0.0001以上である。この比率が、高すぎると、反応槽の腐食やジオールの変性による重合反応の遅延化が問題となる傾向があり、低すぎると、ポリエステルの着色や重合反応の遅延化が問題となる傾向がある。   In the present invention, the upper limit of the atomic weight ratio (sulfur atom weight / nitrogen atom weight) in terms of atoms of sulfur atom and nitrogen atom is usually 100 or less, preferably 10 or less, more preferably 1 or less, and the lower limit is Usually, it is larger than 0, preferably 0.000001 or more, more preferably 0.00001 or more, and further preferably 0.0001 or more. When this ratio is too high, there is a tendency for the polymerization reaction to be delayed due to corrosion of the reaction vessel or diol modification, and when it is too low, the coloring of the polyester or the delay of the polymerization reaction tends to be a problem. .

各原子の反応系に存在する量を具体的にあげると、反応系内に存在する硫黄原子含有量は、ポリエステルに対して質量比で、上限は通常100wtppm以下、好ましくは、20wtppm以下、より好ましくは、上限が5wtppm以下、最も好ましくは、上限は0.5ppm以下である。一方、下限は特に制限されないが、通常、0wtppmより大きく、好ましくは0.001wtppm以上、より好ましくは、0.01wtppm以上、更に好ましくは、0.1wtppm以上である。多すぎると、反応槽の腐食やジオールの変性による重合反応の遅延化、製造するポリマーの安定性の低下が引き起こされる傾向がある。一方、少なすぎると、共重合成分の精製・管理工程が煩雑となり経済的に不利になる。   Specifically, the amount of each atom present in the reaction system is a sulfur atom content in the reaction system in a mass ratio to the polyester, and the upper limit is usually 100 wtppm or less, preferably 20 wtppm or less, more preferably. The upper limit is 5 wtppm or less, and most preferably the upper limit is 0.5 ppm or less. On the other hand, the lower limit is not particularly limited, but is usually greater than 0 wtppm, preferably 0.001 wtppm or more, more preferably 0.01 wtppm or more, and further preferably 0.1 wtppm or more. When the amount is too large, there is a tendency that the reaction of the reaction vessel is delayed, the polymerization reaction is delayed due to the modification of the diol, and the stability of the polymer to be produced is lowered. On the other hand, if the amount is too small, the process of refining and managing the copolymer component becomes complicated, which is economically disadvantageous.

反応系内に存在する窒素原子は、ポリエステルに対して質量比で、上限は通常2000wtppm以下、好ましくは、1000wtppm以下、より好ましくは100wtppm以下、最も好ましくは50wtppm以下である。下限は特に制限されないが、通常、0wtppmより大きく、好ましくは0.01wtppm以上、より好ましくは、精製工程の経済性の理由から0.1wtppm以上である。窒素原子が多すぎると、ポリエステルの着色や重合反応の遅延化が顕著になる傾向があり、少なすぎると反応槽の腐食や重合反応の遅延化、製造するポリマーの安定性の低下等の問題が生じる傾向がある。   The nitrogen atoms present in the reaction system are in a mass ratio to the polyester, and the upper limit is usually 2000 wtppm or less, preferably 1000 wtppm or less, more preferably 100 wtppm or less, and most preferably 50 wtppm or less. The lower limit is not particularly limited, but is usually greater than 0 wtppm, preferably 0.01 wtppm or more, more preferably 0.1 wtppm or more for reasons of economic efficiency of the purification process. When there are too many nitrogen atoms, there is a tendency that the coloring of the polyester and the delay of the polymerization reaction become prominent, and when it is too small, there are problems such as corrosion of the reaction tank, the delay of the polymerization reaction, and a decrease in the stability of the polymer to be produced. Tend to occur.

本発明において、上記比率にて硫黄原子及び窒素原子を存在させて反応を行うには、下記に記載の方法が挙げられるが、特に制限はなく反応系内に硫黄原子と窒素原子が特定の比率で存在していれば良い。   In the present invention, in order to carry out the reaction in the presence of sulfur atoms and nitrogen atoms at the above-mentioned ratio, the following methods are mentioned, but there is no particular limitation, and there is a specific ratio of sulfur atoms and nitrogen atoms in the reaction system. As long as it exists.

例えば、窒素原子及び硫黄原子を反応系内に上記範囲内にて存在させる方法として、(i)重合中に硫黄原子及び/又は窒素原子を含有する化合物を添加する方法、(ii)原料モノ マーとして窒素原子及び/又は硫黄原子を含有するジカルボン酸及び/又はジオールを用いる方法等が挙げられる。但し、モノマーとしてバイオマス資源を用いる場合には、製造プロセスの簡略化の理由から後者の方法が好ましい。   For example, as a method for causing nitrogen atoms and sulfur atoms to exist in the reaction system within the above range, (i) a method of adding a compound containing sulfur atoms and / or nitrogen atoms during polymerization, and (ii) a raw material monomer. And a method using a dicarboxylic acid and / or diol containing a nitrogen atom and / or a sulfur atom. However, when biomass resources are used as the monomer, the latter method is preferred for the reason of simplifying the production process.

(i)重合中に硫黄原子及び窒素原子を含有する化合物を添加する方法を用いる場合、 下記化合物を適宜組み合わせて所定の比率とすればよい。化合物を添加する時期は、ポリエステルが重合反応槽から抜き出される前であれば特に限定されない。
窒素原子を含有する化合物としては、アミノ酸、たんぱく質、アンモニア、アンモニウム塩、尿素ならびにこれらの混合物等が挙げられ、これらの中では、生成するポリエステルの着色が比較的少ない理由からアンモニウム塩が好ましく、その代表的な化合物はジカルボン酸のアンモニウム塩である。これらの化合物は、2種以上用いてもよい。
(i) When using the method of adding a compound containing a sulfur atom and a nitrogen atom during the polymerization, the following compounds may be appropriately combined to give a predetermined ratio. The timing for adding the compound is not particularly limited as long as it is before the polyester is extracted from the polymerization reaction tank.
Examples of the compound containing a nitrogen atom include amino acids, proteins, ammonia, ammonium salts, urea, and mixtures thereof. Among these, ammonium salts are preferable because the resulting polyester has relatively little coloration. A representative compound is an ammonium salt of a dicarboxylic acid. Two or more of these compounds may be used.

硫黄原子を含有する化合物としては、硫酸、硫酸塩、亜硫酸、有機スルホン酸、有機スルホン酸塩ならびにこれらの混合物等が挙げられ、これらの中では、重合速度の向上が顕著である理由から硫酸、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム等の硫酸塩、トルスルホン酸等の有機スルホン酸、トルスルホン酸ナトリウム等の有機酸塩が好ましい。これらの化合物は、2種以上用いてもよい。   Examples of the compound containing a sulfur atom include sulfuric acid, sulfate, sulfurous acid, organic sulfonic acid, organic sulfonate, and mixtures thereof. Among these, sulfuric acid, Preference is given to sulfates such as sodium sulfate, magnesium sulfate and calcium sulfate, organic sulfonic acids such as tolsulfonic acid, and organic acid salts such as sodium tolsulfonic acid. Two or more of these compounds may be used.

また、窒素原子と硫黄原子を両方持つ化合物も好適に使用され、その代表例は硫酸アン
モニウムである。(ii) 原料モノマーとして窒素原子及び/又は硫黄原子を含有するジカ ルボン酸及び/又はジオールを用いる方法については、上述したバイオマス資源由来のジカルボン酸及び/又はジオールを用いる方法が挙げられる。
A compound having both a nitrogen atom and a sulfur atom is also preferably used, and a typical example thereof is ammonium sulfate. (ii) Examples of the method using dicarboxylic acid and / or diol containing nitrogen atoms and / or sulfur atoms as raw material monomers include the above-described methods using dicarboxylic acid and / or diol derived from biomass resources.

なお、反応系中の硫黄原子と窒素原子との所定の比率を制御するため、上記した (i)重合中に硫黄原子及び/又は窒素原子を含有する化合物を添加する方法と、(ii) 原料モノ マーとして窒素原子及び/又は硫黄原子を含有するジカルボン酸及び/又はジオールを用いる方法を適宜組み合わせてもよい。   In order to control a predetermined ratio of sulfur atoms and nitrogen atoms in the reaction system, (i) a method of adding a compound containing sulfur atoms and / or nitrogen atoms during the polymerization, and (ii) a raw material You may combine suitably the method using the dicarboxylic acid and / or diol containing a nitrogen atom and / or a sulfur atom as a monomer.

ポリエステルを製造する際に用いるジオールの使用量は、ジカルボン酸またはその誘導体100モルに対し、実質的に等モルであるが、一般には、エステル化及び/又はエステル交換反応及び/又は縮重合反応中の留出があることから、0.1〜20モル%過剰に用いられる。   The amount of diol used in the production of the polyester is substantially equimolar with respect to 100 mol of the dicarboxylic acid or derivative thereof, but in general during the esterification and / or transesterification and / or polycondensation reactions. Is used in excess of 0.1 to 20 mol%.

また、重縮合反応は、重合触媒の存在下に行うのが好ましい。重合触媒の添加時期は、重縮合反応以前であれば特に限定されず、原料仕込み時に添加しておいてもよく、減圧開始時に添加してもよい。   The polycondensation reaction is preferably performed in the presence of a polymerization catalyst. The addition timing of the polymerization catalyst is not particularly limited as long as it is before the polycondensation reaction, and it may be added when the raw materials are charged, or may be added at the start of pressure reduction.

重合触媒としては、一般には、周期表で、水素、炭素を除く1族〜14族金属元素を含む化合物が挙げられる。具体的には、チタン、ジルコニウム、錫、アンチモン、セリウム、ゲルマニウム、亜鉛、コバルト、マンガン、鉄、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、ナトリウム及びカリウムからなる群から選ばれた、少なくとも1種以上の金属を含むカルボン酸塩、アルコキシ塩、有機スルホン酸塩又はβ−ジケトナート塩等の有機基を含む化合物、更には前記した金属の酸化物、ハロゲン化物等の無機化合物及びそれらの混合物が挙げられる。   As the polymerization catalyst, in general, a compound containing a group 1 to group 14 metal element excluding hydrogen and carbon in the periodic table can be used. Specifically, at least one metal selected from the group consisting of titanium, zirconium, tin, antimony, cerium, germanium, zinc, cobalt, manganese, iron, aluminum, magnesium, calcium, strontium, sodium, and potassium. And compounds containing an organic group such as carboxylate, alkoxy salt, organic sulfonate, or β-diketonate salt, and inorganic compounds such as metal oxides and halides described above, and mixtures thereof.

これらの中では、チタン、ジルコニウム、ゲルマニウム、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム及びカルシウムを含む金属化合物、並びにそれらの混合物が好ましく、その中でも、特に、チタン化合物及びゲルマニウム化合物が好ましい。また、触媒は、重合時に溶融或いは溶解した状態であると重合速度が高くなる理由から、重合時に液状であるか、エステル低重合体やポリエステルに溶解する化合物が好ましい。   Among these, metal compounds containing titanium, zirconium, germanium, zinc, aluminum, magnesium and calcium, and mixtures thereof are preferable, and among these, titanium compounds and germanium compounds are particularly preferable. In addition, the catalyst is preferably a compound that is liquid at the time of polymerization or that dissolves in an ester low polymer or polyester because the polymerization rate increases when it is melted or dissolved at the time of polymerization.

チタン化合物としては、テトラアルキルチタネートが好ましく、具体的には、テトラ−n−プロピルチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラ−n−ブチルチタネート、テトラ−t−ブチルチタネート、テトラフェニルチタネート、テトラシクロヘキシルチタネート、テトラベンジルチタネート及びこれらの混合チタネートが挙げられる。また、チタン(オキシ)アセチルアセトネート、チタンテトラアセチルアセトネート、チタン(ジイソプロキシド)アセチルアセトネート、チタンビス(アンモニウムラクテイト)ジヒドロキシド、チタンビス(エチルアセトアセテート)ジイソプロポキシド、チタン(トリエタノールアミネート)イソプロポキシド、ポリヒドロキシチタンステアレート、チタンラクテート、チタントリエタノールアミネート、ブチルチタネートダイマー等も好んで用いられる。更には、酸化チタンや、チタンと珪素を含む複合酸化物(例えば、Acordis Industrial Fibers社製のチタニア/シリカ複合酸化物(製品名:C−94))も好んで用いられる。これらの中では、テトラ−n−プロピルチタネート、テトライソプロピルチタネート及びテトラ−n−ブチルチタネート、チタン(オキシ)アセチルアセトネート、チタンテトラアセチルアセトネート、チタンビス(アンモニウムラクテイト)ジヒドロキシド、ポリヒドロキシチタンステアレート、チタンラクテート、ブチルチタネートダイマー、酸化チタン、チタニア/シリカ複合酸化物(例えば、Acordis Industrial Fibers社製の製品名:C−94)が好ましく、テトラ−n−ブチルチタネート、チタン(オキシ)アセチルアセトネート、チタンテトラアセチルアセトネート、ポリヒドロキシチタンステアレート、チタンラクテート、ブチルチタネートダイマー、チタニア/シリカ複合酸化物(例えば、Acordis Indus
trial Fibers社製の製品名:C−94)がより好ましく、特に、テトラ−n −ブチルチタネート、ポリヒドロキシチタンステアレート、チタン(オキシ)アセチルアセトネート、チタンテトラアセチルアセトネート、チタニア/シリカ複合酸化物(例えば、Acordis Industrial Fibers社製の製品名:C−94)が好ましい。
The titanium compound is preferably a tetraalkyl titanate, specifically, tetra-n-propyl titanate, tetraisopropyl titanate, tetra-n-butyl titanate, tetra-t-butyl titanate, tetraphenyl titanate, tetracyclohexyl titanate, tetra Examples include benzyl titanate and mixed titanates thereof. In addition, titanium (oxy) acetylacetonate, titanium tetraacetylacetonate, titanium (diisoproxide) acetylacetonate, titanium bis (ammonium lactate) dihydroxide, titanium bis (ethylacetoacetate) diisopropoxide, titanium (triethanolaminate) ) Isopropoxide, polyhydroxytitanium stearate, titanium lactate, titanium triethanolamate, butyl titanate dimer and the like are also preferably used. Furthermore, titanium oxide and composite oxides containing titanium and silicon (for example, titania / silica composite oxide (product name: C-94) manufactured by Acordis Industrial Fibers) are preferably used. Among these, tetra-n-propyl titanate, tetraisopropyl titanate and tetra-n-butyl titanate, titanium (oxy) acetylacetonate, titanium tetraacetylacetonate, titanium bis (ammonium lactate) dihydroxide, polyhydroxytitanium stearate Rate, titanium lactate, butyl titanate dimer, titanium oxide, titania / silica composite oxide (for example, product name: C-94 manufactured by Acordis Industrial Fibers), tetra-n-butyl titanate, titanium (oxy) acetylacetate Nate, titanium tetraacetylacetonate, polyhydroxytitanium stearate, titanium lactate, butyl titanate dimer, titania / silica composite oxide (for example, Aco dis Indus
Trial Fibers product name: C-94) is more preferred, especially tetra-n-butyl titanate, polyhydroxy titanium stearate, titanium (oxy) acetyl acetonate, titanium tetraacetyl acetonate, titania / silica composite oxidation. (For example, product name: C-94 manufactured by Acordis Industrial Fibers) is preferable.

ジルコニウム化合物としては、具体的には、ジルコニウムテトラアセテイト、ジルコニウムアセテイトヒドロキシド、ジルコニウムトリス(ブトキシ)ステアレート、ジルコニルジアセテイト、シュウ酸ジルコニウム、シュウ酸ジルコニル、シュウ酸ジルコニウムカリウム、ポリヒドロキシジルコニウムステアレート、ジルコニウムエトキシド、ジルコニウムテトラ−n−プロポキシド、ジルコニウムテトライソプロポキシド、ジルコニウムテトラ−n−ブトキシド、ジルコニウムテトラ−t−ブトキシド、ジルコニウムトリブトキシアセチルアセトネートならびにそれらの混合物が例示される。更には、酸化ジルコニウムや、例えばジルコニウムと珪素を含む複合酸化物も好適に使用される。これらの中では、ジルコニルジアセテイト、ジルコニウムトリス(ブトキシ)ステアレート、ジルコニウムテトラアセテイト、ジルコニウムアセテイトヒドロキシド、シュウ酸ジルコニウムアンモニウム、シュウ酸ジルコニウムカリウム、ポリヒドロキシジルコニウムステアレート、ジルコニウムテトラ−n−プロポキシド、ジルコニウムテトライソプロポキシド、ジルコニウムテトラ−n−ブトキシド、ジルコニウムテトラ−t−ブトキシドが好ましく、ジルコニルジアセテイト、ジルコニウムテトラアセテイト、ジルコニウムアセテイトヒドロキシド、ジルコニウムトリス(ブトキシ)ステアレート、シュウ酸ジルコニウムアンモニウム、ジルコニウムテトラ−n−プロポキシド、ジルコニウムテトラ−n−ブトキシドがより好ましく、特にジルコニウムトリス(ブトキシ)ステアレートが着色のない高重合度のポリエステルが容易に得られる理由から好ましい。   Specific examples of the zirconium compound include zirconium tetraacetate, zirconium acetylate hydroxide, zirconium tris (butoxy) stearate, zirconyl diacetate, zirconium oxalate, zirconyl oxalate, potassium potassium oxalate, and polyhydroxyzirconium. Examples include stearate, zirconium ethoxide, zirconium tetra-n-propoxide, zirconium tetraisopropoxide, zirconium tetra-n-butoxide, zirconium tetra-t-butoxide, zirconium tributoxyacetylacetonate and mixtures thereof. Furthermore, zirconium oxide and composite oxides containing, for example, zirconium and silicon are also preferably used. Among these, zirconyl diacetate, zirconium tris (butoxy) stearate, zirconium tetraacetate, zirconium acetate acetate, zirconium ammonium oxalate, zirconium potassium oxalate, polyhydroxyzirconium stearate, zirconium tetra-n- Propoxide, zirconium tetraisopropoxide, zirconium tetra-n-butoxide, zirconium tetra-t-butoxide are preferred, zirconyl diacetate, zirconium tetraacetate, zirconium acetate acetate hydroxide, zirconium tris (butoxy) stearate, sulphur Zirconium ammonium acid, zirconium tetra-n-propoxide, zirconium tetra-n-butoxide are more preferred, Preferred for reasons of zirconium tris (butoxy) stearate is easily obtained polyester having a high degree of polymerization without colored.

ゲルマニウム化合物としては、具体的には、酸化ゲルマニウムや塩化ゲルマニウム等の無機ゲルマニウム化合物、テトラアルコキシゲルマニウムなどの有機ゲルマニウム化合物が挙げられる。価格や入手の容易さなどから、酸化ゲルマニウム、テトラエトキシゲルマニウム及びテトラブトキシゲルマニウムなどが好ましく、特に、酸化ゲルマニウムが好ましい。   Specific examples of the germanium compound include inorganic germanium compounds such as germanium oxide and germanium chloride, and organic germanium compounds such as tetraalkoxygermanium. In view of price and availability, germanium oxide, tetraethoxygermanium, tetrabutoxygermanium, and the like are preferable, and germanium oxide is particularly preferable.

これらの重合触媒として金属化合物を用いる場合の触媒添加量は、生成するポリエステルに対する金属原子質量として、下限値が通常5wtppm以上、好ましくは10wtppm以上であり、上限値が通常30000wtppm以下、好ましくは1000wtppm以下、より好ましくは250wtppm以下、特に好ましくは130wtppm以下である。使用する触媒量が多すぎると、経済的に不利であるばかりでなくポリマーの熱安定性が低くなるのに対し、逆に少なすぎると重合活性が低くなり、それに伴いポリマー製造中にポリマーの分解が誘発されやすくなる。   The amount of catalyst added in the case of using a metal compound as the polymerization catalyst, the lower limit value is usually 5 wtppm or more, preferably 10 wtppm or more, and the upper limit value is usually 30000 wtppm or less, preferably 1000 wtppm or less as the metal atom mass with respect to the produced polyester. More preferably, it is 250 wtppm or less, and particularly preferably 130 wtppm or less. If too much catalyst is used, it is not only economically disadvantageous but also lowers the thermal stability of the polymer. Conversely, if it is too little, the polymerization activity is lowered, and as a result, the polymer decomposes during polymer production. Is more likely to be triggered.

ジカルボン酸成分とジオール成分とのエステル化反応及び/又はエステル交換反応の反応温度は、下限が通常150℃以上、好ましくは180℃以上、上限が通常260℃以下、好ましくは250℃以下である。反応雰囲気は、通常、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下である。反応圧力は、通常、常圧〜10kPaであるが、常圧が好ましい。   The lower limit of the esterification reaction and / or transesterification reaction temperature between the dicarboxylic acid component and the diol component is usually 150 ° C or higher, preferably 180 ° C or higher, and the upper limit is usually 260 ° C or lower, preferably 250 ° C or lower. The reaction atmosphere is usually an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. The reaction pressure is usually normal pressure to 10 kPa, but normal pressure is preferred.

反応時間は、下限が通常1時間以上であり、上限が通常10時間以下、好ましくは、4時間以下である。   The lower limit of the reaction time is usually 1 hour or longer, and the upper limit is usually 10 hours or shorter, preferably 4 hours or shorter.

ジカルボン酸成分とジオール成分とのエステル化反応及び/又はエステル交換反応後の重縮合反応は、圧力を、下限が通常0.01×103Pa以上、好ましくは0.05×1 03Pa以上であり、上限が通常1.4×103Pa以下、好ましくは0.4×103Pa 以下の真空度下として行う。この時の反応温度は、下限が通常150℃以上、好ましくは
180℃以上であり、上限が通常260℃以下、好ましくは250℃以下の範囲である。反応時間は、下限が通常2時間以上であり、上限が通常15時間以下、好ましくは10時間以下である。
Polycondensation reaction after the esterification reaction and / or ester exchange reaction of a dicarboxylic acid component and a diol component, the pressure, the lower limit is usually 0.01 × 10 3 Pa or more, preferably 0.05 × 1 0 3 Pa or more The upper limit is usually 1.4 × 10 3 Pa or less, preferably 0.4 × 10 3 Pa or less. At this time, the lower limit of the reaction temperature is usually 150 ° C. or higher, preferably 180 ° C. or higher, and the upper limit is usually 260 ° C. or lower, preferably 250 ° C. or lower. The lower limit of the reaction time is usually 2 hours or more, and the upper limit is usually 15 hours or less, preferably 10 hours or less.

本発明においてポリエステルを製造する反応装置としては、公知の縦型あるいは横型撹拌槽型反応器を用いることができる。例えば、同一又は異なる反応装置を用いて、溶融重合のエステル化及び/又はエステル交換の工程と減圧重縮合の工程の2段階で行い、減圧重縮合の反応器としては、真空ポンプと反応器を結ぶ減圧用排気管を具備した攪拌槽型反応器を使用する方法が挙げられる。また、真空ポンプと反応器とを結ぶ減圧用排気管の間には凝縮器を結合し、該凝縮器にて重縮合反応中に生成する揮発成分や未反応ジカルボン酸を回収する方法が好んで用いられる。   In the present invention, a known vertical or horizontal stirred tank reactor can be used as a reaction apparatus for producing polyester. For example, using the same or different reaction apparatus, it is carried out in two stages, that is, a step of esterification and / or transesterification of melt polymerization and a step of polycondensation under reduced pressure. A method of using a stirred tank reactor equipped with a evacuation pipe for decompression to be connected can be mentioned. In addition, a method in which a condenser is connected between the vacuum exhaust pipe connecting the vacuum pump and the reactor, and the volatile components and unreacted dicarboxylic acid generated during the polycondensation reaction in the condenser is preferred. Used.

本発明においては、ポリエステルの製造方法として、従来の、上記の脂肪族ジカルボン酸を含むジカルボン酸成分と脂肪族ジオール成分とのエステル化反応及び/又はエステル交換反応を行った後、減圧下で、ポリエステルのアルコール末端のエステル交換反応により生成するジオールを留去しながらポリエステルの重合度を高める方法、或いは、ポリエステルの脂肪族カルボン酸末端から脂肪族ジカルボン酸及び/又はその酸無水物環状体を留去させながらポリエステルの重合度を高める方法が用いられる。後者の場合、脂肪族カルボン酸及び/又はその無水物環状体の除去は、通常、上記溶融重合工程における後段の減圧下での重縮合反応中に脂肪族ジカルボン酸及び/又はその酸無水物環状体を加熱留出させる方法が採られるが、重縮合反応条件下では、脂肪族ジカルボン酸は容易に酸無水物環状体になりやすいため、酸無水物環状体の形態で加熱留出させる場合が多い。また、その際、ジオールから誘導される鎖状又は環状エーテル及び/又はジオールもまた脂肪族ジカルボン酸及び/又はその酸無水物環状体と共に除去されてもよい。更に、ジカルボン酸成分とジオール成分の環状単量体を共に留去させる方法は、重合速度が向上するため、好ましい態様である。   In the present invention, as a method for producing a polyester, after performing an esterification reaction and / or transesterification reaction of a conventional dicarboxylic acid component containing an aliphatic dicarboxylic acid and an aliphatic diol component, under reduced pressure, A method of increasing the degree of polymerization of the polyester while distilling off the diol produced by the transesterification reaction at the alcohol end of the polyester, or distilling the aliphatic dicarboxylic acid and / or its acid anhydride ring from the end of the aliphatic carboxylic acid of the polyester. A method of increasing the degree of polymerization of the polyester while leaving is used. In the latter case, the removal of the aliphatic carboxylic acid and / or its anhydride ring is usually carried out during the polycondensation reaction under reduced pressure in the latter stage of the melt polymerization step. Although the method of distilling the body by heating is employed, since the aliphatic dicarboxylic acid easily becomes an acid anhydride ring under the polycondensation reaction conditions, it may be distilled by heating in the form of an acid anhydride ring. Many. At this time, the linear or cyclic ether derived from the diol and / or the diol may also be removed together with the aliphatic dicarboxylic acid and / or the anhydride cyclic product thereof. Furthermore, the method of distilling off both the dicarboxylic acid component and the diol component of the cyclic monomer is a preferred embodiment because the polymerization rate is improved.

また、ポリエステルの製造工程の途中、又は製造されたポリエステルには、その特性が損なわれない範囲において各種の添加剤、例えば、可塑剤、紫外線安定化剤、着色防止剤、艶消し剤、消臭剤、難燃剤、耐候剤、帯電防止剤、糸摩擦低減剤、離型剤、抗酸化剤、イオン交換剤あるいは着色顔料等として無機微粒子や有機化合物を必要に応じて添加してもよい。着色顔料としては、カーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄などの無機顔料の他、シアニン系、スチレン系、フタロシアイン系、アンスラキノン系、ペリノン系、イソインドリノン系、キノフタロン系、キノクリドン系、チオインディゴ系などの有機顔料等を使用することができる。また、炭酸カルシウムやシリカなどの改質剤も使用することができる。   In addition, various additives such as plasticizers, UV stabilizers, anti-coloring agents, matting agents, deodorizers in the course of the polyester production process, or within the range where the properties of the produced polyester are not impaired. If necessary, inorganic fine particles or organic compounds may be added as agents, flame retardants, weathering agents, antistatic agents, yarn friction reducing agents, mold release agents, antioxidants, ion exchange agents, or coloring pigments. Color pigments include carbon black, titanium oxide, zinc oxide, iron oxide, and other inorganic pigments, as well as cyanine, styrene, phthalocyanine, anthraquinone, perinone, isoindolinone, quinophthalone, and quinocridone. Organic pigments such as those based on thioindigo can be used. Moreover, modifiers such as calcium carbonate and silica can also be used.

<ポリエステルの物性>
なお、ポリエステルは下記の物性を示すポリエステルから得られるものである。
<Physical properties of polyester>
In addition, polyester is obtained from polyester which shows the following physical property.

本発明のポリエステルは、汎用のポリマー材料に代わる多くの用途を持っているばかりでなく、その物性特性においても、ポリブチレンサクシネートやポリブチレンサクシネートアジペートのような脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸のポリエステルを例に説明すると、密度が1.2〜1.3g/cm、融点は80〜120℃、引張強度30〜80Mpa、極限伸び300〜600%、引張弾性率400〜700Mpa、引張降伏点強度30〜40Mpa、衝撃試験強度5〜20kJ/m程度、ガラス転移点−45〜−25℃というような汎用のポリマーが有する特性を保有する。また、特定の用途を対象とした場合には、前記のような範囲の域を超えた、任意の広範囲の特性を保有するポリエステルとすることができる。さらに各種成形手段により成形品を製造することができる程度の融点、メルトインデックス、溶融粘弾性の特性を有することができる。これらの特性は、使用目的に応じて、ポリエステル原料や添加物の種類、重合条件或いは成形条件等を変えるこ
とにより任意に調整することができる。
The polyester of the present invention not only has many uses to replace general-purpose polymer materials, but also has physical properties such as aliphatic diols and aliphatic dicarboxylic acids such as polybutylene succinate and polybutylene succinate adipate. Taking polyester as an example, the density is 1.2 to 1.3 g / cm 3 , the melting point is 80 to 120 ° C., the tensile strength is 30 to 80 Mpa, the ultimate elongation is 300 to 600%, the tensile elastic modulus is 400 to 700 Mpa, the tensile yield. It possesses characteristics of general-purpose polymers such as a point strength of 30 to 40 MPa, an impact test strength of about 5 to 20 kJ / m 2 , and a glass transition point of −45 to −25 ° C. Moreover, when targeting a specific use, it can be set as the polyester which has the characteristics of arbitrary wide ranges beyond the range of the above ranges. Furthermore, it can have the melting point, melt index, and melt viscoelasticity properties so that a molded product can be produced by various molding means. These characteristics can be arbitrarily adjusted by changing the kind of polyester raw material and additives, polymerization conditions, molding conditions and the like according to the purpose of use.

本発明のポリエステルの融点は、特に制限されないが、通常40℃〜270℃、好ましくは、50℃〜230℃、より好ましくは、60℃〜130℃である。これらは上述した成分によって決まるものであり、適宜成分を選択して上記融点の範囲にあるポリエステルを製造することは可能である。   The melting point of the polyester of the present invention is not particularly limited, but is usually 40 ° C to 270 ° C, preferably 50 ° C to 230 ° C, and more preferably 60 ° C to 130 ° C. These are determined by the above-described components, and it is possible to produce a polyester having a melting point within the above range by appropriately selecting the components.

本発明のポリエステルの数平均分子量は、ポリスチレン換算で通常、下限が通常5000以上、好ましくは1万以上、より好ましくは、1.5万以上であり、上限が通常50万以下、好ましくは30万以下である。   The number average molecular weight of the polyester of the present invention is usually at least 5000, preferably 10,000 or more, more preferably 15,000 or more in terms of polystyrene, and the upper limit is usually 500,000 or less, preferably 300,000. It is as follows.

ポリエステル共重合体の組成比は、ジオール単位とジカルボン酸単位のモル比が、実質的に等しいことが必要である。   As for the composition ratio of the polyester copolymer, the molar ratio of the diol unit and the dicarboxylic acid unit needs to be substantially equal.

本発明のポリエステルの分子内に共有結合されている官能基に含まれる窒素を除いたポリエステル中に含まれる窒素含有量は、ポリエステルに対して質量比で、上限は通常1000wtppm以下、好ましくは500wtppm以下、より好ましくは100wtppm以下、更に好ましくは50wtppm以下であり、その中でも40wtppm以下が好ましく、更には30wtppm以下が好ましく、20wtppm以下が最も好ましい。一方、下限は、特に限定されないが、下限は通常、0.0001wtppm以上、好ましくは、0.001wtppm以上、より好ましくは、0.01wtppm以上であり、特に好ましくは、0.05wtppm以上であり、最も好ましくは、0.1wtppm以上である。重合体中の上述の窒素含有量は主に原料中のアンモニアに由来するものであるが、上述の窒素含有量が1000ppm以下であると成型時の着色が少なく、成型後製品の熱または光等の劣化や加水分解が起こりにくく好ましい。また、ポリエステルの上述の窒素含有量が100ppm以下であるとポリエステルの着色が少なくて用途によってはより好ましい。窒素含有量は、化学発光法により測定される値である。   The nitrogen content contained in the polyester excluding nitrogen contained in the functional group covalently bonded in the molecule of the polyester of the present invention is a mass ratio with respect to the polyester, and the upper limit is usually 1000 wtppm or less, preferably 500 wtppm or less. More preferably, it is 100 wtppm or less, More preferably, it is 50 wtppm or less, Among these, 40 wtppm or less is preferable, Furthermore, 30 wtppm or less is preferable, and 20 wtppm or less is the most preferable. On the other hand, the lower limit is not particularly limited, but the lower limit is usually 0.0001 wtppm or more, preferably 0.001 wtppm or more, more preferably 0.01 wtppm or more, and particularly preferably 0.05 wtppm or more. Preferably, it is 0.1 wtppm or more. The above-mentioned nitrogen content in the polymer is mainly derived from ammonia in the raw material, but when the above-mentioned nitrogen content is 1000 ppm or less, there is little coloring during molding, and heat or light of the product after molding, etc. Degradation and hydrolysis are not likely to occur, which is preferable. Further, when the above-mentioned nitrogen content of the polyester is 100 ppm or less, the polyester is less colored and more preferable depending on the application. The nitrogen content is a value measured by a chemiluminescence method.

本発明のポリエステル中に含まれる上述の窒素含有量と原料中に含まれるアンモニア含有量の比は0より大きく0.9以下であるが好ましく、より好ましくは0より大きく0.6以下、特に好ましくは、0.3以下である。   The ratio of the above-mentioned nitrogen content contained in the polyester of the present invention to the ammonia content contained in the raw material is preferably more than 0 and 0.9 or less, more preferably more than 0 and 0.6 or less, particularly preferably. Is 0.3 or less.

本発明のポリエステル中の硫黄原子含有量は、ポリエステルに対して質量比で、上限が、20wtppm以下、好ましくは、5wtppm以下、より好ましくは、3wtppm以下、最も好ましくは、0.3wtppm以下である。一方、下限は、特に限定されないが、0.0001wtppm以上、好ましくは、0.001wtwtppm以上、より好ましくは、0.01wtppm以上であり、特に好ましくは、0.05wtppm以上であり、最も好ましくは、0.1wtppm以上である。硫黄含有量が多すぎるとポリエステルの熱安定性や耐加水分解性が低下する傾向があり、少なすぎる系は精製コストが著しく高くなりポリエステルの製造においては経済的に不利になる傾向がある。   The sulfur atom content in the polyester of the present invention is, by mass ratio with respect to the polyester, the upper limit is 20 wtppm or less, preferably 5 wtppm or less, more preferably 3 wtppm or less, and most preferably 0.3 wtppm or less. On the other hand, the lower limit is not particularly limited, but is 0.0001 wtppm or more, preferably 0.001 wtwt ppm or more, more preferably 0.01 wtppm or more, particularly preferably 0.05 wtppm or more, and most preferably 0. .1 wtppm or more. If the sulfur content is too high, the thermal stability and hydrolysis resistance of the polyester tend to be reduced, and if the amount is too low, the purification cost becomes remarkably high and the polyester tends to be economically disadvantageous.

本発明のポリマーにおいては、特にバイオマス資源から誘導される原料を用いたポリエステルの場合、例えば、テトテヒドロフランやアセトアルデヒド等の揮発性有機成分がポリエステル中に含有されやすい傾向がある。これらのその含有量の上限は、通常、ポリエステル質量に対して、10000wtppm以下、好ましくは、3000wtppm以下、より好ましくは1000wtppm以下、最も好ましくは500wtppm以下である。一方、下限は特に制限されないが、通常、1wtppb以上、好ましくは、10wtppb以上、より好ましくは100wtppb以上である。揮発性分量が多いと臭気の原因となり得るほか、溶融成形時の発泡や、保存安定性の悪化を招く場合がある。一方、少なすぎる系は、好ましい形態であるが、このようなポリマーを製造するには極めて高額の設備投資を要する他、多大な製造時間を要するなど経済的に不利である。   In the polymer of the present invention, in particular, in the case of a polyester using a raw material derived from biomass resources, for example, volatile organic components such as tetothehydrofuran and acetaldehyde tend to be easily contained in the polyester. The upper limit of these contents is usually 10000 wtppm or less, preferably 3000 wtppm or less, more preferably 1000 wtppm or less, and most preferably 500 wtppm or less based on the mass of the polyester. On the other hand, the lower limit is not particularly limited, but is usually 1 wtppb or more, preferably 10 wtppb or more, more preferably 100 wtppb or more. When the volatile content is large, it may cause odor and may cause foaming during melt molding and deterioration of storage stability. On the other hand, an excessively small system is a preferred form, but it is economically disadvantageous to produce such a polymer, such as requiring a very large capital investment and requiring a large production time.

本発明で製造されるポリエステルの還元粘度(ηsp/c)値は、実用上十分な力学特性
が得られる理由から、0.5以上であり、中でも1.0以上が好ましく、更には1.8以上が好ましく、特に2.0以上が特に好ましい。還元粘度(ηsp/c)値の上限は、ポリエステルの重合反応後の抜き出し易さならびに成形のし易さ等の操作性の観点から、通常、6.0以下、好ましくは5.0以下、更に好ましくは4.0以下である。
The reduced viscosity (ηsp / c) value of the polyester produced according to the present invention is 0.5 or more, and preferably 1.0 or more, more preferably 1.8, because practically sufficient mechanical properties can be obtained. The above is preferable, and 2.0 or more is particularly preferable. The upper limit of the reduced viscosity (ηsp / c) value is usually 6.0 or less, preferably 5.0 or less, from the viewpoint of operability such as ease of extraction after the polyester polymerization reaction and ease of molding. Preferably it is 4.0 or less.

本発明でいう還元粘度は以下の測定条件により測定されたものである。   The reduced viscosity as used in the present invention is measured under the following measurement conditions.

〔還元粘度(ηsp/c)測定条件〕
粘度管:ウベローデ粘度管
測定温度:30℃
溶媒:フェノール/テトラクロロエタン(1:1重量比)溶液
ポリエステル濃度:0.5g/dl
本発明のポリエステルは、ポリエステル(0.5g)をフェノール/テトラクロロエタン(1:1重量比)溶液(容量:1dl)に室温で溶解させた際、均一に溶解するポリエステルが好ましく、ポリエステルの不溶成分が生じる場合、通常、不溶成分量は全ポリエステル中、1重量%以下、より好ましくは、0.1重量%以下、特に好ましくは0.01重量%以下であることが好ましい。
[Reduced viscosity (ηsp / c) measurement conditions]
Viscosity tube: Ubbelohde viscosity tube
Measurement temperature: 30 ° C
Solvent: phenol / tetrachloroethane (1: 1 weight ratio) solution
Polyester concentration: 0.5 g / dl
The polyester of the present invention is preferably a polyester that dissolves uniformly when a polyester (0.5 g) is dissolved in a phenol / tetrachloroethane (1: 1 weight ratio) solution (volume: 1 dl) at room temperature. In general, the amount of insoluble components in the total polyester is preferably 1% by weight or less, more preferably 0.1% by weight or less, and particularly preferably 0.01% by weight or less.

本発明のポリエステルのカルボキシル基末端濃度は、通常、100当量/トン以下であるが、より好ましくは、その濃度は、50当量/トン以下、特に、35当量/トン以下、更には25当量/トン以下であることが好ましく、0.1当量/トン以上、好ましくは0.5当量/トン以上、特に1当量/トン以上が好ましい。この量が多くなると、ポリマーの成形時の熱安定性や比較的長期の使用・保管時の耐加水分解性が低下する傾向があり、カルボキシル基が少なすぎるポリマーは、より好ましい形態ではあるが、このようなポリマーを製造するには極めて高額の設備投資を要する他、多大な製造時間を要するなど経済的に不利な点である。末端カルボキシル基量は、通常、公知の滴定方法により算出されるが、本発明においては、得られたポリエステルをベンジルアルコールに溶解し0.1NNaOHにて滴定した値であり、1×106g当たりのカルボキシル基当量である。 The terminal carboxyl group concentration of the polyester of the present invention is usually 100 equivalents / ton or less, more preferably, the concentration is 50 equivalents / ton or less, particularly 35 equivalents / ton or less, and more preferably 25 equivalents / ton. Or less, preferably 0.1 equivalent / ton or more, preferably 0.5 equivalent / ton or more, particularly preferably 1 equivalent / ton or more. When this amount increases, the thermal stability during molding of the polymer and the hydrolysis resistance during relatively long-term use / storage tend to decrease, and a polymer having too few carboxyl groups is a more preferable form, In order to produce such a polymer, it is economically disadvantageous in that it requires a very large amount of capital investment and requires a lot of production time. The amount of terminal carboxyl group is usually calculated by a known titration method. In the present invention, the obtained polyester is a value obtained by dissolving the obtained polyester in benzyl alcohol and titrating with 0.1 N NaOH, and per 1 × 10 6 g. The carboxyl group equivalent.

本発明で製造されるポリエステルは、通常、着色の少ないポリエステルであることが好ましい。本発明のポリエステルの黄色度(YI値)は、その上限が、通常、50以下、好ましくは30以下、より好ましくは20以下、更に好ましくは15以下、特に好ましくは10以下であり、一方、その下限は、特には限定されないが、通常−20以上、好ましくは、−10以上、より好ましくは、―5以上、特に好ましくは−3以上、最も好ましくはー1以上である。高いYI値を示すポリエステルは、フィルムやシート等の使用用途が制限される欠点を有する。一方、低いYI値を示すポリエステルは、より好ましい形態ではあるが、このようなポリマーを製造するには製造プロセスが煩雑で極めて高額の設備投資を要するなど経済的に不利な点がある。本発明において、YI値は、JIS K7105に基づく方法で測定される値である。   The polyester produced in the present invention is usually preferably a polyester with little coloring. The upper limit of the yellowness (YI value) of the polyester of the present invention is usually 50 or less, preferably 30 or less, more preferably 20 or less, still more preferably 15 or less, particularly preferably 10 or less, The lower limit is not particularly limited, but is usually −20 or more, preferably −10 or more, more preferably −5 or more, particularly preferably −3 or more, and most preferably −1 or more. Polyesters exhibiting high YI values have the disadvantage that their use applications such as films and sheets are limited. On the other hand, polyesters exhibiting a low YI value are a more preferred form, but there are economical disadvantages in producing such polymers, such as complicated manufacturing processes and very high capital investment. In the present invention, the YI value is a value measured by a method based on JIS K7105.

<ポリエステル組成物の用途>
本発明に係るポリエステルは、射出成形法、中空成形法および押出成形法などの汎用プラスチック成形法などにより、フィルム、ラミネートフィルム、シート、板、延伸シート、モノフィラメント、マルチフィラメント、不織布、フラットヤーン、ステープル、捲縮繊維、筋付きテープ、スプリットヤーン、複合繊維、ブローボトル、発泡体などの成形品に利用可能である。その際、結晶核剤、酸化防止剤、滑剤、着色剤、離型剤、フィラー、他のポリマーなど、必要に応じ添加することができる。
<Use of polyester composition>
The polyester according to the present invention is formed by a general-purpose plastic molding method such as an injection molding method, a hollow molding method and an extrusion molding method, etc., a film, a laminate film, a sheet, a plate, a stretched sheet, a monofilament, a multifilament, a nonwoven fabric, a flat yarn, a staple. It can be used for molded products such as crimped fibers, striped tapes, split yarns, composite fibers, blow bottles and foams. At that time, a crystal nucleating agent, an antioxidant, a lubricant, a colorant, a release agent, a filler, other polymers, and the like can be added as necessary.

さらに、本発明に係るポリエステルは、従来の石油由来のポリマーに比較し環境に対する負荷が少ないため今後、ショッピングバッグ、ゴミ袋、農業用フィルム、化粧品容器、洗剤容器、漂白剤容器、釣り糸、漁網、ロープ、結束材、手術糸、衛生用カバーストック
材、保冷箱、クッション材、医療材料、電気機器材料、家電筐体、自動車材料などの用途への使用が期待される。
Furthermore, since the polyester according to the present invention has less burden on the environment than conventional petroleum-derived polymers, in the future, shopping bags, garbage bags, agricultural films, cosmetic containers, detergent containers, bleach containers, fishing lines, fishing nets, Expected to be used in applications such as ropes, binding materials, surgical threads, sanitary cover stock materials, cold insulation boxes, cushion materials, medical materials, electrical equipment materials, home appliance housings, and automotive materials.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、これら実施例に限定されるものではない。なお、以下の例における特性値は、次の方法により測定した。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited to these Examples, unless the summary is exceeded. The characteristic values in the following examples were measured by the following method.

希薄溶液粘度(還元粘度):ポリエステルを濃度0.5g/dLとなるようにフェノール/テトラクロロエタン(1/1(質量比)混合液)に溶解し、溶液が30℃の恒温槽中で粘度管を落下する時間t(sec)を測定した。また溶媒のみの落下する時間t0(s ec)を測定し30℃での還元粘度ηsp/C(=(t−t0)/t0・C)を算出した(Cは溶液の濃度)。 Dilute solution viscosity (reduced viscosity): Polyester is dissolved in phenol / tetrachloroethane (1/1 (mass ratio) mixed solution) to a concentration of 0.5 g / dL, and the solution is a viscosity tube in a thermostatic bath at 30 ° C. The time t (sec) for dropping was measured. In addition, the time t 0 (s ec) when the solvent alone falls was measured, and the reduced viscosity η sp / C (= (t−t 0 ) / t 0 · C) at 30 ° C. was calculated (C is the concentration of the solution). .

窒素原子含有量:試料数10mgを石英ボートへ採取して、全窒素分析計(三菱化学社製TN−10型)を用いて試料を燃焼し、化学発光法により決定した。   Nitrogen atom content: A sample of 10 mg was taken into a quartz boat, the sample was burned using a total nitrogen analyzer (TN-10 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), and determined by a chemiluminescence method.

硫黄原子含有量:試料約0.1gを白金製ボートに採取して石英管管状炉(三菱化学社製AQF−100(濃縮システム))で燃焼し、燃焼ガス中の硫黄分を0.1%−過酸化水素水で吸収させた。その後、吸収液中の硫酸イオンをイオンクロマトグラフ(Dionex社製 ICS−1000型)を用いて測定した。   Sulfur atom content: About 0.1 g of sample was collected in a platinum boat and burned in a quartz tube tubular furnace (AQF-100 (concentration system) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), and the sulfur content in the combustion gas was 0.1%. -Absorbed with hydrogen peroxide. Thereafter, sulfate ions in the absorbing solution were measured using an ion chromatograph (ICS-1000 type, manufactured by Dionex).

末端カルボキシル基量:得られたポリエステルをベンジルアルコールに溶解し0.1N NaOHにて滴定した値であり、1×106 g当たりのカルボキシル基当量である。
YI値:JIS K7105の方法に基づいて測定した。
Terminal carboxyl group amount: The value obtained by dissolving the obtained polyester in benzyl alcohol and titrating with 0.1N NaOH, which is the carboxyl group equivalent per 1 × 10 6 g.
YI value: Measured based on the method of JIS K7105.

参考例1
<遺伝子破壊用ベクターの構築>
(A)枯草菌ゲノムDNAの抽出
LB培地[組成:トリプトン10g、イーストエキストラクト5g、NaCl 5gを蒸留水1Lに溶解]10mLに、枯草菌(Bacillus subtilis ISW1214)を対数増殖期後期まで培養し、菌体を集めた。得られた菌体を10mg/mLの濃度にリゾチームを含む10mM NaCl/20mMトリス緩衝液(pH8.0)/1mM EDTA・2Na溶液0.15mLに懸濁した。
Reference example 1
<Construction of vector for gene disruption>
(A) Extraction of Bacillus subtilis genomic DNA
Bacillus subtilis (Bacillus subtilis ISW1214) was cultured in 10 mL of LB medium [composition: tryptone 10 g, yeast extract 5 g, NaCl 5 g dissolved in 1 L of distilled water], and the cells were collected. The obtained cells were suspended in 0.15 mL of a 10 mM NaCl / 20 mM Tris buffer solution (pH 8.0) / 1 mM EDTA · 2Na solution containing lysozyme at a concentration of 10 mg / mL.

次に、上記懸濁液にプロテナーゼKを、最終濃度が100μg/mLになるように添加し、37℃で1時間保温した。さらにドデシル硫酸ナトリウムを最終濃度が0.5%になるように添加し、50℃で6時間保温して溶菌した。この溶菌液に、等量のフェノール/クロロフォルム溶液を添加し、室温で10分間ゆるやかに振盪した後、全量を遠心分離(5,000×g、20分間、10〜12℃)し、上清画分を分取し、酢酸ナトリウムを0.3Mとなるように添加した後、2倍量のエタノールを加え混合した。遠心分離(15,000×g、2分)により回収した沈殿物を70%エタノールで洗浄した後、風乾した。得られたDNAに10mMトリス緩衝液(pH7.5)−1mM EDTA・2Na溶液
5mLを加え、4℃で一晩静置し、以後のPCRの鋳型DNAに使用した。
Next, proteinase K was added to the suspension so that the final concentration was 100 μg / mL, and the mixture was incubated at 37 ° C. for 1 hour. Further, sodium dodecyl sulfate was added to a final concentration of 0.5%, and the mixture was incubated at 50 ° C. for 6 hours for lysis. To this lysate, add an equal amount of phenol / chloroform solution, shake gently at room temperature for 10 minutes, and then centrifuge (5,000 × g, 20 minutes, 10-12 ° C.) to obtain a supernatant. The fraction was collected and sodium acetate was added to a concentration of 0.3 M, and then twice as much ethanol was added and mixed. The precipitate collected by centrifugation (15,000 × g, 2 minutes) was washed with 70% ethanol and then air-dried. To the obtained DNA, 5 mL of 10 mM Tris buffer (pH 7.5) -1 mM EDTA · 2Na solution was added and left overnight at 4 ° C., and used as template DNA for subsequent PCR.

(B)PCRによるSacB遺伝子の増幅およびクローニング
枯草菌SacB遺伝子の取得は、上記(A)で調製したDNAを鋳型とし、既に報告されている該遺伝子の塩基配列(GenBank Database AccessionNo.X02730)を基に設計した合成DNA(配列番号1および配列番号2)を用いたPCRによって行った。
(B) Amplification and cloning of SacB gene by PCR
The Bacillus subtilis SacB gene was obtained by using the DNA prepared in (A) as a template and a synthetic DNA (SEQ ID NO: 1 and sequence) designed based on the already reported base sequence of the gene (GenBank Database Accession No. X02730). Performed by PCR using number 2).

反応液組成:鋳型DNA1μL、PfxDNAポリメラーゼ(インビトロジェン社製)0.2μL、1倍濃度添付バッファー、0.3μM各々プライマー、1mM MgSO
、0.25μMdNTPsを混合し、全量を20μLとした。
Composition of reaction solution: template DNA 1 μL, Pfx DNA polymerase (manufactured by Invitrogen) 0.2 μL, 1-fold concentration buffer, 0.3 μM each primer, 1 mM MgSO 4
0.25 μM dNTPs were mixed to make a total volume of 20 μL.

反応温度条件:DNAサーマルサイクラー PTC−200(MJResearch社製)を用い、94℃で20秒、68℃で2分からなるサイクルを35回繰り返した。但し、1サイクル目の94℃での保温は1分20秒、最終サイクルの68℃での保温は5分とした。   Reaction temperature conditions: DNA thermal cycler PTC-200 (manufactured by MJ Research) was used, and a cycle consisting of 94 ° C. for 20 seconds and 68 ° C. for 2 minutes was repeated 35 times. However, the heat retention at 94 ° C. in the first cycle was 1 minute 20 seconds, and the heat retention at 68 ° C. in the final cycle was 5 minutes.

増幅産物の確認は、0.75%アガロース(SeaKem GTG agarose:FMCBioProducts製)ゲル電気泳動により分離後、臭化エチジウム染色により可視化することにより行い、約2kbの断片を検出した。ゲルからの目的DNA断片の回収は、QIAQuick Gel Extraction Kit(QIAGEN製)を用いて行った。   Confirmation of the amplified product was carried out by separating by 0.75% agarose (SeaKem GTG agarose: manufactured by FMC BioProducts) gel electrophoresis and then visualized by ethidium bromide staining, and a fragment of about 2 kb was detected. The DNA fragment of interest was recovered from the gel using a QIAQuick Gel Extraction Kit (manufactured by QIAGEN).

回収したDNA断片は、T4 ポリヌクレオチドキナーゼ(T4 Polynucleotide Kinase:宝酒造製)により5′末端をリン酸化した後、ライゲーションキットver.2(宝酒造製)を用いて大腸菌ベクター(pBluescriptII:STRATEGENE製)のEcoRV部位に結合し、得られたプラスミドDNAで大腸菌(DH5α株)を形質転換した。この様にして得られた組換え大腸菌を50μg/mLアンピシリンおよび50μg/mLX−Galを含むLB寒天培地[トリプトン10g、イーストエキストラクト5g、NaCl 5g及び寒天15gを蒸留水1Lに溶解]に塗抹した。   The recovered DNA fragment was phosphorylated at the 5 ′ end with T4 polynucleotide kinase (T4 Polynucleotide Kinase: manufactured by Takara Shuzo), and then ligated with a ligation kit ver. 2 (manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.) was used to bind to the EcoRV site of the E. coli vector (pBluescript II: manufactured by STRATEGENE), and E. coli (DH5α strain) was transformed with the resulting plasmid DNA. The recombinant Escherichia coli thus obtained was smeared on an LB agar medium [10 g tryptone, 5 g yeast extract, 5 g NaCl, and 15 g agar dissolved in 1 L distilled water] containing 50 μg / mL ampicillin and 50 μg / mL X-Gal. .

この培地上で白色のコロニーを形成したクローンを、次に50μg/mLアンピシリンおよび10%ショ糖を含むLB寒天培地に移し37℃で24時間培養した。これらのクローンのうち、ショ糖を含む培地で生育できなかったものについて、常法により液体培養した後、プラスミドDNAを精製した。SacB遺伝子が大腸菌内で機能的に発現する株は、ショ糖含有培地にて生育不能となるはずである。得られたプラスミドDNAを制限酵素SalIおよびPstIで切断することにより、約2kbの挿入断片が認められ、該プラスミドをpBS/SacBと命名した。   Clones that formed white colonies on this medium were then transferred to LB agar medium containing 50 μg / mL ampicillin and 10% sucrose and cultured at 37 ° C. for 24 hours. Among these clones, those that could not grow on a medium containing sucrose were subjected to liquid culture by a conventional method, and then plasmid DNA was purified. Strains in which the SacB gene is functionally expressed in E. coli should be unable to grow on sucrose-containing media. The obtained plasmid DNA was cleaved with restriction enzymes SalI and PstI, whereby an inserted fragment of about 2 kb was observed, and the plasmid was named pBS / SacB.

(C)クロラムフェニコール耐性SacBベクターの構築
大腸菌プラスミドベクターpHSG396(宝酒造:クロラムフェニコール耐性マーカー)500ngに制限酵素PshBI10ユニットを37℃で一時間反応させた後、フェノール/クロロフォルム抽出およびエタノール沈殿により回収した。クレノウフラグメント(Klenow Fragment:宝酒造製)により両末端を平滑化した後、ライゲーションキットver.2(宝酒造製)を用いてMluIリンカー(宝酒造)を連結、環状化させ、大腸菌(DH5α株)を形質転換した。この様にして得られた組換え大腸菌を34μg/mLクロラムフェニコールを含むLB寒天培地に塗抹した。得られたクローンから常法によりプラスミドDNAを調製し、制限酵素MluIの切断部位を有するクローンを選抜し、pHSG396Mluと命名した。
(C) Construction of chloramphenicol resistant SacB vector
The restriction enzyme PshBI10 unit was reacted with 500 ng of E. coli plasmid vector pHSG396 (Takara Shuzo: Chloramphenicol resistance marker) at 37 ° C. for 1 hour, and then recovered by phenol / chloroform extraction and ethanol precipitation. After smoothing both ends with Klenow Fragment (manufactured by Takara Shuzo), ligation kit ver. MluI linker (Takara Shuzo) was ligated and circularized using 2 (Takara Shuzo), and Escherichia coli (DH5α strain) was transformed. The recombinant Escherichia coli thus obtained was smeared on an LB agar medium containing 34 μg / mL chloramphenicol. Plasmid DNA was prepared from the obtained clones by a conventional method, and a clone having a restriction enzyme MluI cleavage site was selected and named pHSG396Mlu.

一方、上記(B)にて構築したpBS/SacBを制限酵素SalIおよびPstIで切断した後、クレノウフラグメントにて末端を平滑化した。これにライゲーションキットver.2(宝酒造製)を用いてMluIリンカーを連結したのち、0.75%アガロースゲル電気泳動によりSacB遺伝子を含む約2.0kbのDNA断片を分離、回収した。このSacB遺伝子断片を、制限酵素MluI切断後、アルカリフォスファターゼ(Alkaline Phosphatase Calf intestine:宝酒造)にて末端を脱リン酸化したpHSG396Mlu断片とライゲーションキットver.2(宝酒造製)を用いて連結させ、大腸菌(DH5α株)を形質転換した。この様にして得られた組換え大腸菌を34μg/mLクロラムフェニコールを含むLB寒天培地に塗抹した。こうして得られたコロニーを、次に34μg/mLクロラムフェニコールおよび10%
ショ糖を含むLB寒天培地に移し37℃で24時間培養した。これらのクローンのうち、ショ糖を含む培地で生育できなかったものについて、常法によりプラスミドDNAを精製した。こうして得られたプラスミドDNAをMluI切断により解析した結果、約2.0kbの挿入断片を持つことが確認され、これをpCMB1と命名した。
On the other hand, pBS / SacB constructed in (B) above was cleaved with restriction enzymes SalI and PstI, and the ends were blunted with Klenow fragment. Ligation kit ver. After linking the MluI linker using 2 (Takara Shuzo), a DNA fragment of about 2.0 kb containing the SacB gene was separated and recovered by 0.75% agarose gel electrophoresis. This SacB gene fragment was cleaved with the restriction enzyme MluI, and then the pHSG396Mlu fragment and the ligation kit ver. 2 (manufactured by Takara Shuzo) was used to transform E. coli (DH5α strain). The recombinant Escherichia coli thus obtained was smeared on an LB agar medium containing 34 μg / mL chloramphenicol. The colonies thus obtained were then obtained with 34 μg / mL chloramphenicol and 10%
The mixture was transferred to an LB agar medium containing sucrose and cultured at 37 ° C. for 24 hours. Among these clones, plasmid DNA was purified by a conventional method for those that could not grow on a medium containing sucrose. As a result of analyzing the plasmid DNA thus obtained by MluI digestion, it was confirmed that it had an inserted fragment of about 2.0 kb, and this was named pCMB1.

(D)カナマイシン耐性遺伝子の取得
カナマイシン耐性遺伝子の取得は、大腸菌プラスミドベクターpHSG299(宝酒造:カナマイシン耐性マーカー)のDNAを鋳型とし、配列番号3および配列番号4で示した合成DNAをプライマーとしたPCR法によって行った。
(D) Acquisition of kanamycin resistance gene
The kanamycin resistance gene was obtained by PCR using the DNA of E. coli plasmid vector pHSG299 (Takara Shuzo: kanamycin resistance marker) as a template and the synthetic DNAs shown in SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4 as primers.

反応液組成:鋳型DNA1ng、PyrobestDNAポリメラーゼ(宝酒造)0.1μL、1倍濃度添付バッファー、0.5μM各々プライマー、0.25μMdNTPsを混合し、全量を20μLとした。   Composition of reaction solution: Template DNA 1 ng, Pyrobest DNA polymerase (Takara Shuzo) 0.1 μL, 1-fold concentration buffer, 0.5 μM each primer, 0.25 μM dNTPs were mixed to make a total volume of 20 μL.

反応温度条件:DNAサーマルサイクラー PTC−200(MJResearch社製)を用い、94℃で20秒、62℃で15秒、72℃で1分20秒からなるサイクルを20回繰り返した。但し、1サイクル目の94℃での保温は1分20秒、最終サイクルの72℃での保温は5分とした。   Reaction temperature condition: DNA thermal cycler PTC-200 (manufactured by MJ Research) was used, and a cycle consisting of 94 ° C. for 20 seconds, 62 ° C. for 15 seconds, and 72 ° C. for 1 minute 20 seconds was repeated 20 times. However, the heat retention at 94 ° C. in the first cycle was 1 minute 20 seconds, and the heat retention at 72 ° C. in the final cycle was 5 minutes.

増幅産物の確認は、0.75%アガロース(SeaKem GTG agarose:FMCBioProducts製)ゲル電気泳動により分離後、臭化エチジウム染色により可視化することにより行い、約1.1kbの断片を検出した。ゲルからの目的DNA断片の回収は、QIAQuick Gel Extraction Kit(QIAGEN製)を用いて行った。回収したDNA断片は、T4 ポリヌクレオチドキナーゼ(T4 Polynucleotide Kinase:宝酒造製)により5′末端をリン酸化した。   Confirmation of the amplification product was carried out by separating by 0.75% agarose (SeaKem GTG agarose: manufactured by FMCBioProducts) gel electrophoresis and then visualized by ethidium bromide staining to detect a fragment of about 1.1 kb. The DNA fragment of interest was recovered from the gel using a QIAQuick Gel Extraction Kit (manufactured by QIAGEN). The recovered DNA fragment was phosphorylated at the 5 'end with T4 polynucleotide kinase (T4 Polynucleotide Kinase: Takara Shuzo).

(E)カナマイシン耐性SacBベクターの構築
上記(C)で構築したpCMB1を制限酵素Van91IおよびScaIで切断して得られた約3.5kbのDNA断片を0.75%アガロースゲル電気泳動により分離、回収した。これを上記(D)で調製したカナマイシン耐性遺伝子と混合し、ライゲーションキットver.2(宝酒造製)を用いて連結し、得られたプラスミドDNAで大腸菌(DH5α株)を形質転換した。この様にして得られた組換え大腸菌を50μg/mLカナマイシンを含むLB寒天培地に塗抹した。
(E) Construction of kanamycin resistant SacB vector
The approximately 3.5 kb DNA fragment obtained by cleaving pCMB1 constructed in (C) above with restriction enzymes Van91I and ScaI was separated and recovered by 0.75% agarose gel electrophoresis. This was mixed with the kanamycin resistance gene prepared in (D) above, and ligation kit ver. 2 (manufactured by Takara Shuzo), and Escherichia coli (DH5α strain) was transformed with the obtained plasmid DNA. The recombinant Escherichia coli thus obtained was smeared on an LB agar medium containing 50 μg / mL kanamycin.

このカナマイシン含有培地上で生育した株は、ショ糖含有培地にて生育不能であることが確認された。また、同株から調製したプラスミドDNAは、制限酵素HindIII消化により354、473、1807、1997bpの断片を生じたことから、図1に示した構造に間違いがないと判断し、該プラスミドをpKMB1と命名した。   It was confirmed that the strain grown on this kanamycin-containing medium was unable to grow on the sucrose-containing medium. Moreover, the plasmid DNA prepared from the same strain produced fragments of 354, 473, 1807, and 1997 bp by digestion with the restriction enzyme HindIII. Therefore, it was determined that the structure shown in FIG. 1 was correct, and the plasmid was designated as pKMB1. Named.

参考例2
<LDH遺伝子破壊株の作製>
(A)ブレビバクテリウム・フラバムMJ233−ES株ゲノムDNAの抽出
A培地[尿素 2g、(NHSO 7g、KHPO 0.5g、KHPO0.5g、MgSO・7HO 0.5g、FeSO・7HO 6mg、MnSO・4−5H2O6mg、ビオチン 200μg、チアミン 100μg、イーストエキストラクト 1g、カザミノ酸 1g、グルコース 20g、蒸留水1Lに溶解]10mLに、ブレビバクテリウム・フラバムMJ−233株を対数増殖期後期まで培養し、得られた菌体から上記参考例1の(A)に示す方法にてゲノムDNAを調製した。
Reference example 2
<Preparation of LDH gene disruption strain>
(A) Extraction of Brevibacterium flavum MJ233-ES strain genomic DNA
A medium [urea 2 g, (NH 4 ) 2 SO 4 7 g, KH 2 PO 4 0.5 g, K 2 HPO 4 0.5 g, MgSO 4 .7H 2 O 0.5 g, FeSO 4 · 7H 2 O 6 mg, MnSO 4. 4-5H2O 6 mg, biotin 200 μg, thiamine 100 μg, yeast extract 1 g, casamino acid 1 g, glucose 20 g, dissolved in 1 L of distilled water] In 10 mL, the Brevibacterium flavum MJ-233 strain was cultured until the late logarithmic growth phase. Genomic DNA was prepared from the obtained cells by the method shown in (A) of Reference Example 1 above.

(B)ラクテートデヒドロゲナーゼ遺伝子のクローニング
MJ233株ラクテートデヒドロゲナーゼ遺伝子の取得は、上記(A)で調製したDNAを鋳型とし、特開平11−206385に記載の該遺伝子の塩基配列を基に設計した合
成DNA(配列番号5および配列番号6)を用いたPCRによって行った。
(B) Cloning of lactate dehydrogenase gene
The MJ233 strain lactate dehydrogenase gene was obtained by using the DNA prepared in the above (A) as a template and a synthetic DNA (SEQ ID NO: 5 and SEQ ID NO: 6) designed based on the base sequence of the gene described in JP-A-11-206385. By PCR using

反応液組成:鋳型DNA 1μL、TaqDNAポリメラーゼ(宝酒造) 0.2μL、1倍濃度添付バッファー、0.2μM各々プライマー、0.25μMdNTPsを混合し、全量を20μLとした。   Composition of reaction solution: Template DNA 1 μL, Taq DNA polymerase (Takara Shuzo) 0.2 μL, 1 × concentration attached buffer, 0.2 μM each primer, 0.25 μM dNTPs were mixed to make a total volume of 20 μL.

反応温度条件:DNAサーマルサイクラー PTC−200(MJResearch社製)を用い、94℃で20秒、55℃で20秒、72℃で1分からなるサイクルを30回繰り返した。但し、1サイクル目の94℃での保温は1分20秒、最終サイクルの72℃での保温は5分とした。   Reaction temperature conditions: DNA thermal cycler PTC-200 (manufactured by MJ Research) was used, and a cycle consisting of 94 ° C. for 20 seconds, 55 ° C. for 20 seconds and 72 ° C. for 1 minute was repeated 30 times. However, the heat retention at 94 ° C. in the first cycle was 1 minute 20 seconds, and the heat retention at 72 ° C. in the final cycle was 5 minutes.

増幅産物の確認は、0.75%アガロース(SeaKem GTG agarose:FMCBioProducts製)ゲル電気泳動により分離後、臭化エチジウム染色により可視化することにより行い、約0.95kbの断片を検出した。ゲルからの目的DNA断片の回収は、QIAQuick Gel Extraction Kit(QIAGEN製)を用いて行った。   Confirmation of the amplification product was carried out by separating by 0.75% agarose (SeaKem GTG agarose: manufactured by FMCBioProducts) gel electrophoresis and then visualized by ethidium bromide staining to detect a fragment of about 0.95 kb. The DNA fragment of interest was recovered from the gel using a QIAQuick Gel Extraction Kit (manufactured by QIAGEN).

回収したDNA断片を、PCR産物クローニングベクターpGEM−TEasy(Promega製)と混合し、ライゲーションキットver.2(宝酒造製)を用いて連結後、得られたプラスミドDNAで大腸菌(DH5α株)を形質転換した。この様にして得られた組換え大腸菌を50μg/mLアンピシリンおよび50μg/mLX−Galを含むLB寒天培地に塗抹した。   The recovered DNA fragment was mixed with a PCR product cloning vector pGEM-TEasy (Promega) and ligation kit ver. After ligation using 2 (Takara Shuzo), Escherichia coli (DH5α strain) was transformed with the obtained plasmid DNA. The recombinant Escherichia coli thus obtained was smeared on an LB agar medium containing 50 μg / mL ampicillin and 50 μg / mL X-Gal.

この培地上で白色のコロニーを形成したクローンを、常法により液体培養した後、プラスミドDNAを精製した。得られたプラスミドDNAを制限酵素SacIおよびSphIで切断することにより、約1.0kbの挿入断片が認められ、これをpGEMT/CgLDHと命名した。   Clones that formed white colonies on this medium were subjected to liquid culture by a conventional method, and then plasmid DNA was purified. By cutting the obtained plasmid DNA with restriction enzymes SacI and SphI, an insert fragment of about 1.0 kb was recognized, and this was named pGEMT / CgLDH.

(C)ラクテートデヒドロゲナーゼ遺伝子破壊用プラスミドの構築
上記(B)で作製したpGEMT/CgLDHを制限酵素EcoRVおよびXbaIで切断することにより約0.25kbからなるラクテートデヒドロゲナーゼのコーディング領域を切り出した。残った約3.7kbのDNA断片の末端をクレノウフラグメントにて平滑化し、ライゲーションキットver.2(宝酒造製)を用いて環状化させ、大腸菌(DH5α株)を形質転換した。この様にして得られた組換え大腸菌を50μg/mLアンピシリンを含むLB寒天培地に塗抹した。この培地上で生育した株を、常法により液体培養した後、プラスミドDNAを精製した。得られたプラスミドDNAを制限酵素SacIおよびSphIで切断することにより、約0.75kbの挿入断片が認められたクローンを選抜し、これをpGEMT/ΔLDHと命名した。
(C) Construction of plasmid for disrupting lactate dehydrogenase gene
The coding region of lactate dehydrogenase consisting of about 0.25 kb was cut out by cutting the pGEMT / CgLDH prepared in (B) above with restriction enzymes EcoRV and XbaI. The ends of the remaining approximately 3.7 kb DNA fragment were blunted with Klenow fragment, and ligated kit ver. 2 (manufactured by Takara Shuzo) was cyclized to transform E. coli (DH5α strain). The recombinant Escherichia coli thus obtained was smeared on an LB agar medium containing 50 μg / mL ampicillin. The strain grown on this medium was subjected to liquid culture by a conventional method, and then the plasmid DNA was purified. By cutting the obtained plasmid DNA with restriction enzymes SacI and SphI, a clone in which an insert fragment of about 0.75 kb was recognized was selected and named pGEMT / ΔLDH.

次に、上記pGEMT/ΔLDHを制限酵素SacIおよびSphIにて切断して生じる約0.75kbのDNA断片を、0.75%アガロースゲル電気泳動により分離、回収し、欠損領域を含むラクテートデヒドロゲナーゼ遺伝子断片を調製した。このDNA断片を、制限酵素SacIおよびSphIにて切断した参考例1にて構築したpKMB1と混合し、ライゲーションキットver.2(宝酒造製)を用いて連結後、得られたプラスミドDNAで大腸菌(DH5α株)を形質転換した。この様にして得られた組換え大腸菌を50μg/mLカナマイシンおよび50μg/mLX−Galを含むLB寒天培地に塗抹した。   Next, a DNA fragment of about 0.75 kb generated by cleaving the above pGEMT / ΔLDH with restriction enzymes SacI and SphI is separated and recovered by 0.75% agarose gel electrophoresis, and a lactate dehydrogenase gene fragment containing a defective region Was prepared. This DNA fragment was mixed with pKMB1 constructed in Reference Example 1 cut with restriction enzymes SacI and SphI, and ligation kit ver. After ligation using 2 (Takara Shuzo), Escherichia coli (DH5α strain) was transformed with the obtained plasmid DNA. The recombinant Escherichia coli thus obtained was smeared on an LB agar medium containing 50 μg / mL kanamycin and 50 μg / mL X-Gal.

この培地上で白色のコロニーを形成したクローンを、常法により液体培養した後、プラスミドDNAを精製した。得られたプラスミドDNAを制限酵素SacIおよびSphIで切断することにより、約0.75kbの挿入断片が認められたものを選抜し、これをpKMB1/ΔLDHと命名した(図2)。   Clones that formed white colonies on this medium were subjected to liquid culture by a conventional method, and then plasmid DNA was purified. The obtained plasmid DNA was cleaved with restriction enzymes SacI and SphI, and a plasmid with an inserted fragment of about 0.75 kb was selected and named pKMB1 / ΔLDH (FIG. 2).

(D)ブレビバクテリウム・フラバムMJ233−ES株由来ラクテートデヒドロゲナ
ーゼ遺伝子破壊株の作製
ブレビバクテリウム・フラバムMJ−233株の形質転換に用いるプラスミドDNAは、pKMB1/ΔLDHを用いて塩化カルシウム法(Journal of Molecular Biology,53,159,1970)により形質転換した大腸菌JM110株から調製した。
(D) Preparation of lactate dehydrogenase gene disruption strain derived from Brevibacterium flavum MJ233-ES strain
Plasmid DNA used for transformation of Brevibacterium flavum MJ-233 strain was prepared from Escherichia coli JM110 strain transformed by pKMB1 / ΔLDH by the calcium chloride method (Journal of Molecular Biology, 53, 159, 1970).

ブレビバクテリウム・フラバムMJ233−ES株の形質転換は、電気パルス法(Res.Microbiol., Vol.144, p.181−185, 1993)によって行い、得られた形質転換体をカナマイシン 50μg/mLを含むLBG寒天培地[トリプトン10g、イーストエキストラクト5g、NaCl 5g、グルコース 20g、及び寒天15gを蒸留水1Lに溶解]に塗抹した。   The Brevibacterium flavum MJ233-ES strain was transformed by the electric pulse method (Res. Microbiol., Vol. 144, p. 181-185, 1993), and the obtained transformant was treated with 50 μg / mL of kanamycin. LBG agar medium containing [tryptone 10 g, yeast extract 5 g, NaCl 5 g, glucose 20 g, and agar 15 g dissolved in 1 L of distilled water] was smeared.

この培地上に生育した株は、pKMB1/ΔLDHがブレビバクテリウム・フラバムMJ233−ES株菌体内で複製不可能なプラスミドであるため、該プラスミドのラクテートデヒドロゲナーゼ遺伝子とブレビバクテリウム・フラバムMJ−233株ゲノム上の同遺伝子との間で相同組み換えを起こした結果、同ゲノム上に該プラスミドに由来するカナマイシン耐性遺伝子およびSacB遺伝子が挿入されているはずである。   Since the strain grown on this medium is a plasmid in which pKMB1 / ΔLDH cannot be replicated in Brevibacterium flavum MJ233-ES, the lactate dehydrogenase gene of the plasmid and Brevibacterium flavum MJ-233 strain As a result of homologous recombination with the same gene on the genome, the kanamycin resistance gene and SacB gene derived from the plasmid should be inserted on the same genome.

次に、上記相同組み換え株をカナマイシン50μg/mLを含むLBG培地にて液体培養した。この培養液の菌体数約100万相当分を10%ショ糖含有LBG培地に塗抹にした。結果、2回目の相同組み換えによりSacB遺伝子が脱落しショ糖非感受性となったと考えられる株約10個得た。   Next, the homologous recombination strain was subjected to liquid culture in an LBG medium containing kanamycin 50 μg / mL. A portion equivalent to about 1 million cells of this culture was smeared on a 10% sucrose-containing LBG medium. As a result, about 10 strains that were considered to be sucrose-insensitive due to elimination of the SacB gene by the second homologous recombination were obtained.

この様にして得られた株の中には、そのラクテートデヒドロゲナーゼ遺伝子がpKMB1/ΔLDHに由来する変異型に置き換わったものと野生型に戻ったものが含まれる。ラクテートデヒドロゲナーゼ遺伝子が変異型であるか野生型であるかの確認は、LBG培地にて液体培養して得られた菌体を直接PCR反応に供し、ラクテートデヒドロゲナーゼ遺伝子の検出を行うことによって容易に確認できる。ラクテートデヒドロゲナーゼ遺伝子をPCR増幅するためのプライマー(配列番号7および配列番号8)を用いて分析すると、野生型では720bp、欠失領域を持つ変異型では471bpのDNA断片を認めるはずである。   Among the strains thus obtained, those in which the lactate dehydrogenase gene is replaced with a mutant derived from pKMB1 / ΔLDH and those in which the wild type is restored are included. Confirmation of whether the lactate dehydrogenase gene is a mutant type or a wild type is easily confirmed by subjecting the cells obtained by liquid culture in LBG medium to direct PCR reaction and detecting the lactate dehydrogenase gene. it can. When the lactate dehydrogenase gene is analyzed using primers (SEQ ID NO: 7 and SEQ ID NO: 8) for PCR amplification, a wild-type DNA fragment of 720 bp and a mutant type having a deletion region should have a DNA fragment of 471 bp.

上記方法にてショ糖非感受性となった菌株を分析した結果、変異型遺伝子のみを有する株を選抜し、該株をブレビバクテリウム・フラバムMJ233/ΔLDHと命名した。   As a result of analyzing the strain that became insensitive to sucrose by the above method, a strain having only the mutant gene was selected, and the strain was named Brevibacterium flavum MJ233 / ΔLDH.

(E)ラクテートデヒドロゲナーゼ活性の確認
上記(D)で作製したブレビバクテリウム・フラバムMJ233/ΔLDH株をA培地に植菌し、30℃で15時間好気的に振とう培養した。得られた培養物を遠心分離(3,000×g、4℃、20分間)して菌体を回収後、ナトリウム−リン酸緩衝液[組成:50mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.3)]で洗浄した。
(E) Confirmation of lactate dehydrogenase activity
The Brevibacterium flavum MJ233 / ΔLDH strain prepared in (D) above was inoculated into the A medium, and cultured under aerobic shaking at 30 ° C. for 15 hours. The obtained culture is centrifuged (3,000 × g, 4 ° C., 20 minutes) to recover the bacterial cells, and then sodium-phosphate buffer [composition: 50 mM sodium phosphate buffer (pH 7.3)]. Washed with.

次いで、洗浄菌体0.5g(湿重量)を上記ナトリウム−リン酸緩衝液2mLに懸濁し、氷冷下で超音波破砕器(ブランソン社製)にかけ菌体破砕物を得た。該破砕物を遠心分離(10,000×g,4℃,30分間)し、上清を粗酵素液として得た。対照として、ブレビバクテリウム・フラバム MJ233−ES株の粗酵素液を同様に調製し、以下の活性測定に供した。   Next, 0.5 g (wet weight) of washed cells was suspended in 2 mL of the sodium-phosphate buffer, and the cells were crushed by applying an ultrasonic crusher (manufactured by Branson) under ice cooling. The crushed material was centrifuged (10,000 × g, 4 ° C., 30 minutes), and the supernatant was obtained as a crude enzyme solution. As a control, a crude enzyme solution of Brevibacterium flavum MJ233-ES strain was similarly prepared and subjected to the following activity measurement.

ラクテートデヒドロゲナーゼ酵素活性の確認は、両粗酵素液について、ピルビン酸を基質とした乳酸の生成に伴い、補酵素NADHがNAD+に酸化されるのを、340nmの吸光度変化として測定した[L. Kanarek and R. L. Hill, J.Biol. Chem. 239, 4202 (1964)]。反応は、50mM
カリウム−リン酸緩衝液(pH7.2)、10mM ピルビン酸、0.4mMNADH
存在下、37℃にて行った。その結果、ブレビバクテリウム・フラバムMJ233−ES株から調製された粗酵素液におけるラクテートデヒドロゲナーゼ活性に対し、ブレビバクテリウム・フラバムMJ233/ΔLDH株から調製された粗酵素液におけるラクテートデヒドロゲナーゼ活性は、10分の1以下であった。
Confirmation of the lactate dehydrogenase enzyme activity was carried out by measuring, as an absorbance change at 340 nm, that the coenzyme NADH was oxidized to NAD + with the production of lactic acid using pyruvic acid as a substrate for both crude enzyme solutions [L. Kanarek and R.K. L. Hill, J.M. Biol. Chem. 239, 4202 (1964)]. Reaction is 50 mM
Potassium-phosphate buffer (pH 7.2), 10 mM pyruvate, 0.4 mM NADH
Performed at 37 ° C. in the presence. As a result, the lactate dehydrogenase activity in the crude enzyme solution prepared from Brevibacterium flavum MJ233 / ΔLDH was 10 minutes compared to the lactate dehydrogenase activity in the crude enzyme solution prepared from Brevibacterium flavum MJ233-ES strain. 1 or less.

参考例3
<コリネ型細菌発現ベクターの構築>
(A)コリネ型細菌用プロモーター断片の調製
コリネ型細菌で強力なプロモーター活性を有することが報告された特開平7−95891の配列番号4に記載のDNA断片(以降TZ4プロモーターと称する)を利用することとした。本プロモーター断片の取得は、参考例2の(A)で調製したブレビバクテリウム・フラバムMJ233ゲノムDNAを鋳型とし、特開平7−95891の配列番号4に記載の配列を基に設計した合成DNA(配列番号9および配列番号10)を用いたPCRによって行った。
Reference example 3
<Construction of Coryneform Bacterial Expression Vector>
(A) Preparation of promoter fragment for coryneform bacteria
It was decided to use a DNA fragment (hereinafter referred to as TZ4 promoter) described in SEQ ID NO: 4 of JP-A-7-95891, which was reported to have a strong promoter activity in coryneform bacteria. This promoter fragment was obtained by using the Brevibacterium flavum MJ233 genomic DNA prepared in (A) of Reference Example 2 as a template and a synthetic DNA designed based on the sequence described in SEQ ID NO: 4 of JP-A-7-95891 ( It was performed by PCR using SEQ ID NO: 9 and SEQ ID NO: 10).

反応液組成:鋳型DNA1μL、PfxDNAポリメラーゼ(インビトロジェン社製)
0.2μL、1倍濃度添付バッファー、0.3μM各々プライマー、1mM MgSO、0.25μMdNTPsを混合し、全量を20μLとした。
Reaction solution composition: template DNA 1 μL, Pfx DNA polymerase (Invitrogen)
0.2 μL, 1 × concentration buffer, 0.3 μM each primer, 1 mM MgSO 4 and 0.25 μM dNTPs were mixed to make a total volume of 20 μL.

反応温度条件:DNAサーマルサイクラー PTC−200(MJResearch社製)を用い、94℃で20秒、60℃で20秒、72℃で30秒からなるサイクルを35回繰り返した。但し、1サイクル目の94℃での保温は1分20秒、最終サイクルの72℃での保温は2分とした。   Reaction temperature conditions: DNA thermal cycler PTC-200 (manufactured by MJ Research) was used, and a cycle consisting of 94 ° C. for 20 seconds, 60 ° C. for 20 seconds, and 72 ° C. for 30 seconds was repeated 35 times. However, the heat retention at 94 ° C. in the first cycle was 1 minute and 20 seconds, and the heat retention at 72 ° C. in the final cycle was 2 minutes.

増幅産物の確認は、2.0%アガロース(SeaKem GTG agarose:FMCBioProducts製)ゲル電気泳動により分離後、臭化エチジウム染色により可視化することにより行い、約0.25kbの断片を検出した。ゲルからの目的DNA断片の回収は、QIAQuick Gel Extraction Kit(QIAGEN製)を用いて行った。   The amplification product was confirmed by separation by 2.0% agarose (SeaKem GTG agarose: manufactured by FMC BioProducts) gel electrophoresis and visualization by ethidium bromide staining, and a fragment of about 0.25 kb was detected. The DNA fragment of interest was recovered from the gel using a QIAQuick Gel Extraction Kit (manufactured by QIAGEN).

回収したDNA断片は、T4 ポリヌクレオチドキナーゼ(T4 Polynucleotide Kinase:宝酒造製)により5′末端をリン酸化した後、ライゲーションキットver.2(宝酒造製)を用いて大腸菌ベクターpUC19(宝酒造)のSmaI部位に結合し、得られたプラスミドDNAで大腸菌(DH5α株)を形質転換した。この様にして得られた組換え大腸菌を50μg/mLアンピシリンおよび50μg/mLX−Galを含むLB寒天培地に塗抹した。   The recovered DNA fragment was phosphorylated at the 5 ′ end with T4 polynucleotide kinase (T4 Polynucleotide Kinase: manufactured by Takara Shuzo), and then ligated with a ligation kit ver. 2 (Takara Shuzo) was used to bind to the SmaI site of E. coli vector pUC19 (Takara Shuzo), and Escherichia coli (DH5α strain) was transformed with the resulting plasmid DNA. The recombinant Escherichia coli thus obtained was smeared on an LB agar medium containing 50 μg / mL ampicillin and 50 μg / mL X-Gal.

この培地上で白色のコロニーを形成した6クローンについて、常法により液体培養した後、プラスミドDNAを精製し、塩基配列を決定した。これ中でTZ4プロモーターがpUC19のlacプロモーターと逆方向に転写活性を有するように挿入されたクローンを選抜し、これをpUC/TZ4と命名した。   Six clones that formed white colonies on this medium were subjected to liquid culture by a conventional method, and then the plasmid DNA was purified and the nucleotide sequence was determined. Among them, a clone in which the TZ4 promoter was inserted so as to have a transcriptional activity in the reverse direction to the lac promoter of pUC19 was selected and named pUC / TZ4.

次に、pUC/TZ4を制限酵素BamHIおよびPstIで切断して調製したDNA断片に、5’末端がリン酸化された合成DNA(配列番号11および配列番号12)から成り、両末端にそれぞれBamHIとPstIに対する粘着末端を有するDNAリンカーを混合し、ライゲーションキットver.2(宝酒造製)を用いて連結後、得られたプラスミドDNAで大腸菌(DH5α株)を形質転換した。本DNAリンカーには、リボソーム結合配列(AGGAGG)およびその下流に配したクローニングサイト(上流から順に、PacI、NotI、ApaI)が含まれている。   Next, a DNA fragment prepared by cleaving pUC / TZ4 with restriction enzymes BamHI and PstI consists of synthetic DNA (SEQ ID NO: 11 and SEQ ID NO: 12) phosphorylated at the 5 ′ end, and BamHI and A DNA linker having a sticky end against PstI was mixed, and ligation kit ver. After ligation using 2 (Takara Shuzo), Escherichia coli (DH5α strain) was transformed with the obtained plasmid DNA. This DNA linker includes a ribosome binding sequence (AGGAGG) and a cloning site (PacI, NotI, ApaI in this order from the upstream).

この培地上で白色のコロニーを形成したクローンを、常法により液体培養した後、プラスミドDNAを精製した。得られたプラスミドDNAの中から制限酵素NotIによって
切断されるものを選抜し、これをpUC/TZ4−SDと命名した。
Clones that formed white colonies on this medium were subjected to liquid culture by a conventional method, and then plasmid DNA was purified. From the obtained plasmid DNA, one that was cleaved by the restriction enzyme NotI was selected and named pUC / TZ4-SD.

この様にして構築したpUC/TZ4−SDを制限酵素PstIで切断後、クレノウフラグメントにて末端を平滑化し、次いで制限酵素KpnIで切断することにより生じた約0.3kbのプロモーター断片を、2.0%アガロースゲル電気泳動により分離、回収した。   The thus constructed pUC / TZ4-SD was digested with the restriction enzyme PstI, blunted with Klenow fragment, and then cleaved with the restriction enzyme KpnI to obtain a promoter fragment of about 0.3 kb. Separated and collected by 0% agarose gel electrophoresis.

(B)コリネ型細菌発現ベクターの構築
コリネ型細菌にて安定的に自立複製可能なプラスミドとして、特開平12−93183記載のpHSG298par−repを利用する。本プラスミドは、ブレビバクテリウム・スタチオニスIFO12144株が保有する天然型プラスミドpBY503の複製領域および安定化機能を有する領域と大腸菌ベクターpHSG298(宝酒造)に由来するカナマイシン耐性遺伝子および大腸菌の複製領域を備える。pHSG298par−repを制限酵素SseIで切断後、クレノウフラグメントにて末端を平滑化し、次いで制限酵素KpnIで切断することによって調製したDNAを、上記(A)で調製したTZ4プロモーター断片と混合し、ライゲーションキットver.2(宝酒造製)を用いて連結後、得られたプラスミドDNAで大腸菌(DH5α株)を形質転換した。この様にして得られた組換え大腸菌を50μg/mLカナマイシンを含むLB寒天培地に塗抹した。
(B) Construction of coryneform bacterial expression vector
As a plasmid that can stably replicate independently in coryneform bacteria, pHSG298par-rep described in JP-A-12-93183 is used. This plasmid comprises a replication region and a region having a stabilizing function of the natural plasmid pBY503 possessed by Brevibacterium stachynis IFO12144, a kanamycin resistance gene derived from E. coli vector pHSG298 (Takara Shuzo), and a replication region of E. coli. The DNA prepared by cleaving pHSG298par-rep with the restriction enzyme SseI, blunting the ends with Klenow fragment, and then cleaving with the restriction enzyme KpnI is mixed with the TZ4 promoter fragment prepared in (A) above and ligated. Kit ver. After ligation using 2 (Takara Shuzo), Escherichia coli (DH5α strain) was transformed with the obtained plasmid DNA. The recombinant Escherichia coli thus obtained was smeared on an LB agar medium containing 50 μg / mL kanamycin.

この培地上で生育した株を、常法により液体培養した後、プラスミドDNAを精製した。得られたプラスミドDNAの中から制限酵素NotIによって切断されるものを選抜し、該プラスミドをpTZ4と命名した(図3に構築手順を示した)。   The strain grown on this medium was subjected to liquid culture by a conventional method, and then the plasmid DNA was purified. From the obtained plasmid DNA, one that was cleaved by the restriction enzyme NotI was selected, and the plasmid was named pTZ4 (construction procedure is shown in FIG. 3).

参考例4
<ピルベートカルボキシラーゼ活性増強株の作製>
(A)ピルベートカルボキシラーゼ遺伝子の取得
ブレビバクテリウム・フラバムMJ233株由来ピルベートカルボキシラーゼ遺伝子の取得は、参考例2の(A)で調製したDNAを鋳型とし、全ゲノム配列が報告されているコリネバクテリウム・グルタミカム ATCC13032株の該遺伝子の配列(GenBank Database Accession No.AP005276)を基に設計した合成DNA(配列番号13および配列番号14)を用いたPCRによって行った。
Reference example 4
<Preparation of a strain with enhanced pyruvate carboxylase activity>
(A) Acquisition of pyruvate carboxylase gene
The pyruvate carboxylase gene derived from Brevibacterium flavum MJ233 strain was obtained using the DNA prepared in (A) of Reference Example 2 as a template, and the gene of Corynebacterium glutamicum ATCC13032 strain for which the entire genome sequence was reported. PCR was performed using synthetic DNA (SEQ ID NO: 13 and SEQ ID NO: 14) designed based on the sequence (GenBank Database Accession No. AP005276).

反応液組成:鋳型DNA1μL、PfxDNAポリメラーゼ(インビトロジェン社製)0.2μL、1倍濃度添付バッファー、0.3μM各々プライマー、1mM MgSO、0.25μMdNTPsを混合し、全量を20μLとした。 Composition of reaction solution: Template DNA 1 μL, PfxDNA polymerase (manufactured by Invitrogen) 0.2 μL, 1 × concentration attached buffer, 0.3 μM each primer, 1 mM MgSO 4 , 0.25 μM dNTPs were mixed to make a total volume of 20 μL.

反応温度条件:DNAサーマルサイクラー PTC−200(MJResearch社製)を用い、94℃で20秒、68℃で4分からなるサイクルを35回繰り返した。但し、1サイクル目の94℃での保温は1分20秒、最終サイクルの68℃での保温は10分とした。PCR反応終了後、Takara Ex Taq(宝酒造)を0.1μL加え、さらに72℃で30分保温した。   Reaction temperature conditions: DNA thermal cycler PTC-200 (manufactured by MJ Research) was used, and a cycle consisting of 94 ° C. for 20 seconds and 68 ° C. for 4 minutes was repeated 35 times. However, the heat retention at 94 ° C. in the first cycle was 1 minute and 20 seconds, and the heat retention at 68 ° C. in the final cycle was 10 minutes. After completion of the PCR reaction, 0.1 μL of Takara Ex Taq (Takara Shuzo) was added, and the mixture was further incubated at 72 ° C. for 30 minutes.

増幅産物の確認は、0.75%アガロース(SeaKem GTG agarose:FMCBioProducts製)ゲル電気泳動により分離後、臭化エチジウム染色により可視化することにより行い、約3.7kbの断片を検出した。ゲルからの目的DNA断片の回収は、QIAQuick Gel Extraction Kit(QIAGEN製)を用いて行った。   Confirmation of the amplification product was carried out by separating by 0.75% agarose (SeaKem GTG agarose: manufactured by FMC BioProducts) gel electrophoresis and then visualized by ethidium bromide staining, and a fragment of about 3.7 kb was detected. The DNA fragment of interest was recovered from the gel using a QIAQuick Gel Extraction Kit (manufactured by QIAGEN).

回収したDNA断片を、PCR産物クローニングベクターpGEM−TEasy(Promega製)と混合し、ライゲーションキットver.2(宝酒造製)を用いて連結後、得られたプラスミドDNAで大腸菌(DH5α株)を形質転換した。この様にして得られた組換え大腸菌を50μg/mLアンピシリンおよび50μg/mLX−Galを含むLB寒天培地に塗抹した。   The recovered DNA fragment was mixed with a PCR product cloning vector pGEM-TEasy (Promega) and ligation kit ver. After ligation using 2 (Takara Shuzo), Escherichia coli (DH5α strain) was transformed with the obtained plasmid DNA. The recombinant Escherichia coli thus obtained was smeared on an LB agar medium containing 50 μg / mL ampicillin and 50 μg / mL X-Gal.

この培地上で白色のコロニーを形成したクローンを、常法により液体培養した後、プラスミドDNAを精製した。得られたプラスミドDNAを制限酵素PacIおよびApaIで切断することにより、約3.7kbの挿入断片が認められ、これをpGEM/MJPCと命名した。   Clones that formed white colonies on this medium were subjected to liquid culture by a conventional method, and then plasmid DNA was purified. By cutting the obtained plasmid DNA with restriction enzymes PacI and ApaI, an insertion fragment of about 3.7 kb was observed, which was designated as pGEM / MJPC.

pGEM/MJPCの挿入断片の塩基配列は、アプライドバイオシステム社製塩基配列解読装置(モデル377XL)およびビックダイターミネーターサイクルシークエンスキットver3を用いて決定した。その結果得られたDNA塩基配列および推測されるアミノ酸配列を配列番号15に記載する。また、アミノ酸配列のみを配列番号16に記載する。本アミノ酸配列はコリネバクテリウム・グルタミカムATCC13032株由来のそれと極めて高い相同性(99.4%)を示すことから、pGEM/MJPCの挿入断片がブレビバクテリウム・フラバムMJ233株由来のピルベートカルボキシラーゼ遺伝子であると断定した。   The base sequence of the insert fragment of pGEM / MJPC was determined using a base sequencing device (Model 377XL) manufactured by Applied Biosystems and a Big Dye Terminator cycle sequence kit ver3. The resulting DNA base sequence and deduced amino acid sequence are set forth in SEQ ID NO: 15. Only the amino acid sequence is shown in SEQ ID NO: 16. Since this amino acid sequence shows extremely high homology (99.4%) with that derived from Corynebacterium glutamicum ATCC13032, the insert fragment of pGEM / MJPC is a pyruvate carboxylase gene derived from Brevibacterium flavum MJ233. I determined that there was.

(B)ピルベートカルボキシラーゼ活性増強用プラスミドの構築
上記(A)で作製したpGEM/MJPCを制限酵素PacIおよびApaIで切断することにより生じる約3.7kbからなるピルベートカルボキシラーゼ遺伝子断片を、0.75%アガロースゲル電気泳動により分離、回収した。
(B) Construction of pyruvate carboxylase activity enhancing plasmid
The approximately 3.7 kb pyruvate carboxylase gene fragment produced by cleaving pGEM / MJPC prepared in (A) above with restriction enzymes PacI and ApaI was separated and recovered by 0.75% agarose gel electrophoresis.

このDNA断片を、制限酵素PacIおよびApaIにて切断した、参考例3にて構築したpTZ4と混合し、ライゲーションキットver.2(宝酒造製)を用いて連結後、得られたプラスミドDNAで大腸菌(DH5α株)を形質転換した。この様にして得られた組換え大腸菌を50μg/mLカナマイシンを含むLB寒天培地に塗抹した。   This DNA fragment was mixed with pTZ4 constructed in Reference Example 3 cleaved with restriction enzymes PacI and ApaI, and ligation kit ver. After ligation using 2 (Takara Shuzo), Escherichia coli (DH5α strain) was transformed with the obtained plasmid DNA. The recombinant Escherichia coli thus obtained was smeared on an LB agar medium containing 50 μg / mL kanamycin.

この培地上で生育した株を、常法により液体培養した後、プラスミドDNAを精製した。得られたプラスミドDNAを制限酵素PacIおよびApaIで切断することにより、約3.7kbの挿入断片が認められたものを選抜し、これをpMJPC1と命名した(図4)。   The strain grown on this medium was subjected to liquid culture by a conventional method, and then the plasmid DNA was purified. The obtained plasmid DNA was cleaved with restriction enzymes PacI and ApaI, and a plasmid in which an insertion fragment of about 3.7 kb was recognized was selected and named pMJPC1 (FIG. 4).

(C)ブレビバクテリウム・フラバムMJ233/ΔLDH株への形質転換
ブレビバクテリウム・フラバムMJ233株内で複製可能なpMJPC1による形質転換用のプラスミドDNAは、上記(B)で形質転換した大腸菌(DH5α株)から調製した。
(C) Transformation to Brevibacterium flavum MJ233 / ΔLDH strain
Plasmid DNA for transformation with pMJPC1 capable of replicating in Brevibacterium flavum MJ233 strain was prepared from E. coli (DH5α strain) transformed in (B) above.

ブレビバクテリウム・フラバムMJ233/ΔLDH株への形質転換は、電気パルス法(Res. Microbiol., Vol.144, p.181−185, 1993)によって行い、得られた形質転換体をカナマイシン 50μg/mLを含むLBG寒天培地[トリプトン10g、イーストエキストラクト5g、NaCl 5g、グルコース 20g、及び寒天15gを蒸留水1Lに溶解]に塗抹した。   Transformation into the Brevibacterium flavum MJ233 / ΔLDH strain was performed by the electric pulse method (Res. Microbiol., Vol. 144, p. 181-185, 1993), and the obtained transformant was kanamycin 50 μg / mL. In an LBG agar medium [tryptone 10 g, yeast extract 5 g, NaCl 5 g, glucose 20 g, and agar 15 g dissolved in 1 L of distilled water].

この培地上に生育した株から、常法により液体培養した後、プラスミドDNAを抽出、制限酵素切断による解析を行った結果、同株がpMJPC1を保持していることを確認し、該株をブレビバクテリウム・フラバムMJ233/PC/ΔLDH株と命名した。   From the strain grown on this medium, liquid culture was performed by a conventional method, and then plasmid DNA was extracted and analyzed by restriction enzyme digestion. As a result, it was confirmed that the strain retained pMJPC1. The strain was named as bacterial flavum MJ233 / PC / ΔLDH strain.

(D)ピルベートカルボキシラーゼ酵素活性
上記(C)で得られた形質転換株ブレビバクテリウム・フラバムMJ233/PC/ΔLDH株をグルコース2%、カナマイシン25mg/Lを含むA培地100mlで終夜培養を行った。得られた菌体を集菌後、50mM リン酸カリウム緩衝液(pH7.5)50mlで洗浄し、同組成の緩衝液20mlに再度懸濁させた。懸濁液をSONIFIER350(BRANSON製)で破砕し、遠心分離した上清を無細胞抽出液とした。得られた無細胞抽出液を用いピルベートカルボキシラーゼ活性を測定した。酵素活性の測定は
100mM Tris/HCl緩衝液(pH7.5)、 0.1mg/10mlビオチン、5mM 塩化マグネシウム、50mM 炭酸水素ナトリウム、5mM ピルビン酸ナトリウム 、5mM アデノシン三リン酸ナトリウム、0.32 mM NADH、20units/1.5mlリンゴ酸デヒドロゲナーゼ(WAKO製、酵母由来)及び酵素を含む反応液中で25℃で反応させることにより行った。1Uは1分間に1μmolのNADHの減少を触媒する酵素量とした。ピルベートカルボキシラーゼを発現させた無細胞抽出液における比活性は 0.2U/mg蛋白質であった。なお親株であるMJ233/△LDH株をA培地を用いて同様に培養した菌体では、本活性測定方法によりピルベートカルボキシラーゼ活性は検出されなかった。
(D) Pyruvate carboxylase enzyme activity
The transformant Brevibacterium flavum MJ233 / PC / ΔLDH obtained in (C) above was cultured overnight in 100 ml of A medium containing 2% glucose and 25 mg / L kanamycin. The obtained cells were collected, washed with 50 ml of 50 mM potassium phosphate buffer (pH 7.5), and resuspended in 20 ml of the same composition. The suspension was crushed with SONIFIER350 (manufactured by BRANSON), and the centrifuged supernatant was used as a cell-free extract. The pyruvate carboxylase activity was measured using the obtained cell-free extract. Measurement of enzyme activity was 100 mM Tris / HCl buffer (pH 7.5), 0.1 mg / 10 ml biotin, 5 mM magnesium chloride, 50 mM sodium bicarbonate, 5 mM sodium pyruvate, 5 mM sodium adenosine triphosphate, 0.32 mM NADH. The reaction was carried out at 25 ° C. in a reaction solution containing 20 units / 1.5 ml malate dehydrogenase (manufactured by WAKO, derived from yeast) and the enzyme. 1 U was defined as the amount of enzyme that catalyzes the decrease of 1 μmol NADH per minute. The specific activity in the cell-free extract in which pyruvate carboxylase was expressed was 0.2 U / mg protein. It should be noted that pyruvate carboxylase activity was not detected by this activity measurement method in cells obtained by similarly culturing the parent strain MJ233 / ΔLDH strain using A medium.

参考例5
<発酵液の調製>
尿素:4g、硫酸アンモニウム:14g、リン酸1カリウム:0.5g、リン酸2カリウム0.5g、硫酸マグネシウム・7水和物:0.5g、硫酸第一鉄・7水和物:20mg、硫酸マンガン・水和物:20mg、D−ビオチン:200μg、塩酸チアミン:200μg、酵母エキス:1g、カザミノ酸:1g、及び蒸留水:1000mLの培地100mLを500mLの三角フラスコにいれ、120℃、20分加熱滅菌した。これを室温まで冷やし、あらかじめ滅菌した50%グルコース水溶液を4mL、無菌濾過した5%カナマイシン水溶液を50μL添加し、参考例4(C)で作製したブレビバクテリウム・フラバムMJ233/PC/ΔLDH株を接種して24時間30℃にて種培養した。
Reference Example 5
<Preparation of fermentation broth>
Urea: 4 g, ammonium sulfate: 14 g, monopotassium phosphate: 0.5 g, dipotassium phosphate 0.5 g, magnesium sulfate heptahydrate: 0.5 g, ferrous sulfate heptahydrate: 20 mg, sulfuric acid Manganese hydrate: 20 mg, D-biotin: 200 μg, thiamine hydrochloride: 200 μg, yeast extract: 1 g, casamino acid: 1 g, and distilled water: 1000 mL of a medium of 100 mL is placed in a 500 mL Erlenmeyer flask at 120 ° C. for 20 minutes. Heat sterilized. This was cooled to room temperature, 4 mL of 50% glucose aqueous solution sterilized in advance and 50 μL of sterile 5% kanamycin aqueous solution were added, and inoculated with Brevibacterium flavum MJ233 / PC / ΔLDH prepared in Reference Example 4 (C). The seed culture was performed at 30 ° C. for 24 hours.

尿素:12g、硫酸アンモニウム:42g、リン酸1カリウム:1.5g、リン酸2カリウム1.5g、硫酸マグネシウム・7水和物:1.5g、硫酸第一鉄・7水和物:60mg、硫酸マンガン・水和物:60mg、D−ビオチン:600μg、塩酸チアミン:600μg、酵母エキス3g、カザミノ酸3g、消泡剤(アデカノールLG294:旭電化製):1mL及び蒸留水:2500mLの培地を5Lの発酵糟に入れ、120℃、20分加熱滅菌した。これを室温まで冷やした後、あらかじめ滅菌した12%グルコース水溶液を500mL添加し、これに前述の種培養液を全量加えて、30℃に保温した。通気は毎分500mL、攪拌は毎分500回転で本培養を行った。12時間後にグルコースがほぼ消費されていた。   Urea: 12 g, ammonium sulfate: 42 g, monopotassium phosphate: 1.5 g, dipotassium phosphate 1.5 g, magnesium sulfate heptahydrate: 1.5 g, ferrous sulfate heptahydrate: 60 mg, sulfuric acid Manganese hydrate: 60 mg, D-biotin: 600 μg, thiamine hydrochloride: 600 μg, yeast extract 3 g, casamino acid 3 g, antifoaming agent (Adecanol LG294: manufactured by Asahi Denka): 1 mL and distilled water: 2500 mL of 5 mL of medium It put into the fermenter and sterilized by heating at 120 ° C. for 20 minutes. After cooling this to room temperature, 500 mL of a 12% aqueous glucose solution sterilized in advance was added, and the whole amount of the above-mentioned seed culture solution was added thereto, and the mixture was kept at 30 ° C. Main culture was performed at aeration of 500 mL / min and stirring at 500 rpm. Glucose was almost consumed after 12 hours.

硫酸マグネシウム・7水和物:1.5g、硫酸第一鉄・7水和物:60mg、硫酸マンガン・水和物:60mg、D−ビオチン:600μg、塩酸チアミン:600μg、消泡剤(アデカノールLG294:旭電化製):5ml及び蒸留水:1.5Lの培地を3Lの三角フラスコに入れ、120℃、20分加熱滅菌した。室温まで冷やした後、上記の本培養により得られた培養液を10000g、5分の遠心分離により集菌した菌体を添加して、O.D.(660nm)が60になるように再懸濁した。この懸濁液1.5Lとあらかじめ滅菌した20%グルコース溶液1.5Lを5Lのジャーファーメンターに入れて混合し、35℃に保温した。pHは2M炭酸アンモニウムを用いて7.6に保ち、毎分500mLで通気、毎分300回転で攪拌しながら反応を行った。反応開始後約50時間でグルコースがほぼ消費されていた。コハク酸が57g/L蓄積されていた。この発酵液を10000g、5分間の遠心分離、限外濾過(日東電工(株)製 NTU−3000−C1R)により菌体と上清に分離した。以上の操作を30回行うことにより、コハク酸発酵液上清を103L得ることが出来た。   Magnesium sulfate heptahydrate: 1.5 g, Ferrous sulfate heptahydrate: 60 mg, Manganese sulfate / hydrate: 60 mg, D-biotin: 600 μg, Thiamine hydrochloride: 600 μg, Antifoam (Adecanol LG294 : Manufactured by Asahi Denka): 5 ml and distilled water: 1.5 L of a medium was placed in a 3 L Erlenmeyer flask and sterilized by heating at 120 ° C. for 20 minutes. After cooling to room temperature, microbial cells collected by centrifugation at 10,000 g for 5 minutes were added to the culture solution obtained by the above main culture. D. It was resuspended so that (660 nm) was 60. 1.5 L of this suspension and 1.5 L of a 20% glucose solution sterilized in advance were mixed in a 5 L jar fermenter, and kept at 35 ° C. The pH was kept at 7.6 using 2M ammonium carbonate, and the reaction was carried out with aeration at 500 mL / min and stirring at 300 rpm. In about 50 hours after the start of the reaction, glucose was almost consumed. 57 g / L of succinic acid was accumulated. This fermentation broth was separated into cells and supernatant by centrifugation at 10,000 g for 5 minutes and ultrafiltration (NTU-3000-C1R manufactured by Nitto Denko Corporation). By performing the above operation 30 times, 103 L of a succinic acid fermentation broth supernatant could be obtained.

<コハク酸醗酵液からの琥珀酸精製>
上記のようにして得られたコハク酸発酵液上清を103L(琥珀酸含有量5.87kg)を、減圧しながらジャケット付き攪拌槽にて濃縮し、琥珀酸の濃度が32.9%、アンモニア11.9%の濃縮液:17.8kg(計算値)を得た。これに酢酸(ダイセル化学社製)を8.58kg加えて30℃まで冷却し、更にメタノール(キシダ化学社製)を4.0kg加えて15℃まで冷却し1時間攪拌した後、20℃にて4時間攪拌を継続した。
<Purification of succinic acid from succinic acid fermentation broth>
103 L (succinic acid content 5.87 kg) of the succinic acid fermentation supernatant obtained as described above was concentrated in a stirred tank equipped with a jacket while reducing the pressure. The concentration of succinic acid was 32.9% and ammonia 11.9% concentrate: 17.8 kg (calculated value) was obtained. To this, 8.58 kg of acetic acid (manufactured by Daicel Chemical Industries) was added and cooled to 30 ° C., 4.0 kg of methanol (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) was added and cooled to 15 ° C. Stirring was continued for 4 hours.

結晶が析出しており、これを遠心ろ過器にてろ過を行い、琥珀酸を74.6%、酢酸3.5%、アンモニア12.2%を含有する結晶4.95kgを得た。   Crystals were precipitated, and this was filtered with a centrifugal filter to obtain 4.95 kg of crystals containing 74.6% oxalic acid, 3.5% acetic acid, and 12.2% ammonia.

酢酸11.3kgに得られた結晶4.9kgをいれ、85℃にて溶解し、直ちに20℃まで冷却した。既に結晶は析出していたが、そのまま更に3時間攪拌を続けた後、遠心ろ過器にてろ過を行い、琥珀酸87.9%、酢酸8.4%、アンモニア0.6%を含有する結晶2.44kgを得た。   4.9 kg of crystals obtained in 11.3 kg of acetic acid were added, dissolved at 85 ° C., and immediately cooled to 20 ° C. Crystals were already precipitated, but the mixture was further stirred for 3 hours, and then filtered with a centrifugal filter. Crystals containing oxalic acid 87.9%, acetic acid 8.4%, and ammonia 0.6% 2.44 kg was obtained.

5℃に冷やした脱塩水3.5Lにて得られた結晶を懸洗し、これを遠心ろ過器にてろ過すると、琥珀酸90%、酢酸1.7%、アンモニア0.05%(およそ500ppm)含有する2.08kgの結晶が得られた。   The obtained crystals were washed with 3.5 L of demineralized water cooled to 5 ° C., and filtered through a centrifugal filter. As a result, 90% oxalic acid, 1.7% acetic acid, 0.05% ammonia (approximately 500 ppm) ) Containing 2.08 kg of crystals was obtained.

この粗琥珀酸結晶2.0kgを28.5Lの脱塩水に溶解し、1Lのイオン交換樹脂(三菱化学社製SK1BH)をつめた塔にSV=2にて通液し、約33Lの処理液を得た。これを減圧したロータリーエバポレータに連続フィードしながら、およそ5.2Lまで濃縮した。この段階で既に結晶が析出していた。更に、5℃に冷却し、2時間攪拌を継続した後、これをろ過すると、琥珀酸96.7%の結晶1.76kgを得た。これを真空乾燥機にて乾燥すると1.68kgの琥珀酸を得る事が出来た。   This crude oxalic acid crystal (2.0 kg) was dissolved in 28.5 L of demineralized water, and passed through a tower filled with 1 L of ion exchange resin (SK1BH, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) at SV = 2, and approximately 33 L of processing solution. Got. While continuously feeding this to a rotary evaporator under reduced pressure, the solution was concentrated to approximately 5.2 L. Crystals had already precipitated at this stage. Further, after cooling to 5 ° C. and continuing stirring for 2 hours, this was filtered to obtain 1.76 kg of crystals of 96.7% oxalic acid. When this was dried with a vacuum dryer, 1.68 kg of oxalic acid could be obtained.

<窒素原子含有量 5ppm、硫黄原子含有量 0.2ppmのバイオマス資源由来コハク酸(硫黄原子重量/窒素原子重量=0.04)を用いたポリエステル及びそのペレットの製造>
実施例1
攪拌装置、窒素導入口、加熱装置、温度計及び減圧用排気口を備えた反応容器に、窒素原子含有量 5ppm、硫黄原子含有量 0.2ppmのバイオマス資源由来コハク酸100重量部(YI=2.5)、三菱化学社製工業グレードの1,4―ブタンジオール88.5重量部、リンゴ酸0.37重量部ならびに触媒として二酸化ゲルマニウムを予め0.98重量%溶解させた88%乳酸水溶液5.4重量部を仕込み、減圧(到達減圧度0.2kPa)後、窒素ガスで大気圧まで復圧する操作を三回繰り返す方法によって系内を窒素雰囲気下にした。
<Production of polyester and pellets using biomass resource-derived succinic acid (sulfur atom weight / nitrogen atom weight = 0.04) having a nitrogen atom content of 5 ppm and a sulfur atom content of 0.2 ppm>
Example 1
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a nitrogen inlet, a heating device, a thermometer and an exhaust port for decompression, 100 parts by weight of a biomass resource-derived succinic acid having a nitrogen atom content of 5 ppm and a sulfur atom content of 0.2 ppm (YI = 2) 5), 88.5 parts by weight of industrial grade 1,4-butanediol manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, 0.37 parts by weight of malic acid, and 88% lactic acid aqueous solution 5 in which 0.98% by weight of germanium dioxide was previously dissolved as a catalyst 5 .4 parts by weight were charged, and after reducing pressure (attainment pressure reduction degree 0.2 kPa), the system was put under nitrogen atmosphere by repeating the operation of returning to atmospheric pressure with nitrogen gas three times.

次に、系内を撹拌しながら220℃に昇温し、この温度で1時間反応させた。次に、30分かけて230℃まで昇温し、同時に1.5時間かけて0.07×103Paになるよ
うに減圧し、同減圧度で1.8時間反応を行った。得られたポリエステルを220℃で反応槽の底部からストランドとして抜き出し、10℃の水中を潜らせた後、カッターでストランドをカットすることにより白色のペレット(黄色度YIは11)を得た。本ペレットを真空下、80℃で8h加熱乾燥させことにより358ppmの含水量のペレットを得た。乾燥後のポリエステル中の窒素元素含有量ならびに硫黄元素含量は、それぞれ2ppm、0.1ppmであり、ポリエステルの還元粘度(ηsp/c)は2.5、末端カルボキシル基量は26当量/トンであった。尚、得られたポリエステル(0.5g)は、1dLのフェノール/テトラクロロエタン(1/1(質量比)混合液)に室温で均一に溶解した。
Next, the temperature in the system was increased to 220 ° C. while stirring, and the reaction was performed at this temperature for 1 hour. Next, the temperature was raised to 230 ° C. over 30 minutes, and at the same time, the pressure was reduced to 0.07 × 10 3 Pa over 1.5 hours, and the reaction was performed at the same degree of pressure for 1.8 hours. The obtained polyester was extracted as a strand from the bottom of the reaction vessel at 220 ° C., submerged in 10 ° C. water, and then cut with a cutter to obtain white pellets (yellowness YI of 11). The pellet was heat-dried at 80 ° C. for 8 hours under vacuum to obtain a pellet having a water content of 358 ppm. The nitrogen element content and the sulfur element content in the polyester after drying were 2 ppm and 0.1 ppm, respectively, the reduced viscosity (ηsp / c) of the polyester was 2.5, and the terminal carboxyl group content was 26 equivalents / ton. It was. The obtained polyester (0.5 g) was uniformly dissolved in 1 dL of phenol / tetrachloroethane (1/1 (mass ratio) mixed solution) at room temperature.

<窒素原子含有量 12ppm、硫黄原子含有量 5ppmのバイオマス資源由来コハク酸(硫黄原子重量/窒素原子重量=0.41)を用いたポリエステル>
実施例2
原料として、実施例1の窒素元素5ppm、硫黄原子含有量 0.2ppmを含有する バイオマス資源から誘導したコハク酸100重量部の代わりに窒素元素12ppm、硫黄原子含有量 5ppmを含有するバイオマス資源から誘導したコハク酸(黄色度YIは7 )100重量部を使用した以外は実施例1と同様の条件によって実施例1と同様の白いポリエステルのペレットを製造した。0.07×10Paの減圧下での重合反応時間は2時間であった。
<Polyester using biomass resource-derived succinic acid (sulfur atom weight / nitrogen atom weight = 0.41) having a nitrogen atom content of 12 ppm and a sulfur atom content of 5 ppm>
Example 2
As a raw material, derived from a biomass resource containing 12 ppm nitrogen element and 5 ppm sulfur atom content instead of 100 parts by weight of succinic acid derived from biomass resource containing 5 ppm nitrogen element and 0.2 ppm sulfur atom content of Example 1 The same white polyester pellets as in Example 1 were produced under the same conditions as in Example 1 except that 100 parts by weight of succinic acid (yellowness YI was 7) was used. The polymerization reaction time under reduced pressure of 0.07 × 10 3 Pa was 2 hours.

得られたポリエステル(黄色度YIは22)中の窒素元素含量は、3.6ppm、硫黄原子含有量は 2.6ppm、ポリエステルの還元粘度(ηsp/c)は2.3、末端カル ボキシル基量は19当量/トンあった。尚、得られたポリエステル(0.5g)は、1dLのフェノール/テトラクロロエタン(1/1(質量比)混合液)に室温で均一に溶解した。   The obtained polyester (yellowness YI is 22) has a nitrogen element content of 3.6 ppm, a sulfur atom content of 2.6 ppm, a reduced viscosity (ηsp / c) of the polyester of 2.3, and a terminal carboxyl group content. Was 19 equivalents / ton. The obtained polyester (0.5 g) was uniformly dissolved in 1 dL of phenol / tetrachloroethane (1/1 (mass ratio) mixed solution) at room temperature.

<窒素原子含有量 16ppm、硫黄原子含有量 2ppmのバイオマス資源由来コハク酸(硫黄原子重量/窒素原子重量=0.13)を用いたポリエステル>
実施例3
原料として、実施例1の窒素元素5ppm、硫黄原子含有量0.2ppmを含有するバイオマス資源から誘導したコハク酸100重量部の代わりに窒素元素16ppm、硫黄原子含有量 2ppmを含有するバイオマス資源から誘導したコハク酸(黄色度YIは3) 100重量部を使用した以外は実施例1と同様の条件によって実施例1と同様の白いポリエステルのペレットを製造した。0.07×10Paの減圧下での重合反応時間は2.1時間であった。
<Polyester using biomass resource-derived succinic acid having a nitrogen atom content of 16 ppm and a sulfur atom content of 2 ppm (sulfur atom weight / nitrogen atom weight = 0.13)>
Example 3
As raw material, instead of 100 parts by weight of succinic acid derived from biomass resource containing 5 ppm of nitrogen element and 0.2 ppm sulfur atom content of Example 1, derived from biomass resource containing 16 ppm nitrogen element and 2 ppm sulfur atom content The same white polyester pellets as in Example 1 were produced under the same conditions as in Example 1 except that 100 parts by weight of succinic acid (yellowness YI was 3) was used. The polymerization reaction time under a reduced pressure of 0.07 × 10 3 Pa was 2.1 hours.

得られたポリエステル(黄色度YIは19)中の窒素元素含量は、3.4ppm、硫黄原子含有量は 1.4ppm、ポリエステルの還元粘度(ηsp/c)は2.4、末端カル ボキシル基量は15当量/トンあった。尚、得られたポリエステル(0.5g)は、1dLのフェノール/テトラクロロエタン(1/1(質量比)混合液)に室温で均一に溶解した。   The obtained polyester (yellowness YI is 19) has a nitrogen element content of 3.4 ppm, a sulfur atom content of 1.4 ppm, a reduced viscosity (ηsp / c) of the polyester of 2.4, and a terminal carboxyl group content. Was 15 equivalents / ton. The obtained polyester (0.5 g) was uniformly dissolved in 1 dL of phenol / tetrachloroethane (1/1 (mass ratio) mixed solution) at room temperature.

<窒素原子、硫黄原子を含まない石油由来のコハク酸を用いたポリエステル>
比較例1
実施例1において発酵法で製造したコハク酸に替えて、窒素元素ならびに硫黄元素が含まれない石油由来の市販品原料を用いてポリエステルの製造を行った。コハク酸は川崎化成(株)社製工業グレードを使用し、1,4−ブタンジオールは三菱化学(株)社製工業グレードを使用した以外は実施例1と同様の方法で実施例1と同様のポリエステルを製造した。0.07×103Paの減圧下での重合反応時間は2.5時間であった。製造されたポリエステル中には窒素元素ならびに硫黄元素は検出されなかった。
<Polyester using petroleum-derived succinic acid containing no nitrogen and sulfur atoms>
Comparative Example 1
In place of the succinic acid produced by the fermentation method in Example 1, a polyester was produced using a petroleum-derived commercially available raw material that does not contain elemental nitrogen and sulfur. The same method as in Example 1 except that succinic acid uses an industrial grade manufactured by Kawasaki Kasei Co., Ltd., and 1,4-butanediol uses an industrial grade manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation. A polyester was produced. The polymerization reaction time under a reduced pressure of 0.07 × 103 Pa was 2.5 hours. Neither elemental nitrogen nor elemental sulfur was detected in the produced polyester.

<窒素原子含有量3ppm、硫黄原子含有量34ppmのバイオマス資源由来コハク酸(硫黄原子重量/窒素原子重量=11)を用いたポリエステル>
比較例2
原料として、実施例1の窒素元素5ppm、硫黄原子含有量 0.2ppmを含有する バイオマス資源から誘導したコハク酸100重量部の代わりに窒素元素3ppm、硫黄原子含有量34ppmを含有するバイオマス資源から誘導したコハク酸100重量部を使用した以外は実施例1と同様の条件によって実施例1と同様のポリエステルのペレットを製造した。0.07×10Paの減圧下での重合反応時間は7時間であった。
<Polyester using biomass resource-derived succinic acid having a nitrogen atom content of 3 ppm and a sulfur atom content of 34 ppm (sulfur atom weight / nitrogen atom weight = 11)>
Comparative Example 2
As raw materials, derived from biomass resources containing 3 ppm nitrogen element and 34 ppm sulfur atom content instead of 100 parts by weight succinic acid derived from biomass resources containing 5 ppm nitrogen element and 0.2 ppm sulfur atom content of Example 1 The same polyester pellets as in Example 1 were produced under the same conditions as in Example 1 except that 100 parts by weight of succinic acid was used. The polymerization reaction time under a reduced pressure of 0.07 × 10 3 Pa was 7 hours.

得られたポリエステル(黄色度YIは38)の還元粘度(ηsp/c)は2.4、末端カルボキシル基量は30当量/トンあった。尚、得られたポリエステル(0.5g)は、1dLのフェノール/テトラクロロエタン(1/1(質量比)混合液)に室温で溶解させたが、少量の不溶物が観測された。   The resulting polyester (yellowness YI was 38) had a reduced viscosity (ηsp / c) of 2.4 and an amount of terminal carboxyl groups of 30 equivalents / ton. The obtained polyester (0.5 g) was dissolved in 1 dL of phenol / tetrachloroethane (1/1 (mass ratio) mixed solution) at room temperature, but a small amount of insoluble matter was observed.

本実施例ならびに比較例から、ポリエステル中に特定量の硫黄原子が含まれると重合速度が向上することが判る。しかしながら、硫黄原子重量/窒素原子重量の比が10を超えると、重合反応の遅延化が観測されるばかりでなく、ポリエステルの着色や異物の発生が引き起こされることが判る。   From this example and the comparative example, it can be seen that the polymerization rate is improved when a specific amount of sulfur atom is contained in the polyester. However, it can be seen that when the ratio of sulfur atom weight / nitrogen atom weight exceeds 10, not only the polymerization reaction is delayed, but also the polyester is colored and the generation of foreign matters is caused.

物性評価例
<生分解性評価>
実施例1ならびに比較例1で製造されたポリエステルを、インフレ成形機を用いて成形温度160℃、ブロー比2.5、厚み20μmとしフィルム成形を行った。成形したフィルムを5cm×18cmの大きさに切り取り、土壌に埋設した。1ヶ月、2ヶ月、3ヶ月 、6ヶ月のフィルムの重量減少率を測定し、生分解試験を行った。結果を表1に示す。表1より、発酵系コハク酸を用いたポリエステルは、土壌中での生分解速度が速いことが確認された。
Physical property evaluation example
<Evaluation of biodegradability>
The polyester produced in Example 1 and Comparative Example 1 was formed into a film using an inflation molding machine at a molding temperature of 160 ° C., a blow ratio of 2.5, and a thickness of 20 μm. The formed film was cut to a size of 5 cm × 18 cm and embedded in soil. The weight loss rate of the film was measured for 1 month, 2 months, 3 months, and 6 months, and a biodegradation test was performed. The results are shown in Table 1. From Table 1, it was confirmed that the polyester using fermented succinic acid has a high biodegradation rate in soil.

<土壌中での生分解性試験>
上記の方法で製造したフィルムを5cm×18cmの大きさに切り取り、土壌に埋設した 。1ヶ月、2ヶ月、3ヶ月、6ヶ月のフィルムの重量減少率を測定した。結果を表に示す。
<Biodegradability test in soil>
The film produced by the above method was cut into a size of 5 cm × 18 cm and embedded in soil. The weight loss rate of the film at 1 month, 2 months, 3 months, and 6 months was measured. The results are shown in the table.

Figure 0005168072
Figure 0005168072

pKMB1の構築の概略を示す。An outline of the construction of pKMB1 is shown. pKMB1/ΔLDHの構築の概略を示す。An outline of the construction of pKMB1 / ΔLDH is shown. pTZベクターの構築の概略を示す。An outline of the construction of the pTZ vector is shown. pMJPC1の構築の概略を示す。An outline of the construction of pMJPC1 is shown.

Claims (8)

硫黄原子及び窒素原子を、原子換算で硫黄原子重量/窒素原子重量の比で0より大きく10以下で含有することを特徴とする、バイオマス資源から誘導されたコハク酸A succinic acid derived from a biomass resource, comprising a sulfur atom and a nitrogen atom in a ratio of sulfur atom weight / nitrogen atom weight in an atomic conversion of more than 0 and 10 or less. バイオマス資源が植物資源であることを特徴とする、請求項1に記載のコハク酸 Succinic acid according to claim 1, characterized in that the biomass resource is a plant resource. ジカルボン酸質量に対して、硫黄原子を原子換算で100質量ppm以下0.001質量ppm以上含有することを特徴とする、請求項1または請求項2に記載のコハク酸The succinic acid according to claim 1 or 2, wherein the succinic acid contains 100 mass ppm or less and 0.001 mass ppm or more of sulfur atoms in terms of atoms with respect to the mass of the dicarboxylic acid. コハク酸質量に対して、窒素原子を原子換算で50質量ppm以下0.01質量ppm以上含有することを特徴とする、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のコハク酸 The succinic acid according to any one of claims 1 to 3, wherein the succinic acid contains 50 mass ppm or less and 0.01 mass ppm or more of nitrogen atoms in terms of atoms relative to the mass of succinic acid . ジカルボン酸の黄色度(YI)が50以下であることを特徴とする、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のコハク酸The succinic acid according to any one of claims 1 to 4, wherein the yellowness degree (YI) of the dicarboxylic acid is 50 or less. 請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のコハク酸を反応させてなる、ポリエステル。 A polyester obtained by reacting the succinic acid according to any one of claims 1 to 5. バイオマス資源から誘導された、コハク酸を、晶析工程を含む精製方法により精製をすることにより、該コハク酸中の硫黄原子及び窒素原子を、原子換算で硫黄原子重量/窒素原子重量の比で0より大きく10以下にすることを特徴とするコハク酸の製造方法。 By purifying succinic acid derived from biomass resources by a purification method including a crystallization step, sulfur atoms and nitrogen atoms in the succinic acid are converted into atomic weight ratios of sulfur atomic weight / nitrogen atomic weight. A method for producing succinic acid , characterized by being made greater than 0 and less than or equal to 10. 請求項7に記載のコハク酸の製造方法により得られたコハク酸を反応させてなる、ポリエステル。 A polyester obtained by reacting succinic acid obtained by the method for producing succinic acid according to claim 7 .
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