JPH09157304A - Manufacture of acetylcellulose with high degree of polymerization - Google Patents

Manufacture of acetylcellulose with high degree of polymerization

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JPH09157304A
JPH09157304A JP31827395A JP31827395A JPH09157304A JP H09157304 A JPH09157304 A JP H09157304A JP 31827395 A JP31827395 A JP 31827395A JP 31827395 A JP31827395 A JP 31827395A JP H09157304 A JPH09157304 A JP H09157304A
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JP
Japan
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cellulose
polymerization
degree
acetic acid
bacterial
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Application number
JP31827395A
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Japanese (ja)
Inventor
Mari Tabuchi
眞理 田渕
Otohiko Watabe
乙比古 渡部
Yasushi Morinaga
康 森永
Fumitaka Horii
文敬 堀井
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Bio Polymer Research Co Ltd
Original Assignee
Bio Polymer Research Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a molded article having a high degree of polymerization and resultantly a superior mechanical strength by using a bacterial cellulose as a cellulose material in an acetylation reaction wherein the cellulose is first dipped in acetic acid and then an acetylating agent consisting of acetic anhydride, methylene chloride and a small amount of sulfuric acid is made to act on the mixture. SOLUTION: A cellulose with a high degree of polymerization is produced by a cellulose-producing bacterium (stipulation no.: FERM P-14982). For example, an aerated stirred culture yields a cellulose with a weight-average polymerization degree (in terms of polystyrene) of not less than 1.6×10<4> and a stationary culture yields a cellulose with a weight-average polymerization degree of not less than 2.0×10<4> . In the acetic acid dipping process, 1 pt.wt. cellulose is dipped in 3-20 pts.wt. acetic acid and separated from acetic acid by means of a centrifuge and the like. 30-200 pts.wt. acetic anhydride, 40-200 pts.wt. methylene chloride and 0.1-10 pts.wt. conc. sulfuric acid are added to 10 pts.wt. cellulose and the mixture is kept at 20-50 deg.C for 0.5-7hrs and subsequently cast in a large amount of water.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高重合度アセチル
セルロースの製造法、更に詳しくは、塩化メチレンを溶
媒とし、硫酸を触媒とするセルロースの、無水酢酸によ
るアセチル化によるアセチルセルロースの製造法におけ
る改良に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing acetyl cellulose having a high degree of polymerization, and more particularly to a method for producing acetyl cellulose by acetylation of cellulose with sulfuric acid as a catalyst using methylene chloride as a solvent with acetic anhydride. Regarding improvement.

【0002】[0002]

【従来の技術】アセチルセルロースの工業的合成法は、
合成反応の溶媒により酢酸法と塩化メチレン法に大別さ
れる(日化協月報1988年10月号p.25〜3
2)。そして、アセチルセルロースは、周知の如く、繊
維、フィルムなどの各種成形材料、たばこ用フィルタ
ー、各種複合分離膜(血液透析膜、限外濾過膜、逆浸透
膜など)、吸音材などの建材、塗料、等多岐にわたり利
用されている。
2. Description of the Related Art The industrial synthesis method of acetyl cellulose is
It is roughly classified into an acetic acid method and a methylene chloride method depending on the solvent of the synthetic reaction (Jikakyo monthly report, October 1988, p.25-3).
2). As is well known, acetyl cellulose is a molding material such as fibers and films, a filter for cigarettes, various composite separation membranes (hemodialysis membranes, ultrafiltration membranes, reverse osmosis membranes, etc.), building materials such as sound absorbing materials, and paints. , And so on.

【0003】しかしながら、機械的強度の増大などによ
り、これらの用途に対するセルロースの特性、性能を更
に一段と向上させることの期待されるところが極めて大
である。
However, there is a great expectation that the properties and performance of cellulose for these applications will be further improved by increasing the mechanical strength.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前項記載の従来技術の
背景下に、本発明の目的は、重合度の高いアセチルセル
ロースを提供し、延いては機械的強度に優れたアセチル
セルロースの成型物を提供することにある。
Under the background of the prior art described in the preceding paragraph, an object of the present invention is to provide an acetyl cellulose having a high degree of polymerization, and to provide a molded product of acetyl cellulose excellent in mechanical strength. To provide.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者は、前項記載の
目的を達成すべく鋭意研究の結果、従来のいわゆる塩化
メチレン法によるセルロースのアセチル化法において、
セルロースとしてバクテリアセルロースを採用すること
で上記目的の達成し得ることを見出し、このような知見
に基づいて本発明を完成した。
Means for Solving the Problems As a result of earnest research to achieve the object described in the preceding paragraph, the present inventors have found that in the conventional method of acetylating cellulose by the so-called methylene chloride method,
It was found that the above object can be achieved by adopting bacterial cellulose as cellulose, and the present invention has been completed based on such knowledge.

【0006】すなわち、本発明は、セルロースを酢酸浸
漬処理に付した後、これに無水酢酸、塩化メチレン及び
少量の濃硫酸から成るアセチル化剤を作用させてセルロ
ースをアセチル化する方法において、セルロースとして
バクテリアセルロースを採用することを特徴とする高重
合度アセチルセルロースの製造法に関する。
That is, according to the present invention, cellulose is acetylated by subjecting it to an acetic acid dipping treatment and then applying an acetylating agent consisting of acetic anhydride, methylene chloride and a small amount of concentrated sulfuric acid to the cellulose to acetylate it. The present invention relates to a method for producing acetyl cellulose having a high degree of polymerization, which employs bacterial cellulose.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0008】セルロースには綿リンター、木材パルプな
どから得られる植物系セルロース及びアセトバクター属
などに属する微生物の産生するバクテリアセルロースが
知られているが、本発明の目的物質である高重合度アセ
チルセルロースの製造原料としては、特にバクテリアセ
ルロースが使用される。ここにいうバクテリアセルロー
スには、再生バクテリアセルロースや一部に官能基が導
入されたバクテリアセルロースも包含される。
As cellulose, plant cellulose obtained from cotton linter, wood pulp and the like and bacterial cellulose produced by microorganisms belonging to the genus Acetobacter and the like are known, and a high degree of polymerization acetyl cellulose which is the objective substance of the present invention. Bacterial cellulose is particularly used as a raw material for the production of. The bacterial cellulose mentioned here includes regenerated bacterial cellulose and bacterial cellulose having a functional group partially introduced therein.

【0009】本発明でアセチルセルロースを製造するた
めの原料となるセルロースとしては、なるべく高重合度
のもの、例えば、ホヤ、バロニアなど由来のセルロース
を使用した方が、出来たアセチルセルロースが高重合度
になるので好適である。また、本発明のバクテリアセル
ロースの内、高重合度のバクテリアセルロースの方が、
好適なアセチルセルロース製造用の原料となる。
As the cellulose used as a raw material for producing acetyl cellulose in the present invention, one having a polymerization degree as high as possible, for example, a cellulose derived from ascidian, valonia or the like is used, and the resulting acetyl cellulose has a high polymerization degree. Therefore, it is preferable. Further, among the bacterial cellulose of the present invention, the higher degree of polymerization of bacterial cellulose is
It is a suitable raw material for producing acetyl cellulose.

【0010】高重合度のバクテリアセルロースは、高重
合度のバクテリアセルロースを生成することのできるセ
ルロース生産菌株によって製造されうる。
The high degree of polymerization of bacterial cellulose can be produced by a cellulose producing strain capable of producing the high degree of polymerization of bacterial cellulose.

【0011】セルロース生産菌の中でも、通気撹拌培養
することによって、ポリスチレン換算の重量平均重合度
が1.6×104 以上、好ましくは1.7×104 以上
である高重合度のバクテリアセルロースを製造するか、
又は静置培養することによって、ポリスチレン換算の重
量平均重合度が2.0×104 以上である高重合度のバ
クテリアセルロースを製造する菌株が好ましい。
Among the cellulose-producing bacteria, bacterial culture having a high degree of polymerization, which has a polystyrene-equivalent weight average degree of polymerization of 1.6 × 10 4 or more, preferably 1.7 × 10 4 or more, is obtained by agitating and culturing. Do you manufacture
Alternatively, a strain that produces a highly-polymerized bacterial cellulose having a polystyrene-equivalent weight average degree of polymerization of 2.0 × 10 4 or more by static culture is preferable.

【0012】本発明で使用し得る高重合度のバクテリア
セルロースの生産菌のうち、BPR3001Aは、平成
7年6月12日付で通商産業省工業技術院生命工学工業
技術研究所特許微生物寄託センターに寄託され、受託番
号FERM P−14982を付されている。
BPR3001A, among bacteria producing high degree of polymerization which can be used in the present invention, was deposited at the Patent Microorganism Depositary Center, Institute of Biotechnology, Institute of Biotechnology, Ministry of International Trade and Industry, on June 12, 1995. And is assigned the accession number FERM P-14982.

【0013】本発明におけるバクラリアセルロース等の
各種セルロースの重量平均重合度は、検出器としてRI
を内蔵したGPCシステム(Tosoh HLC−80
20)を用いて以下のようにして測定する。
The weight average degree of polymerization of various types of cellulose such as baklaria cellulose in the present invention is RI as a detector.
Built-in GPC system (Tosoh HLC-80
20) is used and measured as follows.

【0014】各種セルロース試料を発煙硝酸−五酸化リ
ン溶液でW.J.Alexander,R.L.Mit
chell,Analytical chemistr
y21,12,1497−1500(1949)の方法
によりニトロ化する。
Various cellulose samples were treated with a fuming nitric acid-phosphorus pentoxide solution by W.I. J. Alexander, R.A. L. Mit
cell, Analytical chemistr
It is nitrated by the method of y21, 12, 1497-1500 (1949).

【0015】コントロールとして同時にニトロ化したコ
ットンリンターを用いる。
As a control, simultaneously used nitrated cotton linter is used.

【0016】セルロースニトロ化物はTHF(和光純薬
1級)に0.05%濃度で溶かしたのち、1.0μm
ポアサイズのフィルターで濾過する。
The cellulose nitrate was dissolved in THF (Wako Pure Chemical Grade 1) at a concentration of 0.05% and then 1.0 μm.
Filter through a pore size filter.

【0017】GPCの溶離液にもTHFを用いる。THF is also used as an eluent for GPC.

【0018】流速は0.5ml/min、圧力は10〜
13kg f/cm2 、サンプル注入量は100μlと
する。
The flow rate is 0.5 ml / min and the pressure is 10 to 10.
13 kg f / cm 2 , and the sample injection amount is 100 μl.

【0019】カラムはTSKgel GMH−HR
(S)(7.5ID×300mm×2本)とガードカラ
ム(HHR(S))(Tosoh Co.,Ltd.)
を用い35℃で測定する。
The column is TSKgel GMH-HR
(S) (7.5 ID x 300 mm x 2) and guard column (HHR (S)) (Tosoh Co., Ltd.)
At 35 ° C.

【0020】分子量算出のためにスタンダードポリスチ
レン(Tosoh)を用いポリスチレン換算の相対分子
量を求める。
To calculate the molecular weight, standard polystyrene (Tosoh) is used to calculate the relative molecular weight in terms of polystyrene.

【0021】2×107 から2630の分子量のポリス
チレンを用い、溶出時間(t)と分子量の対数(log
M)について、3次式:(logM=At3 +Bt2
Ct+D)による近似を行いスタンダード曲線を作製す
る。
Polystyrene having a molecular weight of 2 × 10 7 to 2630 was used, and the logarithm of the elution time (t) and the molecular weight (log
For M), a cubic expression: (logM = At 3 + Bt 2 +
Ct + D) is approximated to create a standard curve.

【0022】分子量はTosohのデータ処理専用機
(SC−8020)に内蔵されたプログラムにより重量
平均分子量を計算する。
As for the molecular weight, the weight average molecular weight is calculated by a program installed in the Tosoh data processing dedicated machine (SC-8020).

【0023】これらの分子量の値からニトロ化後の置換
度を考慮して重量平均重合度を計算する。
From these molecular weight values, the weight average polymerization degree is calculated in consideration of the degree of substitution after nitration.

【0024】さて、セルロースのアセチル化に際して行
なわれる前処理であるセルロースの酢酸浸漬処理は、周
知のように、原料を膨潤させて反応試薬の浸透を高める
目的で行なわれ、通常セルロース1重量部当り3〜20
重量部の酢酸を加えて浸漬する。本発明法における浸漬
処理も、これに準じて行なうことができる。
As is well known, the acetic acid dipping treatment of cellulose, which is a pretreatment for the acetylation of cellulose, is performed for the purpose of swelling the raw material to enhance the permeation of the reaction reagent, and usually per 1 part by weight of cellulose. 3 to 20
Add part by weight of acetic acid and dip. The immersion treatment in the method of the present invention can also be carried out according to this.

【0025】浸漬処理の被処理物であるバクテリアセル
ロースの形態に関しては、発酵液中に産生したバクテリ
アセルロースを分離精製し、乾燥したものを浸漬処理に
付する。
Regarding the form of the bacterial cellulose which is the object of the immersion treatment, the bacterial cellulose produced in the fermentation liquor is separated and purified, and the dried product is subjected to the immersion treatment.

【0026】浸漬処理終了後は、バクテリアセルロース
からこれが膨潤状態を保持したまましかも乾燥しない程
度まで例えば遠心分離、(吸引)濾過、濃縮などの一般
的な固液分離法を適宜採用して浸漬液の酢酸を除去す
る。
After completion of the dipping treatment, the dipping liquid is appropriately adopted from bacterial cellulose to such an extent that it remains swollen and is not dried, for example, centrifugal separation, (suction) filtration, and concentration. Acetic acid is removed.

【0027】このようにして浸漬液を除去したバクテリ
アセルロースは、これに無水酢酸、塩化メチレン及び少
量の濃硫酸から成るアセチル化剤を作用させてアセチル
化する。具体的にこれらの組成を述べると、セルロース
10重量部当り、無水酢酸30〜200重量部、塩化メ
チレン40〜200重量部、そして濃硫酸0.1〜10
重量部が適している。
The bacterial cellulose from which the immersion liquid has been removed in this way is acetylated by acting on it an acetylating agent consisting of acetic anhydride, methylene chloride and a small amount of concentrated sulfuric acid. Specifically, the composition of these is as follows: Acetic anhydride 30 to 200 parts by weight, methylene chloride 40 to 200 parts by weight, and concentrated sulfuric acid 0.1 to 10 per 10 parts by weight of cellulose.
Parts by weight are suitable.

【0028】バクテリアセルロースとアセチル化剤の混
合物は、従来法に準じ、例えば20〜50℃で0.5〜
7時間保持することで、アセチル化反応を行なう。反応
の打切りは従来法に準ずることができ、すなわち、例え
ばアセチル化反応混合物を大量の水中に投じて反応を停
止させる。
The mixture of bacterial cellulose and acetylating agent can be prepared according to a conventional method, for example, 0.5 to 20 at 50 to 50 ° C.
The acetylation reaction is carried out by holding it for 7 hours. The termination of the reaction can be carried out according to the conventional method, that is, for example, the acetylation reaction mixture is poured into a large amount of water to stop the reaction.

【0029】反応を停止させた反応混合物から目的のア
セチルセルロースを分離取得するにも特別の制限はな
く、従来法に準することができる。すなわち、例えば、
先述の吸引濾過などの一般的固液分離法を適宜採用して
目的のアセチルセルロースを採取する。
There is no particular limitation in separating and obtaining the desired acetyl cellulose from the reaction mixture in which the reaction has been stopped, and the conventional method can be applied. That is, for example,
The target acetyl cellulose is collected by appropriately adopting a general solid-liquid separation method such as suction filtration described above.

【0030】このようにして取得したアセチルバクテリ
アセルロースは、その製品として流通に置くことができ
る。
The acetyl bacterial cellulose thus obtained can be put into distribution as its product.

【0031】尚、本発明で述べた高重合度のアセチルセ
ルロースの製造技術は種々のセルロース誘導体の調製の
際にも応用でき、高重合度のセルロース誘導体が得られ
る。
The technique for producing acetyl cellulose having a high degree of polymerization described in the present invention can be applied to the preparation of various cellulose derivatives, and a cellulose derivative having a high degree of polymerization can be obtained.

【0032】セルロース誘導体としては、種々のセルロ
ースエーテル、セルロースエステル、不飽和セルロー
ス、無水セルロース、デオキシセルロース、酸化セルロ
ース、アルカリセルロース、セロハン、ビスコースレー
ヨン、セルロースグラフト共重合体、生物活性セルロー
ス誘導体をはじめとする以下の誘導体があげられる。硫
酸セルロース、リン酸セルロース、プロピオネート、ブ
チレート、バレレート、カプロエート、ヘプチレート、
カプリレート、ラウリート、ミリステート、パルミテー
ト、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセ
テートプロピオネート、アセテート/メタクルレート、
アセテート/マレート、プロピオネート/クロトネー
ト、アセテート/N,N−ジエチルアミノアセテート、
プロピオネート/モルホリノブチレート、不飽和カルボ
ン酸との混合エステル、アミノデオキシセルロース、カ
ルボキシメチルセルロースナトリウム、カルボキシメチ
ルヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、ヒ
ドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロ
ース、ヒドロキシアルキルメチルセルロース、エチルセ
ルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、シアノ
エチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロー
ス、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ジエチルア
ミノエチルセルロース、ヒドロキシプロピル/メチルセ
ルロースフタレート、ヒドロキシエチルヒドロキシプロ
ピルセルロース、セルロースカーバメイト、アミノデオ
キシセルロース、ハロデオキシセルロース、カチオン性
セルロースエーテル、カルボン酸含有酸化セルロース、
カルボキシル基含有酸化セルロース、2,4−ジクロロ
−6−(3′,6′,8′−トリスルホ−1′−ナフチ
ルアミノ)−シントリアジン含有ポリアクリル酸グラフ
トセルロース、エチルフェロセンセルロース、クロロノ
ニルアクリレート含有セルロース誘導体、β−ガラクト
シダーゼ固定p−アミノカルバニレートセルロース、テ
トラサイクリン結合セルロースジアゾベンゾエート、
2,2′−メチレンビス(3,4,6−トリクロロフェ
ノール)2Na塩含有誘導体、モルホリン/セルロース
エーテル錯体、エタノールアミン−セルロース誘導体、
フォスホラスセルロース、β−アミロース固定セルロー
ス誘導体、及びその他のセルロース誘導体((株)シー
エムシー「機能性セルロースの開発」p.50〜111
(1985)に記載)が含まれる。
Examples of cellulose derivatives include various cellulose ethers, cellulose esters, unsaturated celluloses, anhydrous celluloses, deoxycelluloses, oxidized celluloses, alkali celluloses, cellophane, viscose rayon, cellulose graft copolymers, and bioactive cellulose derivatives. And the following derivatives. Cellulose sulfate, cellulose phosphate, propionate, butyrate, valerate, caproate, heptylate,
Caprylate, laurit, myristate, palmitate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate, acetate / methacrylate,
Acetate / malate, propionate / crotonate, acetate / N, N-diethylaminoacetate,
Propionate / morpholinobutyrate, mixed ester with unsaturated carboxylic acid, aminodeoxycellulose, sodium carboxymethylcellulose, carboxymethylhydroxyethylcellulose, methylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxyalkylmethylcellulose, ethylcellulose, ethylhydroxyethylcellulose, cyanoethylcellulose, Ethyl hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, diethylaminoethyl cellulose, hydroxypropyl / methyl cellulose phthalate, hydroxyethyl hydroxypropyl cellulose, cellulose carbamate, aminodeoxy cellulose, halodeoxy cellulose, cationic cellulose ether Carboxylic acid-containing oxidized cellulose,
Carboxyl group-containing oxidized cellulose, 2,4-dichloro-6- (3 ', 6', 8'-trisulfo-1'-naphthylamino) -cintriazine-containing polyacrylic acid graft cellulose, ethylferrocene cellulose, chlorononyl acrylate-containing Cellulose derivative, β-galactosidase-immobilized p-aminocarbanilate cellulose, tetracycline-bonded cellulose diazobenzoate,
2,2'-methylenebis (3,4,6-trichlorophenol) 2Na salt-containing derivative, morpholine / cellulose ether complex, ethanolamine-cellulose derivative,
Phosphorus cellulose, β-amylose-immobilized cellulose derivative, and other cellulose derivatives (CMC “Development of Functional Cellulose” p.50-111)
(Described in (1985)).

【0033】[0033]

【実施例】以下、実施例により本発明を更に説明する。The present invention will be further described with reference to the following examples.

【0034】実施例1(高重合度セルロース生産菌の静
置培養によるバクテリアセルロースの調製) BPR3001Aをグリセロールストックより培地10
0mlを仕込んだ750ml容のルーフラスコに1%濃
度で植菌し、28℃で3日間静置培養した。培養後ルー
フラスコをよく振って菌体をセルロース膜よりはがした
後、菌液3mlをCSL(コーンスチープリカー)−F
ru(フラクトース)培地27mlを入れたシャーレ
(直径90mm)に植菌し、28℃で10日間培養し
た。
Example 1 (Preparation of Bacterial Cellulose by Static Culture of High Polymerization Cellulose-Producing Bacteria) BPR3001A was used as a medium 10 from glycerol stock.
Inoculation was carried out at a concentration of 1% in a 750 ml roux flask charged with 0 ml, and the mixture was allowed to stand still at 28 ° C. for 3 days. After the culture, shake the roux flask well to remove the cells from the cellulose membrane, and then add 3 ml of the bacterial solution to CSL (corn steep liquor) -F.
The cells were inoculated into a petri dish (diameter 90 mm) containing 27 ml of ru (fructose) medium, and cultured at 28 ° C. for 10 days.

【0035】培養終了後、得られたセルロース膜を流水
で洗浄後、約500mlの水中で80℃で20分間加熱
した。加熱後セルロース膜をさらに流水で洗浄し、その
後、約500mlの0.1規定NaOH中で80℃で2
0分間加熱することによりセルロース膜中に含まれる菌
体を溶菌させた。溶菌後、セルロース膜を約500ml
の蒸留水中で80℃で20分間加熱することにより洗浄
した。同様の洗浄を蒸留水を交換しつつ3〜5回行うこ
とにより精製バクテリアセルロースを得た。
After completion of the culture, the obtained cellulose membrane was washed with running water and then heated in about 500 ml of water at 80 ° C. for 20 minutes. After the heating, the cellulose membrane was further washed with running water, and then washed in about 500 ml of 0.1 N NaOH at 80 ° C.
The cells contained in the cellulose membrane were lysed by heating for 0 minutes. After lysis, add about 500 ml of cellulose membrane.
By heating at 80 ° C. for 20 minutes in distilled water. The same washing was performed 3 to 5 times while replacing distilled water to obtain purified bacterial cellulose.

【0036】この精製バクテリアセルロースの重量平均
重合度を既に述べた方法で測定した結果22500であ
った。
The weight average degree of polymerization of this purified bacterial cellulose was 22,500 as measured by the method described above.

【0037】実施例2(高重合度セルロース生産菌の通
気撹拌培養によるバクテリアセルロースの調製) BPR3001AをグリセロールストックよりCSL−
Fru培地100mlを仕込んだ750ml容ルーフラ
スコに1%植菌し、28℃で3日間静置培養した。培養
後ルーフラスコをよく振って菌体をセルロース膜よりは
がした後、菌液12.5mlを112.5mlの培地を
含む500mlフラスコに植菌し、28℃で180rp
mの条件で3日間培養した。培養物をブレンダーにより
無菌的に離解し、その60mlを540mlのCSL−
Fru培地を仕込んだ11ジャーに植菌し、pHをNH
3 ガスおよび1規定H2 SO4 で4.9〜5.1に制御
しながら、かつ溶存酸素量(DO)が3.0%以上にな
るように回転数を自動制御しながら、メイン培養を行っ
た。
Example 2 (Preparation of Bacterial Cellulose by Aerated Stirring Culture of High Polymerization Cellulose-Producing Bacteria) BPR3001A was prepared from CSL-containing glycerol stock.
1% of the cells were inoculated into a 750 ml roux flask charged with 100 ml of Fru medium, and statically cultured at 28 ° C. for 3 days. After culturing, shake the Roux flask well to remove the cells from the cellulose membrane, inoculate 12.5 ml of the bacterial solution into a 500 ml flask containing 112.5 ml of medium, and 180 rpm at 28 ° C.
The cells were cultured for 3 days under the condition of m. The culture was aseptically disaggregated with a blender and 60 ml of it was added to 540 ml of CSL-
Inoculate into 11 jars containing Fru medium and adjust the pH to NH
The main culture was carried out while controlling to 4.9 to 5.1 with 3 gases and 1N H 2 SO 4 and automatically controlling the number of revolutions so that the dissolved oxygen content (DO) was 3.0% or more. went.

【0038】培養終了後、得られた培養液を酢酸緩衝液
で約5倍に希釈した後、遠心分離して沈殿物を回収し
た。沈殿を蒸留水で最初の培養液量の約8倍に希釈後、
80℃で20分間加熱し、加熱後遠心分離により沈殿物
を回収した。沈殿物を同じく8倍量の0.1規定NaO
Hに懸濁し、80℃で20分間加熱することにより溶菌
し、溶菌後遠心分離により沈殿物を回収した。この後、
さらに8倍量の蒸留水に沈殿を懸濁し80℃で20分間
加熱し、加熱後遠心分離して沈殿物を回収することによ
りセルロースの洗浄を行った。同様の洗浄を3回行うこ
とにより精製バクテリアセルロースを得た。
After completion of the culture, the obtained culture solution was diluted about 5 times with an acetate buffer and then centrifuged to recover the precipitate. After diluting the precipitate with distilled water to about 8 times the initial culture volume,
After heating at 80 ° C. for 20 minutes, the precipitate was collected by centrifugation after heating. The sediment is also occupied by 8 times the amount of 0.1 N NaO.
H, and lysed by heating at 80 ° C. for 20 minutes. After lysis, the precipitate was recovered by centrifugation. After this,
Further, the precipitate was suspended in 8 times the volume of distilled water, heated at 80 ° C. for 20 minutes, heated, centrifuged, and the precipitate was collected to wash the cellulose. The same washing was performed three times to obtain purified bacterial cellulose.

【0039】この精製バクテリアセルロースの重量平均
重合度をすでに述べた方法で測定した結果17400で
あった。
The weight average degree of polymerization of this purified bacterial cellulose was measured by the method described above, and it was 17400.

【0040】尚、以上の実施例で用いたCSL−Fru
の組成は下記第1表に示すとおりである。
Incidentally, the CSL-Fru used in the above examples.
Is as shown in Table 1 below.

【0041】[0041]

【表1】 [Table 1]

【0042】[0042]

【表2】 [Table 2]

【0043】[0043]

【表3】 [Table 3]

【0044】実施例3 実施例2で得られた精製バクテリアセルロースは、有機
溶媒のメタノール、アセトン及びヘキサンでこの順に溶
媒置換して乾燥した(特開平6−233691及びU.
Geyer,Int.J.Biol.Macromo
l.,16,6(1994)参照)。
Example 3 The purified bacterial cellulose obtained in Example 2 was subjected to solvent substitution with organic solvents such as methanol, acetone and hexane in this order and dried (JP-A-6-233691 and U.S. Pat.
Geyer, Int. J. Biol. Macromo
l. , 16, 6 (1994)).

【0045】溶媒置換により乾燥したバクテリアセルロ
ースは、これに20倍量(重量)の氷酢酸を加え、24
時間スターラーでゆっくり撹拌することで浸漬処理した
後、吸引濾過により付着酢酸を除去した。
The bacterial cellulose dried by solvent substitution was added with 20 times (weight) amount of glacial acetic acid to obtain 24
After the dipping treatment was carried out by slowly stirring with a stirrer for an hour, the acetic acid attached was removed by suction filtration.

【0046】付着酢酸を除去した前処理後のバクテリア
セルロース100重量部を、20倍量(重量)の無水酢
酸及び同じく20倍量の塩化メチレン並びに1重量部の
濃硫酸の混合物(アセチル化剤)に加え、低温(20〜
30℃)で0.5時間保持するとセルロースが完全に溶
けて反応液が透明になったので、この時点を反応終了時
とした。
100 parts by weight of pretreated bacterial cellulose from which acetic acid had been removed was mixed with 20 parts by weight (weight) of acetic anhydride, 20 parts by weight of methylene chloride and 1 part by weight of concentrated sulfuric acid (acetylating agent). In addition to low temperature (20 ~
When kept at 30 ° C.) for 0.5 hour, the cellulose was completely dissolved and the reaction liquid became transparent, so this time was taken as the end of the reaction.

【0047】反応混合物を大量の水中に投じて反応を停
止し、アセチルセルロースを得た。これを中和後十分に
水洗し、乾燥させた。乾燥後、これをアセトンに溶解
し、この溶液を平底のガラス容器に入れて風乾し、底面
に生成したアセチルセルロース膜を回収した。
The reaction mixture was poured into a large amount of water to stop the reaction, and acetyl cellulose was obtained. This was neutralized, washed thoroughly with water, and dried. After drying, this was dissolved in acetone, the solution was placed in a flat-bottomed glass container and air-dried, and the acetylcellulose membrane formed on the bottom surface was collected.

【0048】比較例1 溶媒置換により乾燥したバクテリアセルロースの代りに
市販のコットンリンターを使用した以外は、上記実施例
1におけると全く同様にしてアセチルセルロース膜を回
収した。
Comparative Example 1 An acetyl cellulose membrane was recovered in exactly the same manner as in Example 1 except that a commercially available cotton linter was used instead of the bacterial cellulose dried by solvent replacement.

【0049】比較例2(酢酸法との比較) (a)実施例3におけると同様にして得た溶媒置換によ
り乾燥したバクテリアセルロースを20倍量(重量)の
氷酢酸を使用して3時間浸漬処理した後、吸引濾過によ
り付着酢酸を除去した。
Comparative Example 2 (Comparison with the acetic acid method) (a) The bacterial cellulose obtained by solvent substitution and dried in the same manner as in Example 3 was immersed in 20 times (weight) amount of glacial acetic acid for 3 hours. After treatment, suction acetic acid was removed by suction filtration.

【0050】付着酢酸を除去した前処理後のバクテリア
セルロース100重量部を、20倍量(重量)の無水酢
酸及び同じく20倍量の氷酢酸並びに15重量部の濃硫
酸の混合物(アセチル化剤)に加え、低温(20〜30
℃)で5時間保持するとセルロースが完全に溶けて反応
液が透明になったので、この時点を反応終了時とした。
100 parts by weight of the pretreated bacterial cellulose from which acetic acid had been removed was mixed with 20 parts by weight (weight) of acetic anhydride, 20 parts by weight of glacial acetic acid and 15 parts by weight of concentrated sulfuric acid (acetylating agent). In addition to low temperature (20-30
When kept at (° C) for 5 hours, the cellulose was completely dissolved and the reaction liquid became transparent.

【0051】バクテリアセルロースの3倍量(重量)の
水を加え、25℃で2日間熟成の後、反応混合物を大量
の水中に投じて反応を停止してアセチルセルロースを得
た。これを十分に水洗し、中和後乾燥させた。乾燥後、
これをアセトンに溶解し、この溶液を平底のガラス容器
に入れて風乾し、底面に生成したアセチルセルロース膜
を回収した。
Water (3 times as much as the weight of bacterial cellulose) was added, and the mixture was aged at 25 ° C. for 2 days, and then the reaction mixture was poured into a large amount of water to stop the reaction to obtain acetyl cellulose. This was thoroughly washed with water, neutralized and dried. After drying,
This was dissolved in acetone, the solution was placed in a flat-bottomed glass container and air-dried, and the acetyl cellulose membrane formed on the bottom surface was collected.

【0052】(b)溶媒置換により乾燥したバクテリア
セルロースの代りに市販のコットンリンターを使用し、
かつアセチル化反応時間を3時間とした以外は、上記
(a)におけると全く同様にしてアセチルセルロース膜
を回収した。
(B) A commercially available cotton linter is used in place of the bacterial cellulose dried by solvent substitution,
An acetyl cellulose membrane was recovered in exactly the same manner as in (a) above except that the acetylation reaction time was 3 hours.

【0053】検査例1(各種アセチルセルロース膜の重
合度の検査) 実施例及び比較例で得られたセルロース膜について、重
量平均重合度(DPw)を検査した。
Inspection Example 1 (Inspection of degree of polymerization of various acetylcellulose membranes) The weight average degree of polymerization (DPw) of the cellulose membranes obtained in Examples and Comparative Examples was examined.

【0054】本検査例において、DPwは次のようにし
て測定する。すなわち、検出器としてRI(示差屈折
計)を内蔵したGPC(サイズ排除クロマトグラフィ
ー)システム「Tosoh HLC−8020」を用い
て以下のようにして測定する。
In this inspection example, DPw is measured as follows. That is, a GPC (size exclusion chromatography) system "Tosoh HLC-8020" having a built-in RI (differential refractometer) as a detector is used to perform the measurement as follows.

【0055】アセチルセルロースはTHF(和光純薬
(株)製テトラヒドロフラン、試薬1級)に0.05%
濃度で溶かしたのち、1.0μmポアサイズのフィルタ
ーで濾過する。GPCの溶離液にもTHFを用いる。流
速は0.5ml/min、圧力は10〜13kgf/c
2 、そしてサンプル注入量は100μlとする。カラ
ムは「TSKgel GMH−HR(S)」(7.5I
D×300mm×2本)とガードカラム「HHR
(S)」(Tosoh Co,, Ltd.)を用いて3
5℃で測定する。
Acetylcellulose is 0.05% in THF (tetrahydrofuran manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., reagent first grade).
After dissolving at a concentration, it is filtered with a filter having a pore size of 1.0 μm. THF is also used as the eluent for GPC. Flow rate is 0.5 ml / min, pressure is 10 to 13 kgf / c
m 2 , and sample injection volume is 100 μl. The column is "TSKgel GMH-HR (S)" (7.5I).
D x 300 mm x 2) and guard column "HHR
(S) ”(Tosoh Co ,, Ltd.)
Measure at 5 ° C.

【0056】分子量算出のためにスタンダードポリスチ
レン「Tosoh」を用い、ポリスチレン換算の相対分
子量を求める。詳述すると、2×107 から2630の
分子量(M)のポリスチレンを用い、溶出時間(t)と
分子量の対数(logM)について、3次式:(log
M=At3 +Bt2 +Ct+D)による近似を行いスタ
ンダード曲線を作製する。分子量はTosohのデータ
処理専用コンピュータ「SC−8020」に内蔵された
プログラムにより重量平均分子量を計算する。
The standard polystyrene "Tosoh" is used for the calculation of the molecular weight, and the relative molecular weight in terms of polystyrene is determined. More specifically, polystyrene having a molecular weight (M) of 2 × 10 7 to 2630 is used, and the elution time (t) and the logarithm of the molecular weight (log M) are expressed by a cubic expression: (log
M = At 3 + Bt 2 + Ct + D) to make a standard curve. Regarding the molecular weight, the weight average molecular weight is calculated by a program installed in the Tosoh data processing computer "SC-8020".

【0057】これらの分子量の値からアセチル化後の置
換度を考慮して重量平均重合度(以下、DPwまたは重
合度と略称する)を計算する。
From these molecular weight values, the weight average degree of polymerization (hereinafter abbreviated as DPw or degree of polymerization) is calculated in consideration of the degree of substitution after acetylation.

【0058】尚、置換度はFT−IR分析において市販
アセチルセルロースを基準物質とし、アセチル基と水酸
基のピーク強度の比より求めた。FT−IRは「FTS
165」(バイオラッド社製)を用い、透過法により測
定した。
The degree of substitution was determined from the ratio of the peak intensities of the acetyl group and the hydroxyl group in the FT-IR analysis using commercially available acetyl cellulose as a reference substance. FT-IR is "FTS
165 "(manufactured by Bio-Rad) was used for the measurement by the permeation method.

【0059】検査結果を下記第2表に示す。The inspection results are shown in Table 2 below.

【0060】[0060]

【表4】 [Table 4]

【0061】第2表より、本発明のアセチルセルロース
(実施例3で得られたもの)は、従来法によるアセチル
セルロース(比較例のもの)に比較して重合度(DP
w)が高い。これは、本発明のアセチルセルロースを各
種複合分離膜等に利用した場合、膜厚を減少でき、延い
ては物質透過性が著しく改善され得ることを意味する。
尚、本発明で得られたアセチルセルロースの置換度はい
ずれも2.4であった。
From Table 2, it can be seen that the acetyl cellulose of the present invention (obtained in Example 3) has a higher degree of polymerization (DP) than the conventional acetyl cellulose (comparative example).
w) is high. This means that when the acetylcellulose of the present invention is used in various composite separation membranes, the membrane thickness can be reduced, and the substance permeability can be remarkably improved.
The substitution degree of the acetyl cellulose obtained in the present invention was 2.4 in all cases.

【0062】本発明は、その生成物にこのようなメリッ
トがある他に、方法そのものにおいても、反応時間が短
時間ですむ、酢酸法と異なり塩化メチレンが冷媒として
働くために反応の冷却水が不要である、などのメリット
がある。
In addition to the advantages of the product, the present invention requires a short reaction time in the method itself, and since methylene chloride works as a refrigerant unlike the acetic acid method, the cooling water for the reaction is reduced. There are merits such as unnecessary.

【0063】[0063]

【発明の効果】本発明によれば、重合度(DPw)の高
いアセチルセルロースが提供され、延いては機械的強度
に優れたアセチルセルロースの成型物が容易に提供され
得るところとなった。
Industrial Applicability According to the present invention, acetyl cellulose having a high degree of polymerization (DPw) can be provided, which in turn can easily provide a molded product of acetyl cellulose having excellent mechanical strength.

【0064】[0064]

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成7年12月20日[Submission date] December 20, 1995

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0030[Correction target item name] 0030

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0030】このようにして取得したアセチルセルロー
スは、その製品として流通に置くことができる。
The acetyl cellulose thus obtained can be put into distribution as its product.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡部 乙比古 神奈川県川崎市高津区坂戸3丁目2番1号 KSP R&DビジネスパークビルB− 1015 株式会社バイオポリマー・リサーチ 内 (72)発明者 森永 康 神奈川県川崎市高津区坂戸3丁目2番1号 KSP R&DビジネスパークビルB− 1015 株式会社バイオポリマー・リサーチ 内 (72)発明者 堀井 文敬 京都府宇治市折居台4丁目1番地101 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Watanabe Otohiko 32-1 Sakado, Takatsu-ku, Kawasaki City, Kanagawa KSP R & D Business Park Building B-1015 Biopolymer Research Co., Ltd. (72) Inventor Yasunori Morinaga KSP R & D Business Park Building B-1015, 3-2-1 Sakado, Takatsu-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Fumitaka Horii 4-1-1 Oridai, Uji City, Kyoto Prefecture 101

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 セルロースを酢酸浸漬処理に付した後、
これに無水酢酸、塩化メチレン及び少量の硫酸から成る
アセチル化剤を作用させてセルロースをアセチル化する
方法において、セルロースとしてバクテリアセルロース
を採用することを特徴とする高重合度アセチルセルロー
スの製造法。
1. After subjecting cellulose to an acetic acid immersion treatment,
A process for producing acetyl cellulose having a high degree of polymerization, characterized in that bacterial cellulose is employed as the cellulose in the method of acetylating the cellulose by acting an acetylating agent consisting of acetic anhydride, methylene chloride and a small amount of sulfuric acid on this.
【請求項2】 バクテリアセルロースが通気撹拌培養で
得られた、ポリスチレン換算の重量平均重合度が1.6
×104 以上であるバクテリアセルロースであることを
特徴とする請求項1記載の高重合度アセチルセルロース
の製造法。
2. A weight average degree of polymerization in terms of polystyrene of bacterial cellulose obtained by aeration and stirring culture is 1.6.
The method for producing a high polymerization degree acetyl cellulose according to claim 1, which is bacterial cellulose having a density of × 10 4 or more.
【請求項3】 バクテリアセルロースが静置培養で得ら
れた、ポリスチレン換算の重量平均重合度が2.0×1
4 以上であるバクテリアセルロースであることを特徴
とする請求項1記載の高重合度アセチルセルロースの製
造法。
3. A bacterial cellulose obtained by static culture, having a polystyrene-equivalent weight average degree of polymerization of 2.0 × 1.
The method for producing a high-polymerization degree acetyl cellulose according to claim 1, which is a bacterial cellulose of 0 4 or more.
JP31827395A 1995-12-06 1995-12-06 Manufacture of acetylcellulose with high degree of polymerization Pending JPH09157304A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011158215A2 (en) 2010-06-17 2011-12-22 Bergen Teknologioverforing As Method
CN113956997A (en) * 2021-08-03 2022-01-21 镇江市远胜生物工程有限公司 Method for crushing bacillus aceticus and producing extract of bacillus aceticus

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