2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Optical Resolution Polymerization of Polylactide
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15K12245
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
木村 邦生 岡山大学, 環境生命科学研究科, 教授 (40274013)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山崎 慎一 岡山大学, 環境管理センター, 准教授 (40397873)
内田 哲也 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (90284083)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ポリ乳酸 / 重合結晶化 / 光学分割重合 / バイオプラスチック / 立体規則性 / ラクチド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
環境意識の高まりから、バイオプラスチックであるポリ乳酸(PLA)に対する期待は大きいが、高価格であることが課題である。高分子PLAはラクチドの開環重合により合成されており、ラクチドの前駆体である乳酸は微生物合成によるL-乳酸の合成法が主要であることから、商業的に生産されているのはポリ(L-乳酸)(PLLA)である。乳酸にはL-乳酸のほかにエナンチオマーであるD-乳酸が存在し、PLAにおけるD-乳酸単位との共重合組成比は融点、結晶加速度、生分解性に影響するため、光学純度の高いL-ラクチドが必要となる。そのためには微生物合成や化学合成の際に副生するエナンチオマーであるD-ラクチドを取り除く光学分割による精製工程が必要となり、これが高価格の要因の一つとなる。ラクチドの光学純度が低くても、重合過程で光学純度を上げることが可能になると、煩雑な乳酸の精製工程を省略することができ、PLLAの低価格化が可能となる。そこで本研究では、触媒に頼ることなく、重合過程でのオリゴマー結晶化である重合相変化を利用することでD-乳酸単位を含む光学純度の低いラクチドからのPLLAを光学分割合的に合成する方法に加え、重合系へのせん断印加によりPLAの共重合組成比率制御技術を検討した。ラクチドは可溶でポリマーには不溶の混合溶媒を用いてカチオン溶液重合を行い、重合過程でPLA結晶を析出させた。この重合系にせん断を印加すると、D-乳酸単位の共重合仕込み比率(X)が減少するにつれてPLA結晶の収率が減少したが、析出したPLA結晶中のD-乳酸単位含有率(r)がX値より著しく低下することが分かった。また、せん断速度の増加によりr値がより減少し、X値が95mol%でもr値が1mol%以下とPLLAの選択性が向上することを明らかにすることができた。
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