環境受容型触媒プロセスによるグリーンポリマーの新規循環型ケミカルリサイクル

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15350095
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 松村 秀一 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (30051874)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 戸嶋 一敦 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (60217502)
• Keywords: 酵素 / リパーゼ / ポリ乳酸 / バイオポリエステル / ケミカルリサイクル / 環状オリゴマー / 重合性オリゴマー / 固体酸

Research Abstract

本研究の目的は、再生可能資源から得られるポリ乳酸およびバイオポリエステルの酵素や固体酸などの環境受容型触媒を用いる循環型ケミカルリサイクル法の開発にある。今年度は主としてポリ乳酸およびバイオポリエステルの環状オリゴマーへの分解と乳酸をベースとする新規コポリマーの合成を行った。
(1)バイオポリエステルおよびポリ(L-乳酸)の再重合性環状オリゴマーへの変換
ポリ(L-乳酸)を中心に、酵素および固体酸を用いるサイズ一定の環状及び線状オリゴマー化について基本的パラメーターの取得を行った。ポリ乳酸は、L、DL、D体いずれのものもリパーゼにより再重合性を有する環状オリゴマーに変換されることを見出した。バイオポリエステルについては、微生物産ポリ(R-3-ヒドロキシ酪酸)(PHB)をはじめポリ(R-3-ヒドロキシヘキサノエート)共重合体(PHB/HH)およびポリ(R-3-ヒドロキシアルカノエート)(PHA)を原料に、環状オリゴマーへの変換について系統的検討を行った。その結果、バイオポリエステルもある種の有機溶媒中リパーゼにより速やかに環状オリゴマーに変換されることをはじめて見出した。
(2)L-乳酸との共重合による物性改良とケミカルリサイクル性の付与
具体的ターゲットとして融点の向上、堅いものから柔らかいゴム状の物性を有するものを得るために、L-ラクチドとトリメチレンカーボネートとの共重合によるカーボネート結合含有ポリマーについて検討を行った。また、環境受容型触媒による環状オリゴマーへの変換についてケミカルリサイクルの観点から検討を行い、カーボネート結合の導入により酵素によるリサイクル性の向上を確認した。

Research Products

• [Publications] S.Okajima, R.Kondo, K.Toshima, S.Matsumura: "Lipase-Catalyzed Transformation of Poly(butylene adipate) and Poly(butylene succinate) into Repolymerizable Cyclic Oligomers"Biomacromolecules. 4・6. 196-203 (2003)
• [Publications] Y.Osanai, K.Toshima, S.Matsumura: "Enzymatic Degradation of Poly(3-hydroxybutyrate) to Cyclic Oligomers under Continuous Flow"Green Chemistry. 5・5. 567-570 (2003)
• [Publications] S.Iwata, K.Toshima, S.Matsumura: "Enzyme-Catalyzed Preparation of Aliphatic Polyesters Containing Thioester Linkages"Macromolecular Rapid Communications. 24・7. 467-471 (2003)
• [Publications] Y.Takahashi, S.Okajima, K.Toshima, S.Matsumura: "Lipase-Catalyzed Transformation of Poly(lactic acid) into Cyclic Oligomer"Macromolecular Bioscience. 4(印刷中). (2004)
• [Publications] H.Nagai, S.Matsumura, K.Toshima: "Environmentally benign and stereoselective formation of β-mannosidic linkages utilizing 2,3-di-O-benzyl-4,6-O-benzylidene-protected mannopyranosyl phosphite and montmorillonite K-10"Carbohydrate Research. 338・15. 1531-1534 (2003)
• [Publications] K.Sasaki, H.Nagai, S.Matsumura, K.Toshima: "A novel greener glycosidation using an acid-ionic liquid containing a protic acid"Tetrahedron Letters. 44・30. 5605-5608 (2003)
• [Publications] 松村秀一: "脱石油素材化に向けた生分解性プラスチックの高機能化とその応用"エヌ・ティー・エス. 36 (2003)