JP2002167430A - Aliphatic polyester, method for producing the same, and method for making starch as resource - Google Patents
Aliphatic polyester, method for producing the same, and method for making starch as resourceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、脂肪族ポリエステ
ル、脂肪族ポリエステルの製造方法およびデンプンの資
源化方法に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an aliphatic polyester, a method for producing an aliphatic polyester, and a method for recycling starch.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の汎用プラスチック製品は、石油資
源から合成された高分子化合物である。すなわち、ポリ
エステル、ポリスチレン、ナイロン、ポリエチレン、ポ
リ塩化ビニル、ポリイミド、ポリカーボネート等の高分
子化合物は、いずれも石油を原料にして合成されてい
る。しかしながら、石油は有限な資源であり、いずれ枯
渇することが予想される。従って、石油に代わる新たな
原料、すなわち、再生可能な原料から汎用プラスチック
製品を製造する技術が強く望まれている。2. Description of the Related Art Conventional general-purpose plastic products are polymer compounds synthesized from petroleum resources. That is, polymer compounds such as polyester, polystyrene, nylon, polyethylene, polyvinyl chloride, polyimide, and polycarbonate are all synthesized from petroleum. However, petroleum is a finite resource and is expected to eventually run out. Therefore, there is a strong demand for a technology for producing a general-purpose plastic product from a new raw material instead of petroleum, that is, a renewable raw material.
【0003】一方、デンプンはD−グルコースが脱水的
に重合した高分子化合物であり、セルロースとともに重
要な多糖類である。デンプンはジャガイモ、サツマイ
モ、トウモロコシ等から製造され、その全世界における
生産高(トウモロコシの収穫量)は約4〜5億トン/年
であり、天然資源中で最も多く生産され、再生可能な資
源である。もしデンプンから汎用プラスチック製品を製
造することができれば、石油に代わるこれからの新しい
資源として非常に期待できる。[0003] On the other hand, starch is a polymer compound obtained by dehydrative polymerization of D-glucose, and is an important polysaccharide together with cellulose. Starch is produced from potatoes, sweet potatoes, corn, etc., and its global production (corn yield) is about 400-500 million tons / year, which is the most produced and renewable resource among natural resources. is there. If general-purpose plastic products can be manufactured from starch, it is very promising as a new alternative to petroleum.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、デンプンを
原料として得られる新規な脂肪族ポリエステル、その製
造方法、および、デンプンの資源化方法を提供すること
を目的とする。An object of the present invention is to provide a novel aliphatic polyester obtained from starch as a raw material, a method for producing the same, and a method for recycling starch.
【0005】[0005]
【発明を解決するための手段】本発明者は、将来の石油
資源枯渇に備えて新規な技術開発が必要であるとの認識
に鑑み、精力的な研究開発を重ねた結果、石油に代わる
原料としてデンプンに着目し、デンプンからD−グルコ
ースを経て得られるグルコノラクトンまたはその誘導体
から分子量が比較的大きな、それ故に従来のプラスチッ
ク製品を代替し得るような脂肪族ポリエステルを合成で
きることを初めて見出し、本発明をなすに至った。そし
てこのことは、デンプンを出発原料として高品質なプラ
スチックを得るというデンプンの効率的な資源化の確立
に道を開くものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present inventor has conducted intensive research and development in view of the recognition that new technology development is required in preparation for the future depletion of petroleum resources. Focusing on starch as, for the first time found that it is possible to synthesize an aliphatic polyester having a relatively large molecular weight from gluconolactone or a derivative thereof obtained from starch via D-glucose, and therefore capable of replacing conventional plastic products, The present invention has been made. And this opens the way to the efficient use of starch as a starting material to obtain high-quality plastics.
【0006】上記の目的を達成することのできる脂肪族
ポリエステルは、下記一般式(1)The aliphatic polyester which can achieve the above object is represented by the following general formula (1)
【0007】[0007]
【化8】 Embedded image
【0008】(式中、Rは水素原子、アセチル基、また
は炭素数1〜3の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基
を示す。)で表わされる構造単位を有することを特徴と
するものであって、その重合度nは3〜20000の整
数である。(Wherein R represents a hydrogen atom, an acetyl group, or a linear or branched alkyl group having 1 to 3 carbon atoms), and is characterized by having a structural unit represented by the formula: The degree of polymerization n is an integer of 3 to 20,000.
【0009】また、上記の目的を達成することのできる
本発明の脂肪族ポリエステルの製造方法は、下記一般式
(I)The method for producing the aliphatic polyester of the present invention, which can achieve the above object, is represented by the following general formula (I):
【0010】[0010]
【化9】 Embedded image
【0011】(式中、Rは水素原子、アセチル基、また
は炭素数1〜3の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基
を示す。nは3〜20000の整数を示す。)で表わさ
れる脂肪族ポリエステルの製造方法であって、下記一般
式(II)(Wherein R represents a hydrogen atom, an acetyl group, or a linear or branched alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and n represents an integer of 3 to 20,000). A method for producing an aromatic polyester, comprising the following general formula (II)
【0012】[0012]
【化10】 Embedded image
【0013】(式中、Rは水素原子、アセチル基、また
は炭素数1〜3の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基
を示す。)で表わされるグルコノラクトンを開環重合す
る工程を有することを特徴とするものである。(Wherein R represents a hydrogen atom, an acetyl group, or a linear or branched alkyl group having 1 to 3 carbon atoms), and a step of ring-opening polymerizing gluconolactone represented by the formula: It is characterized by the following.
【0014】また、本発明の脂肪族ポリエステルの製造
方法は、中でも、石油資源に代わってデンプンを原料に
する点で、(i)デンプンを加水分解してD−グルコース
を得る工程、(ii)該D−グルコースから上記一般式(I
I)で表わされるグルコノラクトンを得る工程、および
(iii)該グルコノラクトンを開環重合する工程を有する
ものであることが好ましい。The method for producing an aliphatic polyester of the present invention comprises, among others, a step of (I) hydrolyzing starch to obtain D-glucose in that starch is used as a raw material instead of petroleum resources; The above-mentioned general formula (I)
Obtaining a gluconolactone represented by I), and
(iii) The gluconolactone preferably has a step of ring-opening polymerization.
【0015】さらに、上記の目的を達成することのでき
る本発明のデンプンの資源化方法は、(i)デンプンを加
水分解してD−グルコースを得る工程、(ii)該D−グル
コースから下記一般式(II)Furthermore, the method for recycling starch of the present invention, which can achieve the above object, comprises: (i) a step of hydrolyzing starch to obtain D-glucose; Formula (II)
【0016】[0016]
【化11】 Embedded image
【0017】(式中、Rは水素原子、アセチル基、また
は炭素数1〜3の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基
を示す。)で表わされるグルコノラクトンを得る工程、
および(iii)該グルコノラクトンを開環重合して下記一
般式(I)(Wherein R represents a hydrogen atom, an acetyl group, or a linear or branched alkyl group having 1 to 3 carbon atoms), a step of obtaining a gluconolactone represented by the following formula:
And (iii) ring-opening polymerization of the gluconolactone to obtain the following general formula (I)
【0018】[0018]
【化12】 Embedded image
【0019】(式中、Rは水素原子、アセチル基、また
は炭素数1〜3の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基
を示す。nは3〜20000の整数を示す。)で表わさ
れる脂肪族ポリエステルを得る工程を有することを特徴
とするものである。Wherein R represents a hydrogen atom, an acetyl group, or a linear or branched alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and n represents an integer of 3 to 20,000. And a step of obtaining an aromatic polyester.
【0020】なお、ラクトンは分子内環状エステル構造
を有する化合物であり、それらのうちの幾つかは開環重
合して脂肪族ポリエステルを与える。このような脂肪族
ポリエステルは、プラスチック成形品、フィルム、ホッ
トメルト接着剤等として産業上の多くの分野で利用され
ている。そして、脂肪族ポリエステルの原料となるラク
トンとして、例えば、ε―カプロラクトン(特開平11
−158172号公報)、δ−バレロラクトン、ブチロ
ラクトン等が知られているが、上記一般式(II)で表わ
されるグルコノラクトンを開環重合して脂肪族ポリエス
テルを得た例は本願発明者以外は未だ見出していないも
のであり、本発明の一般式(I)で表わされる脂肪族ポ
リエステルは新規な高分子化合物である。Lactone is a compound having an intramolecular cyclic ester structure, and some of them give an aliphatic polyester by ring-opening polymerization. Such aliphatic polyesters are used in many industrial fields as plastic molded articles, films, hot melt adhesives and the like. As a lactone used as a raw material of the aliphatic polyester, for example, ε-caprolactone (Japanese Patent Laid-Open No.
JP-A-158172), δ-valerolactone, butyrolactone, etc. are known, but examples of obtaining an aliphatic polyester by ring-opening polymerization of gluconolactone represented by the above general formula (II) other than the present inventors Has not been found yet, and the aliphatic polyester represented by the general formula (I) of the present invention is a novel polymer compound.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】本発明の脂肪族ポリエステルは、
下記一般式(I)で表わされる構造を有する。そして、
この一般式(I)で表わされる脂肪族ポリエステルは、
デンプンを原料として製造され得る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The aliphatic polyester of the present invention comprises
It has a structure represented by the following general formula (I). And
The aliphatic polyester represented by the general formula (I)
It can be manufactured from starch.
【0022】[0022]
【化13】 Embedded image
【0023】(式中、Rは水素原子、アセチル基、また
は炭素数1〜3の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基
を示す。nは3〜20000の整数を示す。) 上記一般式(I)中、Rは水素原子、アセチル基または
炭素数1〜3のアルキル基である。アルキル基は直鎖状
であっても分岐鎖状であってもよい。また、アルキル基
は置換基を有していてもよい。アルキル基としては、例
えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロ
ピル基等が挙げられる。Rとしては、水素原子、アセチ
ル基、メチル基、エチル基が好ましい。(In the formula, R represents a hydrogen atom, an acetyl group, or a linear or branched alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. N represents an integer of 3 to 20,000.) In I), R is a hydrogen atom, an acetyl group or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. The alkyl group may be linear or branched. Further, the alkyl group may have a substituent. Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an i-propyl group. R is preferably a hydrogen atom, an acetyl group, a methyl group, or an ethyl group.
【0024】nは重合度を表わし、3〜20000の整
数である。N represents the degree of polymerization and is an integer of 3 to 20,000.
【0025】本発明の上記一般式(I)で表わされる脂
肪族ポリエステルは、例えば、下記一般式(II)で表わ
されるグルコノラクトンの開環重合によって得ることが
できる。The aliphatic polyester represented by the general formula (I) of the present invention can be obtained, for example, by ring-opening polymerization of gluconolactone represented by the following general formula (II).
【0026】[0026]
【化14】 Embedded image
【0027】(式中、Rは水素原子、アセチル基、また
は炭素数1〜3の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基
を示す。) 上記一般式(II)中、Rは水素原子、アセチル基、また
は炭素数1〜3のアルキル基である。アルキル基は直鎖
状であっても分岐鎖状であってもよい。また、アルキル
基は置換基を有していてもよい。一般式(I)で表わさ
れる脂肪族ポリエステルは一般式(II)で表わされるグ
ルコノラクトンを開環重合したものであり、一般式(I
I)中のRは一般式(I)中のRに相当するものである。(In the formula, R represents a hydrogen atom, an acetyl group, or a linear or branched alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.) In the above general formula (II), R represents a hydrogen atom, acetyl Or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. The alkyl group may be linear or branched. Further, the alkyl group may have a substituent. The aliphatic polyester represented by the general formula (I) is obtained by ring-opening polymerization of gluconolactone represented by the general formula (II),
R in I) corresponds to R in general formula (I).
【0028】そしてまた、上記一般式(II)で示されるグ
ルコノラクトンは、デンプンからD−グルコースを経て
得ることができる。従って、グルコノラクトンを原料と
する脂肪族ポリエステルの合成方法の確立によって、デ
ンプンから脂肪族ポリエステルを合成することが可能と
なり、デンプンの資源化への新たな道筋を開くことがで
きる。The gluconolactone represented by the general formula (II) can be obtained from starch via D-glucose. Therefore, by establishing a method for synthesizing an aliphatic polyester using gluconolactone as a raw material, it becomes possible to synthesize an aliphatic polyester from starch, and a new route to starch recycling can be opened.
【0029】すなわち、本発明の脂肪族ポリエステル
は、(i)デンプンを加水分解してD−グルコースを得る
工程、(ii)該D−グルコースから上記一般式(II)で表
わされるグルコノラクトンを得る工程、および(iii)該
グルコノラクトンを開環重合して上記一般式(I)で表
わされる脂肪族ポリエステルを得る工程の各工程を経る
ことにより製造されることが好ましい。この脂肪族ポリ
エステルの製造方法は、また、同時に有用なデンプンの
資源化方法でもある。That is, the aliphatic polyester of the present invention comprises (i) a step of hydrolyzing starch to obtain D-glucose, and (ii) converting gluconolactone represented by the above general formula (II) from the D-glucose. It is preferable that the gluconolactone is produced through the following steps: (iii) ring-opening polymerization of the gluconolactone to obtain the aliphatic polyester represented by the general formula (I). This method for producing an aliphatic polyester is also a useful method for recycling starch.
【0030】以下、上記の工程(i)〜(iii)の各工程
について説明する。 工程(i)(デンプン→D−グルコース) デンプンからD−グルコースへの変換は、例えば、硫酸
などの希酸による加水分解方法、アミラーゼ・マルター
ゼなどの酵素による加水分解方法、あるいは、超臨界水
による加水分解方法等が挙げられる。その反応条件は公
知の方法に従い、適宜決めればよい。 工程(ii)(D−グルコース→グルコノラクトン) 下記のグルコノラクトン(II)-aは、D−グルコースを臭
素酸化することによって得ることができる(H.S.Isbell
et al.,J.Res.Nat.Bur.Stand.,10,pp.337〜356,193
3)。グルコノラクトン(II)-aは、上記一般式(II)に
おいてR=Hであるもの(D-Gluconic acid, δ-lacton
e)である。The steps (i) to (iii) will be described below. Step (i) (starch → D-glucose) The conversion of starch into D-glucose is performed, for example, by a hydrolysis method using a dilute acid such as sulfuric acid, a hydrolysis method using an enzyme such as amylase / maltase, or using supercritical water. Examples include a hydrolysis method. The reaction conditions may be appropriately determined according to a known method. Step (ii) (D-glucose → gluconolactone) The following gluconolactone (II) -a can be obtained by brominating D-glucose (HSIsbell).
et.al., J. Res. Nat. Bur. Stand., 10 , pp. 337-356,193
3). Gluconolactone (II) -a is a compound of the above general formula (II) wherein R = H (D-Gluconic acid, δ-lacton)
e).
【0031】[0031]
【化15】 Embedded image
【0032】下記のグルコノラクトン(II)-bは、グルコ
ノラクトン(II)-aを塩化亜鉛と無水酢酸とでアセチル化
することによって得ることができる(C.L.Nelson,Carbo
hydr.Res.,106,pp.155〜159,1982)。グルコノラクトン
(II)-bは、R=CH3COであるもの(D-Gluconic acid,
δ-lactone,2,3,4,6-tetraacetate)である。The following gluconolactone (II) -b can be obtained by acetylating gluconolactone (II) -a with zinc chloride and acetic anhydride (CLNelson, Carbohydrate).
hydr. Res., 106 , pp. 155-159, 1982). Gluconolactone
(II) -b is a compound wherein R = CH 3 CO (D-Gluconic acid,
δ-lactone, 2,3,4,6-tetraacetate).
【0033】[0033]
【化16】 Embedded image
【0034】下記のグルコノラクトン(II)-cは、D−グ
ルコースをジメチル硫酸と水酸化ナトリウムとでメチル
化した後、希塩酸でメチルグルコシドを加水分解して
2,3,4,6−テトラ−O−メチル−D−グルコース
とし(E.S.West et al.,OrganicSyntheses Collect.Vo
l.III,Wiley,New York,N.Y.,pp.800〜803,1955)、これ
をクロロクロム酸ピリジニウムで酸化して得ることがで
きる(R.Bihovsky et al.,J.Org.Chem.,53,pp.4026〜40
31,1988)。グルコノラクトン(II)-cは、R=CH3であ
るもの(D-Gluconic acid, 2,3,4,6-tetra-O-methyl,δ-
lactone)である。The following gluconolactone (II) -c is obtained by methylating D-glucose with dimethyl sulfate and sodium hydroxide, and then hydrolyzing the methyl glucoside with dilute hydrochloric acid to give 2,3,4,6-tetrafluoroethylene. -O-methyl-D-glucose (ESWest et al., Organic Syntheses Collect. Vo.
l. III, Wiley, New York, NY, pp. 800-803, 1955), which can be obtained by oxidation with pyridinium chlorochromate (R. Bihovsky et al., J. Org. Chem., 53) . , pp.4026-40
31,1988). Gluconolactone (II) -c has R = CH 3 (D-Gluconic acid, 2,3,4,6-tetra-O-methyl, δ-
lactone).
【0035】[0035]
【化17】 Embedded image
【0036】下記のグルコノラクトン(II)-dは、D−グ
ルコースからメチル−D−グルコースを経て1−メチル
−2,3,4,6−テトラ−O−エチル−D−グルコー
スとし(J.S.Brimacombe et al., Carbohydr. Res.,2,p
p.167〜169, 1966)、これを塩化メチレン中、四塩化ス
ズとトリメチルシリルアジドとで酸化して得ることがで
きる(M.Goebel et al., Tetrahedron, 53(9), pp.3123
〜3134,1997)。グルコノラクトン(II)-dは、R=CH3
CH2であるもの(D-Gluconic acid, 2,3,4,6-tetra-O-e
thyl,δ-lactone)である。The following gluconolactone (II) -d is converted from D-glucose through methyl-D-glucose into 1-methyl-2,3,4,6-tetra-O-ethyl-D-glucose (JSBrimacombe et al., Carbohydr. Res., 2 , p
167-169, 1966), which can be obtained by oxidation with tin tetrachloride and trimethylsilyl azide in methylene chloride (M. Goebel et al., Tetrahedron, 53 (9) , pp. 3123 ) .
~ 3134,1997). Gluconolactone (II) -d has the formula: R = CH 3
CH 2 (D-Gluconic acid, 2,3,4,6-tetra-Oe
thyl, δ-lactone).
【0037】[0037]
【化18】 Embedded image
【0038】他のグルコノラクトンも同様にして得るこ
とができる。D−グルコースからグルコノラクトンを生
成する際の反応条件は公知の方法に従い、または準じて
適宜決めればよい。 工程(iii)(グルコノラクトン→脂肪族ポリエステ
ル;開環重合) 本発明では、通常、触媒の存在下、水酸基を有する化合
物を開始剤とするグルコノラクトンの開環重合によって
脂肪族ポリエステルを合成する。開始剤はグルコノラク
トンを開環するために使用し、触媒はこの開環物とイン
ターラクションして重合が進行する。 (重合触媒)本発明では、グルコノラクトンの開環重合
に際し、重合触媒として以下の金属化合物を用いること
ができる。具体的には、モノブチルスズオキサイド、ジ
ブチルスズオキサイド、テトラ(アセテート)スズ、ト
リ(アセテート)ブチルスズ、ジ(アセテート)ジブチ
ルスズ、アセテートトリブチルスズ、トリ(アセテー
ト)フェニルスズ、ジ(メトキシ)ジブチルスズ、メト
キシトリブチルスズ、トリ(2−エチルヘキサノエー
ト)ブチルスズ、ジ(2−エチルヘキサノエート)ジブ
チルスズ、ジ(ラウレート)ジブチルスズ、ジ(オクタ
ノエート)スズ、ジ(2,4−ペンタンジオネート)ス
ズ、二塩化スズ、四塩化スズ等のスズ系化合物、トリ
(イソプロポキシ)アルミニウム、ジ(イソプロポキ
シ)エチルアルミニウム、イソプロポキシジエチルアル
ミニウム、塩化アルミニウム等のアルミニウム系化合
物、ジ(ブトキシ)亜鉛、ジ(2,2−ジメチル−3,
5−ヘプタンジオネート)亜鉛、塩化亜鉛等の亜鉛系化
合物、テトラ(ブトキシ)チタンのチタン系化合物、テ
トラ(ブトキシ)ジルコニウムのジルコニウム系化合
物、La、Nd、Sm、Er、Tm、Yb、Lu等の有機希土類化合物
等を用いることができる。また、これらは、単独でも2
種類以上を併用してもよい。Other gluconolactones can be obtained in a similar manner. The reaction conditions for producing gluconolactone from D-glucose may be appropriately determined according to a known method or in accordance therewith. Step (iii) (gluconolactone → aliphatic polyester; ring-opening polymerization) In the present invention, an aliphatic polyester is generally synthesized by ring-opening polymerization of gluconolactone using a compound having a hydroxyl group as an initiator in the presence of a catalyst. I do. The initiator is used to open the gluconolactone, and the catalyst interacts with the ring-opened product and the polymerization proceeds. (Polymerization catalyst) In the present invention, the following metal compounds can be used as a polymerization catalyst in the ring-opening polymerization of gluconolactone. Specifically, monobutyltin oxide, dibutyltin oxide, tetra (acetate) tin, tri (acetate) butyltin, di (acetate) dibutyltin, acetate tributyltin, tri (acetate) phenyltin, di (methoxy) dibutyltin, methoxytributyltin, tri ( 2-ethylhexanoate) butyltin, di (2-ethylhexanoate) dibutyltin, di (laurate) dibutyltin, di (octanoate) tin, di (2,4-pentanedionate) tin, tin dichloride, tetrachloride Tin compounds such as tin, aluminum compounds such as tri (isopropoxy) aluminum, di (isopropoxy) ethylaluminum, isopropoxydiethylaluminum, aluminum chloride, di (butoxy) zinc, di (2,2- Methyl-3,
Zinc compounds such as 5-heptanedionate) zinc and zinc chloride, titanium compounds of tetra (butoxy) titanium, zirconium compounds of tetra (butoxy) zirconium, La, Nd, Sm, Er, Tm, Yb, Lu, etc. Organic rare earth compounds and the like can be used. These may be used alone or
More than one type may be used in combination.
【0039】本発明の重合触媒の使用量は適宜決めれば
よいが、通常、グルコノラクトンと重合開始剤の合計量
に対し、0.01〜10重量%、好ましくは0.05重量%以上ま
たは5重量%以下である。 (重合開始剤)本発明では、グルコノラクトンの開環重
合に際し、重合開始剤として以下のアルコールを用いる
ことができる。具体的には、メタノール、エタノール、
1−プロパノール、2−プロパノール、各種ブタノー
ル、フェノール等のモノオール、エチレングリコール、
1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、
ジエチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、
1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオー
ル、1,8−オクタンジオール、1,10−デカンジオ
ール等のジオール、グリセリン、トリメチロールプロパ
ン等のトリオール、ネオペンチルグリコール、ペンタエ
リスリトール等のポリオールを用いることができる。ま
た、これらは、単独でも2種類以上を併用してもよい。The use amount of the polymerization catalyst of the present invention may be determined as appropriate, but is usually 0.01 to 10% by weight, preferably 0.05% by weight or more and 5% by weight or less based on the total amount of gluconolactone and the polymerization initiator. It is. (Polymerization Initiator) In the present invention, the following alcohols can be used as the polymerization initiator in the ring-opening polymerization of gluconolactone. Specifically, methanol, ethanol,
1-propanol, 2-propanol, various butanols, monools such as phenol, ethylene glycol,
1,3-propanediol, 1,4-butanediol,
Diethylene glycol, 1,5-pentanediol,
Diols such as 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol and 1,10-decanediol, diols such as glycerin and trimethylolpropane, polyols such as neopentyl glycol and pentaerythritol are used. Can be used. These may be used alone or in combination of two or more.
【0040】本発明で使用する重合開始剤とグルコノラ
クトンとのモル比は、目的とする脂肪族ポリエステルの
重合比に応じて適宜選択することができる。重合開始剤
とグルコノラクトンとのモル比は、通常、1:1〜1:500
0、好ましくは1:1〜1:2000である。The molar ratio between the polymerization initiator and gluconolactone used in the present invention can be appropriately selected according to the desired polymerization ratio of the aliphatic polyester. The molar ratio of the polymerization initiator to gluconolactone is usually from 1: 1 to 1: 500.
0, preferably 1: 1 to 1: 2000.
【0041】グルコノラクトンの開環重合は、グルコノ
ラクトンに重合触媒と重合開始剤とを添加して不活性ガ
スの存在下、あるいは、減圧下で重合反応させる。グル
コノラクトンの開環重合は、簡便さから、窒素雰囲気下
の常圧で行うことが好ましい。In the ring-opening polymerization of gluconolactone, a polymerization catalyst and a polymerization initiator are added to gluconolactone to carry out a polymerization reaction in the presence of an inert gas or under reduced pressure. The ring-opening polymerization of gluconolactone is preferably performed under a nitrogen atmosphere at normal pressure for convenience.
【0042】グルコノラクトンの開環重合の反応温度お
よび時間は、任意に選択できる。反応温度は、十分速い
反応速度が得られるので50℃以上、特に100℃以上
が好ましく、酸化反応による脂肪族ポリエステルの着色
や生成する脂肪族ポリエステルの分解反応等がほとんど
発生しないので200℃以下、特に180℃以下が好ま
しい。反応時間も任意に選択でき、生成する脂肪族ポリ
エステルの品質に影響を与えない範囲で行うことができ
る。The reaction temperature and time for the ring-opening polymerization of gluconolactone can be arbitrarily selected. The reaction temperature is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 100 ° C. or higher, since a sufficiently high reaction rate can be obtained. Particularly, the temperature is preferably 180 ° C. or lower. The reaction time can be arbitrarily selected, and the reaction can be performed within a range that does not affect the quality of the aliphatic polyester to be produced.
【0043】グルコノラクトンの開環重合は、溶媒中で
行うこともできる。溶媒は、グルコノラクトン、重合触
媒、重合開始剤と反応しない不活性溶媒であり、トルエ
ン、キシレン等の芳香族炭化水素、ヘキサン、シクロヘ
キサン等の脂肪族または脂環式炭化水素を用いることが
好ましい。これらの溶媒は、実質的に無水のものが好ま
しい。反応温度は、通常、0℃から溶媒の沸点以下であ
り、好ましくは0〜30℃である。The ring-opening polymerization of gluconolactone can be carried out in a solvent. The solvent is gluconolactone, a polymerization catalyst, an inert solvent which does not react with the polymerization initiator, and it is preferable to use an aromatic or alicyclic hydrocarbon such as toluene, an aromatic hydrocarbon such as xylene, or hexane or cyclohexane. . These solvents are preferably substantially anhydrous. The reaction temperature is generally from 0 ° C to the boiling point of the solvent or lower, preferably from 0 to 30 ° C.
【0044】グルコノラクトンの開環重合によって得ら
れる脂肪族ポリエステルの分子量は、反応条件が同じ場
合、水酸基が置換されているグルコノラクトンの方が高
分子量体が得られる傾向にある。具体的には、脂肪族ポ
リエステルの重量平均分子量は、ポリスチレン換算で3
000以上、特に10000以上が好ましく、ポリスチ
レン換算で2000000以下、特に1400000で
以下あることが好ましい。With regard to the molecular weight of the aliphatic polyester obtained by ring-opening polymerization of gluconolactone, gluconolactone having a hydroxyl group substituted tends to give a higher molecular weight under the same reaction conditions. Specifically, the weight average molecular weight of the aliphatic polyester is 3 in terms of polystyrene.
It is preferably at least 000, particularly preferably at least 10,000, more preferably at most 2,000,000, particularly preferably at most 14,000,000 in terms of polystyrene.
【0045】このようにして得られる本発明にかかる脂
肪族ポリエステルは、これまで種々の分野で用いられて
いるプラスチック材料を代替するものとして用いること
ができる。そして、重量平均分子量や含まれる官能基等
を変化させることによって、産業上の多くの分野に適用
することができる。例えば、グリコールを重合開始剤と
した重量平均分子量500〜5000の脂肪族ポリエス
テルは、水酸基を有することを活かして、ポリウレタン
の原料や塗料等の原料として非常に有用である。さら
に、重量平均分子量が50000を超える脂肪族ポリエ
ステルは、実用的な機械的強度を持ち、プラスチック成
形品、フィルム、ホットメルト接着剤等に用いることが
できる。成形加工法としては、例えば、圧縮成形法、射
出成形法、押出成形法、注型法、金型を用いたトランス
ファーなどがある。The aliphatic polyester according to the present invention thus obtained can be used as a substitute for a plastic material used in various fields. Then, by changing the weight average molecular weight, the contained functional group, and the like, it can be applied to many industrial fields. For example, an aliphatic polyester having a weight-average molecular weight of 500 to 5000 using glycol as a polymerization initiator is very useful as a raw material for polyurethane or a raw material for paints, taking advantage of having a hydroxyl group. Further, the aliphatic polyester having a weight average molecular weight of more than 50,000 has practical mechanical strength and can be used for plastic molded articles, films, hot melt adhesives and the like. Examples of the molding method include a compression molding method, an injection molding method, an extrusion molding method, a casting method, and transfer using a mold.
【0046】また、本発明の脂肪族ポリエステルには、
本発明の目的を損なわない範囲で、他の樹脂成分、ゴム
成分、耐熱安定剤、耐候安定剤、帯電防止剤、スリップ
剤、アンチブロッキング剤、防曇剤、滑剤、核剤、染
料、顔料、天然油、合成油、ワックスなどを配合するこ
とができる。その配合割合は特に限定されず、適宜決め
ればよい。Further, the aliphatic polyester of the present invention includes:
Within the range not impairing the object of the present invention, other resin components, rubber components, heat stabilizers, weather stabilizers, antistatic agents, slip agents, antiblocking agents, antifogging agents, lubricants, nucleating agents, dyes, pigments, Natural oil, synthetic oil, wax and the like can be blended. The mixing ratio is not particularly limited, and may be appropriately determined.
【0047】[0047]
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではない。 (実施例1)デンプン(和光純薬工業製)500重量部
を水4500重量部に投入し、加温しながら溶解させ
た。ここへ3mol/l硫酸5000重量部を加え、8
0℃で5時間攪拌して反応させた。反応終了後、無水炭
酸ナトリウムを加えて水溶液を中和した後、イオン交換
樹脂カラム(オルガノ社製、アンバライトIR−120
B)を通過させ、溶媒を留去した。そして、反応混合物
を分離精製してD−グルコース300重量部を得た。The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to these examples. (Example 1) 500 parts by weight of starch (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) was added to 4500 parts by weight of water and dissolved while heating. 5000 parts by weight of 3 mol / l sulfuric acid was added thereto, and 8
The mixture was reacted by stirring at 0 ° C. for 5 hours. After the reaction was completed, anhydrous sodium carbonate was added to neutralize the aqueous solution, and then an ion exchange resin column (Amberlite IR-120, manufactured by Organo Corporation) was used.
After passing through B), the solvent was distilled off. Then, the reaction mixture was separated and purified to obtain 300 parts by weight of D-glucose.
【0048】Bruker製FT−NMR DPX400を用いて、合成し
たD−グルコースの13C―NMR(100MHz、内部標準DMSO-d
6)を測定した。その化学シフトδ(ppm)は以下の通りで
あった。 D−グルコース:13C―NMR(100MHz、DMSO-d6)δ/
ppm α型:92.12、73.04、72.29、71.80、
70.58、61.20 β型:96.79、76.70、76.59、74.78、
70.30、61.00 12%炭酸バリウム水溶液8000重量部に二酸化炭素
を飽和させた後、ここへ臭素330重量部とD−グルコ
ース300重量部とを加え、25℃で30分間攪拌して
下記化学式(II)-aで表わされるグルコノラクトン250
重量部を得た。Using FT-NMR DPX400 manufactured by Bruker, 13 C-NMR of synthesized D-glucose (100 MHz, internal standard DMSO-d
6 ) was measured. The chemical shift δ (ppm) was as follows. D-glucose: 13 C-NMR (100 MHz, DMSO-d 6 ) δ /
ppm α-form: 92.12, 73.04, 72.29, 71.80,
70.58, 61.20 β type: 96.79, 76.70, 76.59, 74.78,
70.30, 61.00 After saturating carbon dioxide to 8000 parts by weight of a 12% aqueous barium carbonate solution, 330 parts by weight of bromine and 300 parts by weight of D-glucose are added thereto, and the mixture is stirred at 25 ° C. for 30 minutes to obtain the following. Gluconolactone 250 represented by the chemical formula (II) -a
Parts by weight were obtained.
【0049】[0049]
【化19】 Embedded image
【0050】合成したグルコノラクトン(II)-aの13C―N
MR(100MHz、内部標準DMSO-d6)を測定した。その化学
シフトδ(ppm)は以下の通りであった。 グルコノラクトン(II)-a:13C―NMR(100MHz、DMSO-
d6)δ/ppm 171.88、81.23、73.79、71.43、6
7.82、60.14 グルコノラクトン(II)-a100重量部を窒素雰囲気下、
160℃まで加熱し、ここへ重合触媒としてモノブチル
スズオキサイド0.2重量部、重合開始剤としてジエチ
レングリコール0.5重量部を添加して、脂肪族ポリエ
ステルを合成した。重合時間は4時間であった。 13 C—N of synthesized gluconolactone (II) -a
MR (100 MHz, internal standard DMSO-d 6 ) was measured. The chemical shift δ (ppm) was as follows. Gluconolactone (II) -a: 13 C-NMR (100 MHz, DMSO-
d 6 ) δ / ppm 171.88, 81.23, 73.79, 71.43, 6
7.82, 60.14 100 parts by weight of gluconolactone (II) -a were added under nitrogen atmosphere.
The mixture was heated to 160 ° C., and 0.2 parts by weight of monobutyltin oxide as a polymerization catalyst and 0.5 parts by weight of diethylene glycol as a polymerization initiator were added thereto to synthesize an aliphatic polyester. The polymerization time was 4 hours.
【0051】得られた脂肪族ポリエステルの重量平均分
子量はポリスチレン換算で45万で、平均重合度は25
30であった。The weight average molecular weight of the obtained aliphatic polyester was 450,000 in terms of polystyrene, and the average degree of polymerization was 25.
30.
【0052】合成した脂肪族ポリエステルについて、BI
O RAD製 FT−IR FTS135を用いて、KBr錠剤法によりIRを
測定した。IRの測定結果を図1に示す。その吸収帯の波
数ν(cm-1)は以下の通りであった。 脂肪族ポリエステル:ν/cm-1 3460、1750、1230、1040、1140〜
1080 合成した脂肪族ポリエステルの13C―NMR(100MHz、内部
標準DMSO-d6)を測定した。その化学シフトδ(ppm)は以
下の通りであった。 脂肪族ポリエステル:13C―NMR(100MHz、DMSO-d6)
δ/ppm 175.54、81.27、73.13、72.62、6
9.27、62.68 以上の測定結果から、目的の脂肪族ポリエステルが合成
されたことを確認した。 (実施例2)実施例1と同様にしてデンプンから得たグ
ルコノラクトン(II)-a250重量部を塩化亜鉛(12
5重量部)と無水酢酸(1250重量部)との溶液に加
え、室温で40分間攪拌して反応させた。そして、反応
溶液を氷水に注ぎ、クロロホルムで抽出した。溶媒のク
ロロホルムを除去した後、分離精製して下記化学式(II)
-bで表わされるグルコノラクトン460重量部を得た。For the synthesized aliphatic polyester, BI
IR was measured by the KBr tablet method using FT-IR FTS135 manufactured by ORAD. FIG. 1 shows the measurement results of IR. The wave number ν (cm −1 ) of the absorption band was as follows. Aliphatic polyester: ν / cm −1 3460, 1750, 1230, 1040, 1140
1080 The 13 C-NMR (100 MHz, internal standard DMSO-d 6 ) of the synthesized aliphatic polyester was measured. The chemical shift δ (ppm) was as follows. Aliphatic polyester: 13 C-NMR (100 MHz, DMSO-d 6 )
δ / ppm 175.54, 81.27, 73.13, 72.62, 6
9.27, 62.68 From the above measurement results, it was confirmed that the desired aliphatic polyester was synthesized. (Example 2) 250 parts by weight of gluconolactone (II) -a obtained from starch in the same manner as in Example 1 was treated with zinc chloride (12
5 parts by weight) and a solution of acetic anhydride (1250 parts by weight), and reacted by stirring at room temperature for 40 minutes. Then, the reaction solution was poured into ice water and extracted with chloroform. After removing chloroform of the solvent, it is separated and purified by the following chemical formula (II)
460 parts by weight of gluconolactone represented by -b were obtained.
【0053】[0053]
【化20】 Embedded image
【0054】合成したグルコノラクトン(II)-bの1H―NM
R(400MHz、内部標準CDCl3)を測定した。その化学シフ
トδ(ppm)は以下の通りであった。 グルコノラクトン(II)-b:1H―NMR(400MHz、CDC
l3)δ/ppm 2.07(s、3H)、2.09(s、3H)、2.10(s、
3H)、2.15(s、3H)、4.26(dd、1H)、4.4
0(dd、1H)、4.65〜4.68(m、1H)、5.22
(d、1H)、5.41(t、1H)、5.57(t、1H) グルコノラクトン(II)-b100重量部を窒素雰囲気
下、160℃まで加熱し、ここへ重合触媒としてトリ
(イソプロポキシ)アルミニウム0.3重量部、重合開
始剤として1,4−ブタンジオール0.6重量部を添加
して、脂肪族ポリエステルを合成した。重合時間は4時
間であった。 1 H-NM of synthesized gluconolactone (II) -b
R (400 MHz, internal standard CDCl 3 ) was measured. The chemical shift δ (ppm) was as follows. Gluconolactone (II) -b: 1 H-NMR (400 MHz, CDC
l 3 ) δ / ppm 2.07 (s, 3H), 2.09 (s, 3H), 2.10 (s,
3H), 2.15 (s, 3H), 4.26 (dd, 1H), 4.4
0 (dd, 1H), 4.65 to 4.68 (m, 1H), 5.22
(d, 1H), 5.41 (t, 1H), 5.57 (t, 1H) 100 parts by weight of gluconolactone (II) -b was heated to 160 ° C. under a nitrogen atmosphere, and triazine was added thereto as a polymerization catalyst. Aliphatic polyester was synthesized by adding 0.3 parts by weight of (isopropoxy) aluminum and 0.6 parts by weight of 1,4-butanediol as a polymerization initiator. The polymerization time was 4 hours.
【0055】得られた脂肪族ポリエステルの重量平均分
子量はポリスチレン換算で137万で、平均重合度は3
960であった。The weight average molecular weight of the aliphatic polyester obtained was 13.37 million in terms of polystyrene, and the average degree of polymerization was 3
960.
【0056】合成した脂肪族ポリエステルについてIRを
測定した。IRの測定結果を図2に示す。その吸収帯の波
数ν(cm-1)は以下の通りであった。 脂肪族ポリエステル:ν/cm-1 1760、1430、1380、1230、1040 合成した脂肪族ポリエステルの13C―NMR(100MHz、内部
標準CDCl3)を測定した。その化学シフトδ(ppm)は以下
の通りであった。 脂肪族ポリエステル:13C―NMR(100MHz、CDCl3)δ
/ppm 171.51、170.47、169.97、169.4
1、169.14、78.86、74.22、71.00、
67.63、62.13、20.51、20.47、20.
26、20.21 以上の測定結果から、目的の脂肪族ポリエステルが合成
されたことを確認した。 (実施例3)実施例1と同様にしてデンプンから得たD
−グルコース300重量部を水180重量部に加え、5
5℃で攪拌した。ここへジメチル硫酸1440重量部を
含む四塩化炭素溶液3840重量部を加え、さらに40
%水酸化ナトリウム水溶液6960重量部を加えた。そ
の後、反応温度を70〜75℃にし、混合液にジメチル
硫酸2500重量部を加え、30分間攪拌して反応させ
た。そして、反応混合液を充分な水で希釈し、クロロホ
ルムで抽出した。溶媒のクロロホルムを除去した後、2
N塩酸5000重量部を加え、1時間加熱攪拌した。こ
れをクロロホルムで抽出し、溶媒を除去してシロップ状
生成物を得た。そして、これをエーテルで洗浄し、結晶
化させ、さらにエーテル洗浄して2,3,4,6−テト
ラ−O−メチル−D−グルコース220重量部を得た。The IR of the synthesized aliphatic polyester was measured. FIG. 2 shows the measurement results of IR. The wave number ν (cm −1 ) of the absorption band was as follows. Aliphatic polyester: ν / cm −1 1760, 1430, 1380, 1230, 1040 13 C-NMR (100 MHz, internal standard CDCl 3 ) of the synthesized aliphatic polyester was measured. The chemical shift δ (ppm) was as follows. Aliphatic polyester: 13 C-NMR (100 MHz, CDCl 3 ) δ
/ Ppm 171.51, 170.47, 169.97, 169.4
1, 169.14, 78.86, 74.22, 71.00,
67.63, 62.13, 20.51, 20.47, 20.
26, 20.21 From the above measurement results, it was confirmed that the desired aliphatic polyester was synthesized. (Example 3) D obtained from starch in the same manner as in Example 1
Adding 300 parts by weight of glucose to 180 parts by weight of water,
Stirred at 5 ° C. To this, 3840 parts by weight of a carbon tetrachloride solution containing 1440 parts by weight of dimethyl sulfuric acid were added.
6960 parts by weight of a 10% aqueous sodium hydroxide solution were added. Thereafter, the reaction temperature was adjusted to 70 to 75 ° C., and 2,500 parts by weight of dimethyl sulfuric acid was added to the mixture, and the mixture was stirred and reacted for 30 minutes. Then, the reaction mixture was diluted with sufficient water and extracted with chloroform. After removing the solvent chloroform, 2
5000 parts by weight of N hydrochloric acid were added, and the mixture was heated and stirred for 1 hour. This was extracted with chloroform, and the solvent was removed to obtain a syrup-like product. This was washed with ether, crystallized, and further washed with ether to obtain 220 parts by weight of 2,3,4,6-tetra-O-methyl-D-glucose.
【0057】合成した2,3,4,6−テトラ−O−メ
チル−D−グルコースの13C―NMR(100MHz、内部標準CD
Cl3)を測定した。その化学シフトδ(ppm)は以下の通り
であった。 2,3,4,6−テトラ−O−メチル−D−グルコース:13C―NM
R(100MHz、CDCl3)δ/ppm α型:58.87、59.19、60.45、60.89、
69.95、71.30、79.50、81.95、83.
12、90.73 β型:58.87、59.23、60.52、60.81、
71.58、74.39、79.62、84.82、86.
38、97.14 クロロクロム酸ピリジニウム396重量部を含むジクロ
ロメタン溶液2050重量部に、2,3,4,6−テト
ラ−O−メチル−D−グルコース220重量部を含むジ
クロロメタン溶液1870重量部を加え、8時間還流を
行った。そして、反応混合液をエーテルで希釈し、ケイ
酸マグネシウムで濾過した。溶媒を除去した後、減圧蒸
留して下記化学式(II)-cで表わされるグルコノラクトン
190重量部を得た。 13 C-NMR (100 MHz, internal standard CD) of the synthesized 2,3,4,6-tetra-O-methyl-D-glucose
Cl 3 ) was measured. The chemical shift δ (ppm) was as follows. 2,3,4,6-tetra-O-methyl-D-glucose: 13 C-NM
R (100 MHz, CDCl 3 ) δ / ppm α form: 58.87, 59.19, 60.45, 60.89,
69.95, 71.30, 79.50, 81.95, 83.
12, 90.73 β type: 58.87, 59.23, 60.52, 60.81,
71.58, 74.39, 79.62, 84.82, 86.
38,97.14 To 2050 parts by weight of a dichloromethane solution containing 396 parts by weight of pyridinium chlorochromate, 1870 parts by weight of a dichloromethane solution containing 220 parts by weight of 2,3,4,6-tetra-O-methyl-D-glucose were added. Reflux for 8 hours. Then, the reaction mixture was diluted with ether and filtered with magnesium silicate. After removing the solvent, the residue was distilled under reduced pressure to obtain 190 parts by weight of gluconolactone represented by the following chemical formula (II) -c.
【0058】[0058]
【化21】 Embedded image
【0059】合成したグルコノラクトン(II)-cの1H―NM
R(400MHz、内部標準CDCl3)を測定した。その化学シフ
トδ(ppm)は以下の通りであった。 グルコノラクトン(II)-c:1H―NMR(400MHz、CDC
l3)δ/ppm 3.41(s、3H)、3.51(s、3H)、3.53(s、
3H)、3.57(s、3H)、3.10〜3.90(m、5
H)、4.50(ddd、1H) グルコノラクトン(II)-c100重量部を窒素雰囲気
下、160℃まで加熱し、ここへ重合触媒としてジ(ブ
トキシ)亜鉛0.2重量部、重合開始剤としてメタノー
ル0.5重量部を添加して、脂肪族ポリエステルを合成
した。重合時間は4時間であった。 1 H-NM of synthesized gluconolactone (II) -c
R (400 MHz, internal standard CDCl 3 ) was measured. The chemical shift δ (ppm) was as follows. Gluconolactone (II) -c: 1 H-NMR (400 MHz, CDC
l 3 ) δ / ppm 3.41 (s, 3H), 3.51 (s, 3H), 3.53 (s,
3H), 3.57 (s, 3H), 3.10 to 3.90 (m, 5
H) 4.50 (ddd, 1H) Gluconolactone (II) -c 100 parts by weight was heated to 160 ° C under a nitrogen atmosphere, and here, 0.2 (parts by weight) of di (butoxy) zinc as a polymerization catalyst and polymerization initiation An aliphatic polyester was synthesized by adding 0.5 parts by weight of methanol as an agent. The polymerization time was 4 hours.
【0060】得られた脂肪族ポリエステルの重量平均分
子量はポリスチレン換算で78万で、平均重合度は33
30であった。 (実施例4)実施例1と同様にしてデンプンから得たD
−グルコース300重量部を塩化水素含有メタノール
(0.25重量%)1100重量部に加えた後、72時
間還流を行い、メチル−D−グルコース160重量部を
得た。The weight average molecular weight of the obtained aliphatic polyester was 780,000 in terms of polystyrene, and the average degree of polymerization was 33.
30. (Example 4) D obtained from starch in the same manner as in Example 1
After adding 300 parts by weight of glucose to 1100 parts by weight of methanol containing hydrogen chloride (0.25% by weight), the mixture was refluxed for 72 hours to obtain 160 parts by weight of methyl-D-glucose.
【0061】合成したメチル−D−グルコースの13C―NM
R(100MHz、内部標準DMSO-d6)を測定した。その化学シ
フトδ(ppm)は以下の通りであった。 メチル−D−グルコース:13C―NMR(100MHz、DMSO-d
6)δ/ppm 99.57、73.33、72.49、71.90、70.
31、60.54、54.22 ジメチルスルホキシド2900重量部と50%水酸化ナ
トリウム水溶液290重量部中でメチル−D−グルコー
ス160重量部を臭化エチル540重量部と室温で12
時間反応させ、1−メチル−2,3,4,6−テトラ−
O−エチル−D−グルコース197重量部を得た。 13 C-NM of synthesized methyl-D-glucose
R (100 MHz, internal standard DMSO-d 6 ) was measured. The chemical shift δ (ppm) was as follows. Methyl-D-glucose: 13 C-NMR (100 MHz, DMSO-d
6 ) δ / ppm 99.57, 73.33, 72.49, 71.90, 70.
31, 60.54, 54.22 In 2900 parts by weight of dimethyl sulfoxide and 290 parts by weight of a 50% aqueous sodium hydroxide solution, 160 parts by weight of methyl-D-glucose were added to 540 parts by weight of ethyl bromide at room temperature.
For 1-methyl-2,3,4,6-tetra-
197 parts by weight of O-ethyl-D-glucose were obtained.
【0062】合成した1−メチル−2,3,4,6−テ
トラ−O−エチル−D−グルコースの 1H―NMR(400MHz、
内部標準CDCl3)を測定した。その化学シフトδ(ppm)は
以下の通りであった。 1−メチル−2,3,4,6−テトラ−O−エチル−D−グルコー
ス:1H―NMR(400MHz、CDCl3)δ/ppm 1.15〜1.24(m、12H)、3.38(s、3H)、
3.24〜3.88(m、14H)、4.76(d、1H) 1−メチル−2,3,4,6−テトラ−O−エチル−D−
グルコース197重量部とトリメチルシリルアジド18
5重量部とを塩化メチレン1330重量部に溶解させ、
ここへ四塩化スズ400重量部を含む塩化メチレン溶液
640重量部をゆっくり滴下し、室温で22時間攪拌し
て反応させた。反応終了後、水1800重量部を加え、
ヘキサンで抽出した。そして、反応混合物をカラムクロ
マトグラフィーで分離精製して下記化学式(II)-dで表わ
されるグルコノラクトン150重量部を得た。The synthesized 1-methyl-2,3,4,6-te
Of tra-O-ethyl-D-glucose 1H-NMR (400MHz,
Internal standard CDClThree) Was measured. The chemical shift δ (ppm) is
It was as follows. 1-methyl-2,3,4,6-tetra-O-ethyl-D-glucose
Su:1H-NMR (400 MHz, CDClThree) / Ppm 1.15-1.24 (m, 12H), 3.38 (s, 3H),
3.24 to 3.88 (m, 14H), 4.76 (d, 1H) 1-methyl-2,3,4,6-tetra-O-ethyl-D-
197 parts by weight of glucose and 18 of trimethylsilyl azide 18
5 parts by weight were dissolved in 1330 parts by weight of methylene chloride,
Methylene chloride solution containing 400 parts by weight of tin tetrachloride
640 parts by weight are slowly added dropwise and stirred at room temperature for 22 hours.
And reacted. After completion of the reaction, 1800 parts by weight of water was added,
Extracted with hexane. Then, the reaction mixture is
Separated and purified by chromatography and represented by the following chemical formula (II) -d
150 parts by weight of gluconolactone to be obtained.
【0063】[0063]
【化22】 Embedded image
【0064】合成したグルコノラクトン(II)-dの1H―NM
R(400MHz、内部標準CDCl3)を測定した。その化学シフ
トδ(ppm)は以下の通りであった。 グルコノラクトン(II)-d:1H―NMR(400MHz、CDC
l3)δ/ppm 1.16〜1.33(m、12H)、3.45〜3.89
(m、12H)、3.93(ABX3−dq、1H)、4.3
2(dt、1H) グルコノラクトン(II)-d100重量部を窒素雰囲気
下、160℃まで加熱し、ここへ重合触媒としてテトラ
(ブトキシ)チタン0.4重量部、重合開始剤として
1,8−オクタンジオール0.6重量部を添加して、脂
肪族ポリエステルを合成した。重合時間は4時間であっ
た。 1 H-NM of synthesized gluconolactone (II) -d
R (400 MHz, internal standard CDCl 3 ) was measured. The chemical shift δ (ppm) was as follows. Gluconolactone (II) -d: 1 H-NMR (400 MHz, CDC
l 3 ) δ / ppm 1.16 to 1.33 (m, 12H), 3.45 to 3.89
(m, 12H), 3.93 ( ABX 3 -dq, 1H), 4.3
100 parts by weight of 2 (dt, 1H) gluconolactone (II) -d were heated to 160 ° C. under a nitrogen atmosphere, and 0.4 parts by weight of tetra (butoxy) titanium as a polymerization catalyst and 1,8 parts as a polymerization initiator were added thereto. -Aliphatic polyester was synthesized by adding 0.6 parts by weight of octanediol. The polymerization time was 4 hours.
【0065】得られた脂肪族ポリエステルの重量平均分
子量はポリスチレン換算で106万で、平均重合度は3
660であった。The weight average molecular weight of the obtained aliphatic polyester was 1.06 million in terms of polystyrene, and the average degree of polymerization was 3
660.
【0066】合成した脂肪族ポリエステルの13C―NMR
(100MHz、内部標準CDCl3)を測定した。その化学シフ
トδ(ppm)は以下の通りであった。 脂肪族ポリエステル:13C―NMR(100MHz、CDCl3)δ
/ppm 15.11、15.28、15.43、15.56、67.
05、67.18、67.45、67.72、68.64、
76.20、78.22、78.87、81.31、17
3.57 (物性評価)実施例1〜4で合成した脂肪族ポリエステ
ルを用いて各種物性評価を行った。その結果を表1に示
す。また、参考例として、セルグリーン(ダイセル化学
工業製、ポリカプロラクトン系プラスチック、P-H7)を
用いて比較検討を行った。 13 C-NMR of synthesized aliphatic polyester
(100 MHz, internal standard CDCl 3 ) was measured. The chemical shift δ (ppm) was as follows. Aliphatic polyester: 13 C-NMR (100 MHz, CDCl 3 ) δ
/ Ppm 15.11, 15.28, 15.43, 15.56, 67.
05, 67.18, 67.45, 67.72, 68.64,
76.20, 78.22, 78.87, 81.31, 17
3.57 (Evaluation of Physical Properties) Various physical properties were evaluated using the aliphatic polyesters synthesized in Examples 1 to 4. Table 1 shows the results. As a reference example, a comparative study was performed using Cell Green (manufactured by Daicel Chemical Industries, polycaprolactone plastic, P-H7).
【0067】[0067]
【表1】 [Table 1]
【0068】以上の結果から、実施例1〜4で合成した
各々の脂肪族ポリエステルは、参考例1の強度および伸
度に優れたダイセル化学製の脂肪族ポリエステル(P-H
7)と同等もしくはそれ以上の物性を有しており、従来
公知のプラスチック成形品の代替品として十分に利用で
きることが分かる。From the above results, each of the aliphatic polyesters synthesized in Examples 1 to 4 was obtained from Daicel Chemical's aliphatic polyester (PH
It has physical properties equivalent to or better than 7), and it can be seen that it can be sufficiently used as a substitute for a conventionally known plastic molded product.
【0069】[0069]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
デンプンからD−グルコースを経て得られるグルコノラ
クトンを開環重合することによって高分子量の脂肪族ポ
リエステルを製造することができ、その機械的強度等の
物性も充分であり、プラスチック成形品として利用する
ことができる。さらに、このことは、石油の代替にデン
プンを出発原料として高品質なプラスチックを得るとい
う、デンプンの効率的な資源化の確立に道を開くもので
ある。As described above, according to the present invention,
A high-molecular-weight aliphatic polyester can be produced by ring-opening polymerization of gluconolactone obtained from starch via D-glucose, and its physical properties such as mechanical strength are sufficient and used as a plastic molded product. be able to. In addition, this opens the way to the efficient use of starch as a source of high-quality plastics starting from starch instead of petroleum.
【図1】実施例1で合成した脂肪族ポリエステルの赤外
吸収スペクトルを示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an infrared absorption spectrum of an aliphatic polyester synthesized in Example 1.
【図2】実施例2で合成した脂肪族ポリエステルの赤外
吸収スペクトルを示す図である。FIG. 2 is a view showing an infrared absorption spectrum of an aliphatic polyester synthesized in Example 2.
Claims (5)
3の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基を示す。)で
表わされる構造単位を有することを特徴とする脂肪族ポ
リエステル。[Claim 1] The following general formula (1) (In the formula, R is a hydrogen atom, an acetyl group, or a group having 1 to 1 carbon atoms.
3 represents a linear or branched alkyl group. An aliphatic polyester having a structural unit represented by the formula:
3の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基を示す。nは
3〜20000の整数を示す。)で表わされることを特
徴とする請求項1記載の脂肪族ポリエステル。2. The following general formula (I): (Wherein, R is a hydrogen atom, an acetyl group, or a
3 represents a linear or branched alkyl group. n represents an integer of 3 to 20,000. The aliphatic polyester according to claim 1, which is represented by the formula:
3の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基を示す。nは
3〜20000の整数を示す。)で表わされる脂肪族ポ
リエステルの製造方法であって、下記一般式(II) 【化4】 (式中、Rは水素原子、アセチル基、または炭素数1〜
3の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基を示す。)で
表わされるグルコノラクトンを開環重合する工程を有す
ることを特徴とする脂肪族ポリエステルの製造方法。3. The following general formula (I): (In the formula, R is a hydrogen atom, an acetyl group, or a group having 1 to 1 carbon atoms.
3 represents a linear or branched alkyl group. n represents an integer of 3 to 20,000. A process for producing an aliphatic polyester represented by the following general formula (II): (Wherein, R is a hydrogen atom, an acetyl group, or a group having 1 to 1 carbon atoms)
3 represents a linear or branched alkyl group. A process for producing an aliphatic polyester, which comprises a step of ring-opening polymerization of gluconolactone represented by the formula (1).
ースを得る工程、(ii)該D−グルコースから下記一般式
(II) 【化5】 (式中、Rは水素原子、アセチル基、または炭素数1〜
3の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基を示す。)で
表わされるグルコノラクトンを得る工程、および(iii)
該グルコノラクトンを開環重合する工程を有することを
特徴とする請求項3記載の脂肪族ポリエステルの製造方
法。(4) a step of hydrolyzing starch to obtain D-glucose, and (ii) a step of preparing the following general formula (II) from the D-glucose: (Wherein, R is a hydrogen atom, an acetyl group, or a group having 1 to 1 carbon atoms)
3 represents a linear or branched alkyl group. A) obtaining a gluconolactone represented by:
The method for producing an aliphatic polyester according to claim 3, further comprising a step of subjecting the gluconolactone to ring-opening polymerization.
ンプンを加水分解してD−グルコースを得る工程、(ii)
該D−グルコースから下記一般式(II) 【化6】 (式中、Rは水素原子、アセチル基、または炭素数1〜
3の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基を示す。)で
表わされるグルコノラクトンを得る工程、および(iii)
該グルコノラクトンを開環重合して下記一般式(I) 【化7】 (式中、Rは水素原子、アセチル基、または炭素数1〜
3の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基を示す。nは
3〜20000の整数を示す。)で表わされる脂肪族ポ
リエステルを得る工程を有することを特徴とするデンプ
ンの資源化方法。5. A method for reclaiming starch, comprising: (i) hydrolyzing starch to obtain D-glucose; (ii)
From the D-glucose, the following general formula (II): (Wherein, R is a hydrogen atom, an acetyl group, or a group having 1 to 1 carbon atoms)
3 represents a linear or branched alkyl group. A) obtaining a gluconolactone represented by:
The gluconolactone is subjected to ring-opening polymerization to give the following general formula (I): (In the formula, R is a hydrogen atom, an acetyl group, or a group having 1 to 1 carbon atoms.
3 represents a linear or branched alkyl group. n represents an integer of 3 to 20,000. A method for recycling starch comprising a step of obtaining an aliphatic polyester represented by the following formula:
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