オリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法
【課題】本発明の課題は、少量の加水分解酵素の存在下、簡便な操作で、速やかにオリゴアルキレンカーボネート化合物、又はポリアルキレンカーボネート化合物を収率良く取得することができる、工業的に優れ、かつ環境的負荷の少ない製造法を提供することにある。
【解決手段】加水分解酵素（特にリパーゼ）の存在下、アルキレンジオールジアシレート化合物とカーボネート化合物とのエステル交換反応によるオリゴアルキレンカーボネート化合物、又はポリアルキレンカーボネート化合物を得る製造方法において、触媒を失活させず、安定に存在させることで、従来よりも少量の酵素の使用で、かつ反応速度の速い新規な工業的製造プロセスを見出し本発明に至った。
【解決手段】加水分解酵素（特にリパーゼ）の存在下、アルキレンジオールジアシレート化合物とカーボネート化合物とのエステル交換反応によるオリゴアルキレンカーボネート化合物、又はポリアルキレンカーボネート化合物を得る製造方法において、触媒を失活させず、安定に存在させることで、従来よりも少量の酵素の使用で、かつ反応速度の速い新規な工業的製造プロセスを見出し本発明に至った。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加水分解酵素を用いたアルキレンジオールジアシレート化合物とカーボネート化合物との反応によるオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法に関する。
【０００２】
本発明の方法により、製造されるオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物は、生分解性を有する、優れた高分子機能性材料として有用な化合物である。
【背景技術】
【０００３】
従来より、オリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物は、優れた生分解性に加え、高い生体への安全性から、例えば、医薬品や香粧品分野における徐放性薬剤の基材等としての利用をはじめ、機能性或いは、高性能有機材料分野等、高分子素材として様々な分野での使用が期待されている。
【０００４】
オリゴアルキレンカーボネート化合物、又はポリアルキレンカーボネート化合物を得る方法としては、古くから、ホスゲンとジオール化合物とから製造する方法が広く知られている。しかし、有毒なホスゲンを用い、ハロゲン化合物を廃棄物として副生しながら製造するため、別の製造方法が望まれてきた。
また近年、加水分解酵素を用いた重合反応により、アルキレンジオール化合物とカーボネート化合物とを酵素を用いて反応させる方法についても報告されている（例えば、特許文献１、非特許文献１、及び非特許文献２参照）。
これらの酵素を用いる方法は、多くの場合、大量の酵素を用いて反応が行なわれている。その理由として、この酵素反応において、基質であるアルコール、または副生するアルコール化合物により、酵素は、失活しやすいことが一般的に知られており、例えば、Ｃ．ａｎｔａｒｃｔｉｃａからのリパーゼは、グリセロールにより阻害されるということも既に報告されている（例えば、特許文献２参照）。更に同文献では、第二級アルコールを初期反応混合物に含まないことが好ましいとも記載されている。従って、アルキレンジオール化合物とカーボネート化合物とから、ポリ（アルキレンカーボネート）化合物を得るような重合反応においても同様に、原料のアルキレンジオール化合物や反応により副生するアルコール化合物は、酵素の変性剤となり、その活性を消失させる場合が多く、その結果、反応自体を止めてしまうことが分かっている。そのため、反応を十分に進行させるためには、この失活分を補うべく大量の酵素を適宜追加することが必要となるが、このような大量の薬品の使用、及び廃棄物を産出する方法は、工業的に好適な製造方法とはいい難かった。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−８０１６０号公報
【特許文献２】特表平０８−５０３８５０号公報
【非特許文献１】Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．，２０１，１６３２（２０００）
【非特許文献２】Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，４０，７９３４（２００７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、少量の加水分解酵素の存在下、アルキレンジオールジアシレート化合物とカーボネート化合物とから、簡便な操作で、速やかにオリゴアルキレンカーボネート化合物、又はポリアルキレンカーボネート化合物を収率良く取得することができる、工業的に優れ、かつ環境的負荷の少ない製造法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、加水分解酵素（特にリパーゼ）の存在下、アルキレンジオールジアシレート化合物とカーボネート化合物とのエステル交換反応によるオリゴアルキレンカーボネート、又はポリアルキレンカーボネート化合物を得る製造方法において、触媒を失活させず、安定に存在させることで、従来よりも少量の酵素の使用で、かつ反応速度の速い新規な工業的製造プロセスを見出し本発明に至った。
【０００８】
即ち、本発明の課題は、加水分解酵素の存在下、下記式（Ｉ）；
【０００９】
【化１】
【００１０】
（式中、Ｒ１は、炭素原子数１から１０のアルキル基、又は炭素原子数７から２０のアラルキル基を示し、置換基を有していても良い。Ｒ２は、炭素原子数１から２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキレン基、又は芳香環含有又は複素環含有アルキレン基を示し、置換基を有していても良い。）
で示されるアルキレンジオールジアシレート化合物と、下記式（ＩＩ）；
【００１１】
【化２】
【００１２】
（式中、Ｒ３とＲ４は、それぞれ独立して、炭素原子数１から１０のアルキル基、又は炭素原子数７から２０のアラルキル基、又はアリール基を示し、置換基を有していても良い。）
又は、式（ＩＩＩ）；
【００１３】
【化３】
【００１４】
（式中、Ｒ６は、炭素原子数１から２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキレン基、又は芳香環含有又は複素環含有アルキレン基を示し、置換基を有していても良い。Ｒ５とＲ７は、それぞれ独立して、炭素原子数１から１０のアルキル基、又は炭素原子数７から２０のアラルキル基、又はアリール基を示し、置換基を有していても良い。更に、Ｒ５とＲ７が一緒になって環を形成してもよい。）
で示されるジカーボネート化合物とを反応させることを特徴とする、下記式（ＩＶ）；
【００１５】
【化４】
【００１６】
（式中、Ｒ２は、前記と同義である。また、Ｘ及びＹは、互いに同一又は異なっていても良く、前記と同義のＲ１、ＯＲ３、又はＯＲ４から、それぞれ一つ選ばれる。ｎは重合度を表わし、２以上の整数を示す。）
又は、式（Ｖ）；
【００１７】
【化５】
【００１８】
（式中、Ｘ’及びＹ’は、互いに同一又は異なっていても良く、Ｒ１、ＯＲ５、又はＯＲ７から、それぞれ一つ選ばれる。また、Ａ及びＢは、互いに同一又は異なっていても良く、前記と同義のＲ２、又はＲ６から、それぞれ一つ選ばれる。ｎ’は重合度を表わし、１以上の整数を示す。）
で示される、オリゴアルキレンカーボネート、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法によって解決される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、加水分解酵素存在下、アルキレンジオールジアシレート化合物とカーボネート化合物とから穏和な条件下、簡便かつ工業的に好適な方法によって、様々なアルキレン基の組み合わせのオリゴアルキレンカーボネート、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造が可能となった。
また、本発明の製造方法により、アルキレンジオールジアシレート化合物を使用することで、反応中に酵素に変性作用を及ぼすアルコール化合物が副生しないため、従来問題であった酵素の失活を回避し、酵素を安定に存在させることが可能になった。その結果、重合反応を長期間行なうことが可能になり、様々な重合度のオリゴアルキレンカーボネート、及びポリアルキレンカーボネート化合物を得ることが可能となった。
更に本発明で副生するエステル化合物は、従来の原料としてジオール化合物を使用した場合に副生するアルコール化合物よりも、低沸点であるという点から反応系外への除去操作は有利である。そこで、副生するアルコール化合物を反応系から除去することで、可逆反応である本反応の平衡が目的物の生成方向へ移動し、速やかに反応が進行することを見出し、これを利用して、短い反応時間、かつ少量の酵素の使用でオリゴアルキレンカーボネート、及びポリアルキレンカーボネート化合物を得ることが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、有機溶媒の存在下、又は非存在下、加水分解酵素、式（Ｉ）で示されるアルキレンジオールジアシレート化合物（化合物（Ｉ））、及び式（ＩＩ）で示されるカーボネート化合物（化合物（ＩＩ））とを混合し、アルキレン基；Ｒ２を有する、式（ＩＶ）で示されるオリゴアルキレンカーボネート、又はポリアルキレンカーボネート化合物を得る、反応式〔１〕；
【００２１】
【化６】
【００２２】
（式中、Ｒ１からＲ４、Ｘ、Ｙ及びｎは、前記と同義である。また、Ｚは、前記と同義のＲ３又はＲ４から選ばれる。）
又は、化合物（ＩＩ）の代わりに、式（ＩＩＩ）で示されるアルキレンジオールジカーボネート化合物（化合物（ＩＩＩ））を用いて、反応式〔１〕と同様の反応を行い、アルキレン基；Ｒ２及びＲ６を有する、式（Ｖ）で示されるオリゴアルキレンカーボネート、又はポリアルキレンカーボネート化合物を得る、反応式〔２〕；
【００２３】
【００２４】
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ａ、Ｂ、Ｘ'、Ｙ'、及びｎ’は、前記と同義である。また、Ｗは、前記と同義のＲ５又はＲ７から一つ選ばれる。）
で示される、２つの重合反応により行なわれる。
また、本発明の前記重合反応は、次の２つの操作方法にて行なわれる。
【００２５】
（方法１；ワンポット合成法）方法１は、以下の２つの工程により行なわれる。
第一工程：有機溶媒存在下、又は非存在下、加水分解酵素、化合物（Ｉ）、化合物（ＩＩ）又は化合物（ＩＩＩ）とを撹拌等により混合しながら、例えば、化合物（ＩＩ）が除去されない程度の減圧下、及び／又は加熱条件下にて、反応により生じる式（ＶＩ）で示されるエステル化合物（化合物（ＶＩ））を除去しながら、目的物である式（ＩＶ）、又は式（Ｖ）で示されるオリゴアルキレンカーボネート、又はポリアルキレンカーボネート化合物を含む反応溶液を得る。
第二工程：引き続き、第一工程にて得られた反応溶液を、第一工程より高い減圧下、及び／又は高い加熱条件下、反応により生じる式（ＶＩ）で示されるエステル化合物を除去しながら重合反応を行い、目的とする当該オリゴアルキレンカーボネート化合物、又はポリアルキレンカーボネートを合成する。
【００２６】
（方法２；段階合成法）方法２は、以下の２つの工程により行なわれる。
第一工程：方法１、第一工程と同様の反応条件、反応操作を行い、反応終了後、目的とする当該オリゴアルキレンカーボネート化合物、又はポリアルキレンカーボネートの単離取得を行なう。
第二工程：有機溶媒存在下、又は非存在下、加水分解酵素、第一工程にて得られたポリアルキレンカーボネート化合物又はオリゴアルキレンカーボネート化合物、化合物（ＩＩ）又は化合物（ＩＩＩ）とを混合し、方法１、第二工程と同様の反応条件下にて重合反応を行い、さらに重合度の高い当該オリゴアルキレンカーボネート化合物、又はポリアルキレンカーボネートを合成する。
【００２７】
本発明の反応において、原料のアルキレンジオールジアシレート化合物（化合物（Ｉ））は、前記反応式中の式（Ｉ）で示される。
式（Ｉ）において、Ｒ１は、炭素原子数１から１０のアルキル基、又は炭素原子数７〜２０のアラルキル基を示し、置換基を有していても良い。
【００２８】
式（Ｉ）中、Ｒ１におけるアルキル基としては、炭素原子数１〜１０の直鎖状、又は炭素原子数３〜１０の分岐鎖状又は環状のアルキル基を示し、直鎖状のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、及びデシル基が挙げられ、分岐状のアルキル基としては、イソプロピル基、イソブチル基、及びアミル基等が挙げられる。環状のアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、及びシクロデシル基等が挙げられる。なお、これらの基は、各種異性体を含む。
【００２９】
Ｒ１におけるアルキル基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、ハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子）；メトキシル基、エトキシル基、プロポキシル基、ブトキシル基等の炭素原子数１〜４のアルコキシル基（各種異性体を含む）；アミノ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基等のジアルキルアミノ基（各種異性体を含む）；シアノ基；ニトロ基等が挙げられるが、好ましくはフッ素原子、塩素原子、アミノ基、及びジアルキルアミノ基である。これらの置換基は、前記アルキル基に対して、１種以上有していてもよい。
置換基を有するアルキル基の具体例としては、３−メチルシクロブチル基、３−エチルシクロペンチル基、１−フルオロシクロプロピル基、２−クロロシクロプロピル基、３−フルオロシクロブチル基、２−クロロシクロブチル基、２−メトキシシクロプロピル基、３−アミノシクロペンチル基、４−ジメチルアミノシクロヘキシル基、２−クロロシクロヘキシル基、２，２−ジクロロシクロヘキシル基、２−シアノシクロヘキシル基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、及び２―トリフルオロエチル基等が挙げられる。
【００３０】
式（Ｉ）中、Ｒ１におけるアラルキル基としては、例えば、ベンジル基、１−ナフチルメチル基、２−ナフチルメチル基、フェネチル基、フェニルプロピル基及びフェニルブチル基等の炭素原子数１〜６のアルキル基にフェニル基、ナフチル基、アントリル基、或いはフェナントリル基が置換した炭素原子数７〜２０のアラルキル基が挙げられる。
【００３１】
Ｒ１におけるアラルキル基は、アリール基上、又はアルキル鎖上に置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等の炭素原子数１〜４のアルキル基（各種異性体を含む）；ハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子）；メトキシル基、エトキシル基、プロポキシル基、ブトキシル基等の炭素原子数１〜４のアルコキシル基（各種異性体を含む）；メチレンジオキシ基等の炭素原子数１〜４のアルキレンジオキシ基、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、及びニトロ基が挙げられる。なお、これらの置換基は、前記アラルキル基に対して、１種以上有していてもよい。
アラルキル基の具体的としては、２−メチルベンジル基、３，４−ジメチルベンジル基、２−フルオロベンジル基、３−クロロベンジル基、３，４−ジクロロベンジル基、４−ブロモベンジル基、４−ヨードベンジル基、４−メトキシベンジル基、３，４−ジメトキシベンジル基、４−イソプロポキシベンジル基、３，４−メチレンジオキシベンジル基、２−ニトロベンジル基、２−（４−フルオロフェニル）プロピル基、１−（３−メチルナフチル）メチル基、及び２−（１，３−ジメチルナフチル）メチル基等が挙げられる。
【００３２】
Ｒ１として、好ましくは、炭素原子数１〜４の直鎖状のアルキル基、イソプロピル基、イソブチル基、及び炭素原子数３〜６の環状のアルキル基、３−メチルシクロブチル基、１−フルオロシクロプロピル基、２−クロロシクロブチル基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、及び２―トリフルオロエチル基、ベンジル基、１−ナフチルメチル基、２−ナフチルメチル基、１−フェネチル基、２−フェネチル基、３−フェニルプロピル基、及び３−フェニルブチル基等の炭素原子数１〜４のアルキル基にアリール基が置換したアラルキル基、より好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、及びシクロプロピル基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、２―トリフルオロエチル基、ベンジル基、２−メチルベンジル基、２−フルオロベンジル基、３−クロロベンジル基、３，４−ジクロロベンジル基、４−メトキシベンジル基、３，４−ジメトキシベンジル基、３，４−メチレンジオキシベンジル基、２−ニトロベンジル基、１−（３−メチルナフチル）メチル基、及び２−（１，３−ジメチルナフチル）メチル基である。
【００３３】
本発明の反応式中の式（Ｉ）で示されるアルキレンジオールジアシレート化合物において、Ｒ２は、置換基を有していても良い、炭素原子数１から２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキレン基、芳香環含有又は複素環含有のアルキレン基を示す。
Ｒ２におけるアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、ヘキサメチレン基、ドデカメチレン基等の飽和の直鎖状アルキレン基；例えば、下記の式にも示されるような、２−ブテン基（式（ＶＩＩ））、２−ブチン基（式（ＶＩＩＩ））、２，４−ヘキサジエン基（式（ＩＸ））等の不飽和結合を有する直鎖状アルキレン基、２−メチル−１，３−プロピレン基（式（Ｘ））、２，２−ジメチル−１，３−プロピレン基、２−メチル−２−エチル−１，３−プロピレン基（式（ＸＩ））、２−シクロプロピル−１，３−プロピレン基（式（ＸＩＩ））、２−シクロペンチル−１，３−プロピレン基等の飽和の分岐状アルキレン基；２−メチル−１，４−ブチル−２−エン基（式（ＸＩＩＩ））等の不飽和結合を有する分岐状アルキレン基、及びシクロブチレン基、シクロへキサメチレン基（式（ＸＩＶ））等の飽和の環状アルキレン基；１，４−シクロへキサ−２−エン基（式（ＸＶ））、１，４−シクロへキサ−２、５−ジエン基等の不飽和結合を有する環状アルキレン基を示す。
なお、不飽和結合を含有するアルキレン基において、不飽和結合は、結合末端部分以外の炭素原子と形成することが出来、分岐状、及び環状のアルキレン基の場合、各種異性体を含む。
【００３４】
【化７】
【００３５】
（式中の波線は、酸素原子との結合部位を示す。また、式（ＸＩＶ）は結合の位置を限定しないことを示す。）
【００３６】
Ｒ２における芳香環又は複素環含有アルキレン基としては、例えば、下記式にも示されるような、１，４−ビス（アルキレン）フェニル基（式（ＸＶＩ））、１，１’−ビス（アルキレン）ビフェニル基、２，６−ビス（アルキレン）ナフチル基（式（ＸＶＩＩ））等の芳香環を含有するアルキレン基；２，５−ビス（アルキレン）ピリジル基（式（ＸＶＩＩＩ））、１，４−ビス（アルキレン）チオフェニル基（式（ＸＩＸ））等の芳香族性の複素環を含有するアルキレン基；１，４−ビス（アルキレン）ピペリジル基式(ＸＸ)）、２，３−ビス（アルキレン）エポキシル基、（式(ＸＸＩ)）等の脂環式の複素環を含有するアルキレン基が挙げられる。なお、式（ＸＶＩ）〜式（ＸＸＩ）中、Ｌ，Ｍは、前記と同義の飽和、又は不飽和結合を含有する直鎖状、分岐鎖状又は環状アルキレン基から、それぞれひとつ選ばれ、ｌ、ｍは、前記Ｌ又はＭの個数を示し、それぞれ、０又は１〜３の整数を示すが、その際、芳香環含有又は複素環含有アルキレン基としての総炭素原子数は、２０を超えない。なお、芳香環含有又は複素環含有アルキレン基において、芳香環、複素環、及び式（ＸＶＩ）〜式（ＸＸＩ）のＬ，Ｍにおける不飽和結合は、結合末端部分以外の炭素原子と形成することが出来、分岐状、及び環状のアルキレン基の場合、各種異性体を含む。
【００３７】
【化８】
【００３８】
（式中の波線は、酸素原子との結合部位を示す。Ｌ、Ｍは、直鎖状、分岐鎖状、又は環状の飽和、又は不飽和のアルキレン基から、それぞれひとつ選ばれ、ｌ、ｍは、置換基Ｌ又はＭの個数を示し、それぞれ０又は１〜３の整数を示す。）
これらのアルキレンジオールジアシレート化合物のうち、市販品がないものについては、例えば、対応するジオール化合物を入手し、アシル化する等により別途合成する。また、対応するジオール化合物のうち、市販品がないものについては、例えば、対応するジアルデヒド化合物、ジカルボン酸化合物又はジカルボン酸エステル化合物を入手し、ヒドリド還元するか、或いは、対応するアルキレンハライド化合物を入手し加水分解する等によって別途合成・用意する。
【００３９】
式（Ｉ）中、Ｒ２におけるアルキレン基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、ハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子）；メトキシル基、エトキシル基、プロポキシル基、ブトキシル基等の炭素原子数１から４のアルコキシル基（各種異性体を含む）；アミノ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基等の炭素原子数１から３のアルキル基を有するジアルキルアミノ基（各種異性体を含む）；シアノ基、ニトロ基、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ビニル基、アリル基、及びプロパルギル基等が挙げられるが、総炭素原子数は２０を超えない。好ましくはフッ素原子、塩素原子、アミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基である。
【００４０】
置換基を有するアルキレン基の具体例としては、２−メチルペンチレン基、２−フルオロペンチレン基、３−クロロペンチレン基、３−メトキシペンチレン基、３−アミノペンチレン基、２−ジメチルアミノペンチレン基、３−クロロヘキシレン基、３，４−ジクロロヘキシレン基、及び３−シアノヘキシレン基、２―シアノ−２−ブテン基、２―フルオロ−２−ブテン基、１，４−ビス（メチレン）テトラフルオロフェニル基、１，４−ビス（エチレン）−２−ニトロ−チオフェニル基等が挙げられる。
【００４１】
Ｒ２として、好ましくは、炭素原子数２から１２の飽和、又は不飽和結合を有する直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキレン基、及び炭素原子数４から２０の芳香環含有又は複素環含有アルキレン基、より好ましくは、炭素原子数２から１２の飽和、又は不飽和結合を有する直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキレン基である。
【００４２】
本発明の反応において、原料であるカーボネート化合物（化合物（ＩＩ））は、前記反応式中、式（ＩＩ）で示される。式（ＩＩ）において、式中、Ｒ３とＲ４は、同一又は相互に異なっていても良い、Ｒ１と同義のアルキル基及びアラルキル基、又はアリール基を示し、置換基を有していても良い。
【００４３】
式（ＩＩ）中、Ｒ３、Ｒ４における、置換基を有していても良い、アルキル基、及びアラルキル基は、前記Ｒ１記載の当該アルキル基、及びアラルキル基と同義である。
Ｒ３、Ｒ４におけるアリール基は、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、及びフェナントリル基等の炭素原子数６〜１４の芳香族炭化水素基が挙げられる。
Ｒ３、Ｒ４として、好ましくは、炭素原子数１〜４の直鎖状、及び炭素原子数３又は４の分岐鎖状又は環状のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、及びベンジル基、より好ましくは、Ｒ３、Ｒ４が同一で、かつメチル基、エチル基、フェニル基、及びベンジル基である。
【００４４】
本発明の反応において、カーボネート化合物（化合物（ＩＩＩ））は、前記反応式中、式（ＩＩＩ）で示される。式（ＩＩＩ）中、Ｒ６は、炭素原子数１から２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキレン基、及び芳香環含有又は複素環含有アルキレン基を示し、置換基を有していても良い。
Ｒ６の当該直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキレン基、及び芳香環含有又は複素環含有アルキレン基は、前記Ｒ２記載と同義である。
Ｒ６として、好ましくは、炭素原子数２から１２の飽和、又は不飽和結合を有する直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキレン基、及び炭素原子数４から２０の芳香環含有又は複素環含有アルキレン基、より好ましくは、炭素原子数２から１２の飽和、又は不飽和結合を有する直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキレン基である。
【００４５】
式（ＩＩＩ）中、Ｒ５とＲ７は、それぞれ独立して、炭素原子数１から１０のアルキル基、又は炭素原子数７から２０のアラルキル基、又はアリール基を示し、置換基を有していても良い。更に、Ｒ５、及びＲ７が、互いに結合して環状のカーボネート化合物を形成していても良い。
Ｒ５、及びＲ７の当該アルキル基、アラルキル基、及びアリール基は、前記Ｒ３、及びＲ４記載と同義のものを示す。また、環状カーボネート化合物としては、例えば、ジエチレンカーボネート等が挙げられる。
Ｒ５、及びＲ７として、好ましくは、炭素原子数１〜４の直鎖状、及び炭素原子数３又は４の分岐鎖状又は環状のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、ベンジル基、及びジエチレンカーボネート、より好ましくは、Ｒ３、Ｒ４が同一で、かつメチル基、エチル基、フェニル基、及びベンジル基である。
【００４６】
本発明の製造方法おいて、反応後、式（ＶＩ）或いは式（ＶＩ’）で示されるエステル化合物（化合物（ＶＩ）又は化合物（ＶＩ’））が生成する。反応式〔１〕、又は反応式〔２〕中、式（ＶＩ）又は式（ＶＩ’）における、Ｒ２は、前記と同義である。また、Ｚは、前記と同義のＲ３又はＲ４から選ばれ、Ｗは、前記と同義のＲ５又はＲ７から選ばれる。
【００４７】
本発明において、目的物あるオリゴアルキレンカーボネート化合物、又はポリアルキレンカーボネート化合物は、前記反応式中、式（ＩＶ）、及び式（Ｖ）としてそれぞれ示される。
式（ＩＶ）において、その末端基Ｘ及びＹは、互いに同一又は異なっていても良く、前記と同義のＲ１、ＯＲ３、又はＯＲ４から、それぞれ一つ選ばれる
式（Ｖ）において、Ａ及びＢは、Ｒ２、Ｒ６と同義で、その末端基Ｘ’及びＹ’は、互いに同一又は異なっていても良く、前記と同義のＲ１、ＯＲ５、又はＯＲ７から、それぞれ一つ選ばれる。ｎは重合度を表わし、２以上の整数を示す。
ここで、末端基；Ｘ、Ｙ、Ｘ’及びＹ’は、原料の仕込み比、反応条件によって左右されるが、多くの場合、Ｒ１を有するアシル基、又はＯＲ３、ＯＲ４、ＯＲ５又はＯＲ７を有するカーボネート基である。
【００４８】
本発明の反応において、反応中に微量の水を、例えば添加する等により存在させると、本発明の重合反応と加水分解が同時に進行するため、アシル基末端またはカーボネート末端基の一部が加水分解を受け、反応式〔１〕からは、以下の式（ＸＸＩＩ）で示されるオリゴアルキレンカーボネート化合物、又はポリアルキレンカーボネート化合物；
【００４９】
【化９】
【００５０】
（式中、Ｒ２は、前記と同義である。また、Ｘ’’は、前記と同義のＲ１、ＯＲ３、ＯＲ４、又はＯ−Ｒ２−ＯＨから選ばれる。ｎ’は重合度を表わし、１以上の整数を示す。）
、及び反応式〔２〕からは、以下の式（ＸＸＩＩＩ）で示されるオリゴアルキレンカーボネート化合物、又はポリアルキレンカーボネート化合物；
【００５１】
【化１０】
【００５２】
（式中、Ｙ’’は、Ｒ１、ＯＲ５、ＯＲ７、Ｏ−Ｒ２−ＯＨ、又はＯ−Ｒ６−ＯＨから選ばれる。また、Ａ、Ｂ、及びＧは、互いに同一又は異なっていても良く、前記と同義のＲ２、又はＲ６から、それぞれ一つ選ばれる。ｎ’は重合度を表わし、１以上の整数を示す。）
として、末端に水酸基を有する化合物（ＸＸＩＩ）又は、化合物（ＸＸＩＩ）を製造することが出来る。
また、これらの化合物は、試薬、又は触媒中に含まれる水分、あるいは系外から混入した微量の水分によっても生成することがある。
【００５３】
化合物（ＩＩ）及び化合物（ＩＩＩ）の使用量は、化合物（Ｉ）１モルに対して、好ましくは１．０〜１０モル、より好ましくは１．０５〜５モル、特に好ましくは１．１〜３モルである。
【００５４】
本発明で使用する加水分解酵素としては、例えば、プロテアーゼ、エステラーゼ、リパーゼ等が挙げられるが、好ましくは豚肝臓由来のエステラーゼ（PLE）、豚肝臓由来のリパーゼ（PPL）、酵母又は細菌から単離可能な微生物のリパーゼ、より好ましくは、バルクホルデリア・セパシア（シュードモナス・セパシア）(Burkholderia cepacia (Pseudomonas cepacia))を起源とするリパーゼ（例えば、Amano PS(アマノエンザイム社製)等）、カンジダ・アンタークティカ(Candida antarctica)を起源とするリパーゼ（例えば、Novozym 435(ノボザイム社製)等）、リゾムコール・ミエヘイ(Rhizomucor Miehei)を起源とするリパーゼ（例えば、Lipozyme RM IM(ノボザイム社製)等）、サーモマイセス・ラヌギノサス(Thermomyces lanuginosus)を起源とするリパーゼ（Lipase TL）、ムコール・ミエヘイ(Mucor Miehei)を起源とするリパーゼ（Lipase MM）、特に好ましくはCandida antarcticaを起源とするリパーゼが使用される。なお、これらの加水分解酵素は、天然の形又は固定化酵素として市販品をそのまま使用することが出来、単独又は二種以上を混合して使用しても良い。
【００５５】
前記の加水分解酵素は、天然の形又は固定化酵素として市販されているものを、化学的処理又は物理的処理を行った後に使用することも出来る。
前記化学的処理又は物理的処理方法としては、例えば、加水分解酵素を緩衝液に溶解させ（必要に応じて有機溶媒を存在させても良い）、これをそのまま、又は攪拌した後、凍結乾燥する等の方法が挙げられる。なお、ここでの凍結乾燥とは、例えば、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２２（８），１５６５−１５７１（２０００）記載の水溶液又は水分を含む物質を急速に氷点以下の温度で凍結させ、その凍結物の水蒸気圧以下に減圧して水を昇華させて除去し、物質を乾燥させる方法である。なお、当該処理によって、触媒活性（反応性や選択性等）を向上させることができる。
【００５６】
前記加水分解酵素の使用量は、化合物（Ｉ）１ｇに対して、好ましくは０．１〜１０００ｍｇ、より好ましくは、１〜２００ｍｇ、特に好ましくは１０〜１００ｍｇである。
【００５７】
本発明の反応は、有機溶媒中、又は無溶媒下にて行なうことが出来る。
本発明の反応において使用される有機溶媒としては、酵素を失活させない溶媒であれば特に限定されないが、脱水された溶媒を用いることが望ましい。
本発明の反応において使用される有機溶媒としては、例えば、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、シクロペンタン、シクロヘキサン及びシクロヘプタン等の脂肪族炭化水素類；ベンゼン、トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素類；ジエチルエーテル、t-ブチルメチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン及び１，４−ジオキサン等のエーテル類；アセトン及びメチルエチルケトン等のケトン類；アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類から選ばれる少なくとも一種が挙げられるが、好ましくはｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、トルエン、ジイソプロピルエーテル、t-ブチルメチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル又はテトラヒドロフラン、より好ましくは、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン、ジイソプロピルエーテル、t-ブチルメチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、及びアセトニトリル、特に好ましくはシクロヘキサン、トルエン、t-ブチルメチルエーテル、である。なお、これらの有機溶媒は、単独又は二種以上を混合して使用しても良い。
【００５８】
前記有機溶媒の使用量は、化合物（Ｉ）１ｇに対して、好ましくは２〜２００ｍＬ、より好ましくは、５〜５０ｍＬ、特に好ましくは２〜２０ｍＬである。
【００５９】
本発明の反応は、前記記載の方法１、及び方法２で示される２つの方法により行われる。いずれの方法においても、使用するそれぞれの酵素の特性に合わせ、失活しない範囲にて行うことが望ましい。反応溶液のｐＨは特に限定されないが、好ましくは、ｐＨ値５〜９、より好ましくは、ｐＨ値６〜８．５、特に好ましくは、ｐＨ値６．５〜８である。
【００６０】
また、本反応は可逆反応であり、化学平衡を生成物側へ移動させることで、反応が速やかに進行する。また、従来法の場合に副生するアルコールよりも、より沸点の低いエステル化合物（化合物（ＶＩ）、又は化合物（ＶＩ’））が副生する。
そこで、本発明の方法では、このエステル化合物を除去する操作を行いながら反応を行なうことが好ましい。
例えば、このような方法として、反応式〔１〕において、Ｒ１がメチル基、エチル基、又はプロピル基、Ｒ３及びＲ４が、メチル基、エチル基、プロピル基、及びブチル基からそれぞれ選ばれる場合、反応により生成するエステル化合物（化合物（ＶＩ））は、原料のカーボネート化合物（化合物（ＩＩ））より、沸点が低い。そこで、反応の際、反応温度、及び／又は減圧度を適宜調整することにより、エステル化合物（化合物（ＶＩ））を選択的に反応系外に除去することが可能となる。その結果、反応の平衡が生成系へと移動することで、本反応が速やかに進行することが可能となり、より短い反応時間で、より高分子量の式（ＩＶ）で示されるポリカーボネート化合物を得ることができる。また、除去したエステル化合物（化合物（ＶＩ））は、再度反応溶媒として使用することも出来る。
【００６１】
本発明の反応温度は、０〜１３０℃、より好ましくは１０〜９０℃、特に好ましくは４０〜７０℃にて行なわれる。
本発明の方法の第一工程、および第二工程の反応は、原料である化合物（Ｉ）、化合物（ＩＩ）又は化合物（ＩＩＩ）に対し、好ましくは、反応にて生じるエステル化合物（化合物（ＶＩ）又は化合物（ＶＩ’））が選択的に除去できるような、圧力条件を考慮した反応温度であり、より好ましくは、反応終了時に前記化合物（ＶＩ）又は化合物（ＶＩ’）が完全に除去されるような反応温度を適宜調節しながら実施することである。
【００６２】
本発明の方法１、及び方法２における反応圧力は、特に制限されず、常圧下又は減圧下のいずれの条件でも行なうことができる。
本発明の方法の第一工程、および第二工程の反応は、原料である化合物（Ｉ）、化合物（ＩＩ）又は化合物（ＩＩＩ）に対し、好ましくは、反応にて生じるエステル化合物（化合物（ＶＩ）又は化合物（ＶＩ’））が選択的に除去できるような、温度条件を考慮した０．１３ｋＰａ以上、１０１．３ｋＰａ未満（１ｍｍＨｇ以上７６０ｍｍＨｇ未満）内の反応圧力であり、より好ましくは反応終了時に前記化合物（ＶＩ）又は化合物（ＶＩ’）が完全に除去されるような反応温度を適宜調節しながら実施することである。
【００６３】
本発明の方法は、反応中の溶液を、例えば、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）等を用いて分析しながら行なうことができる。そこで、反応を適宜分析し、例えば、反応時間、反応温度等を調整しながら行なうことで、所望の分子量（重合度）のポリアルキレンカーボネート化合物を目的物として得ることもできる。また、同様の操作により、分子量が１０００以下のオリゴアルキレンカーボネート化合物を得ることも出来る。
【００６４】
本発明の反応によって得られる式（ＩＶ）又は式（Ｖ）で示されるオリゴアルキレンカーボネート化合物、又はポリアルキレンカーボネート化合物は、例えば、前記第二工程終了後、得られた反応物に、これらを溶解させるために前記反応の際に使用される有機溶媒と同義の有機溶媒を適量加え（又は、もし、使用した有機溶媒に溶解した状態であれば、そのまま）、次いでろ過により酵素もしくは固定化酵素を分離した後、得られた濾液を減圧下にて有機溶媒を除去することにより取得することが出来る。
【００６５】
本発明の製造装置は、特に制限されず、例えば、反応容器、加熱（冷却）装置等、一般的な製造装置にて行なうことができる。更に、反応容器からエステル化合物（化合物（ＶＩ）、及び化合物（ＶＩ’））を除去するために、例えば、蒸留装置、蒸留物の回収装置等を設けることが好ましく、反応圧力が調整できる装置を備えた製造装置を用いることがより好ましい。また、回収装置により、回収された蒸留物のうち、化合物（ＶＩ）及び／又は化合物（ＶＩ’）は、再度反応に使用することができる。
【００６６】
なお、得られたオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物（化合物（ＩＶ）又は化合物（Ｖ））は、晶析、再結晶、分液、抽出、及びカラムクロマトグラフィー等の一般的な方法によって、更に精製することも出来る。
【００６７】
本発明の方法にて得られたオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物（化合物（ＩＶ）、又は化合物（Ｖ））は、重量平均分子量１０００以上、及び分散度３．０以下であるため、高分子材料として成型が行い易い。また、ホスゲンを用いる従来法と比べ、ハロゲン化合物を含まない点で、化学的により安全な製品である。また、生分解性素を有することから環境的負荷の少ない高分子素材でもある。
【実施例】
【００６８】
次に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。なお、得られた目的物は、ＩＲ、ＮＭＲスペクトル分析等のほか、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ；使用カラム；ＴＳＫ ｇｅｌ Ｇ２０００ＨＸＬ（ＴＯＳＯＨ製）、及びＧＰＣ ＫＦ−８０４Ｌ（Ｓｈｏｄｅｘ製））を用いて、分子量測定を行った。
【００６９】
実施例１（ポリヘキサメチレンカーボネートの合成）
ディーンスターク蒸留装置、圧力調整装置、温度調整装置、温度計、滴下装置及び撹拌措置を備えたガラス製反応容器に、１，６−ヘキサンジオールジアセテート５０．００ｇ（０．２５ｍｏｌ）とジメチルカーボネート２２．２７ｇ（０．２５ｍｏｌ）を混合し、３０℃に保ったままカンジダ・アンタークティカ（Candida antarctica）由来のリパーゼ２．５０ｇ（Ｎｏｖｏｚｙｍ ４３５（商品名）；ノボザイム社製）を加え、同温度で６時間攪拌して反応させた。次に得られた混合物にジメチルカーボネート２２．２７ｇ（０．２５ｍｏｌ）を加え、５０℃で４８時間攪拌して反応させ、更に反応系内圧力を１３ｋＰａ（１００ｍｍＨｇ）に減圧して５０℃で１５時間、次いで７０℃で３２時間攪拌して反応させた（このときのｐＨをｐＨ計にて測定したところ、ｐＨ＝８．５を示した）。
反応終了後、得られた反応溶液にアセトニトリル２００ｍＬを加え、ろ過後、得られた濾液を減圧濃縮にて溶媒を除去したところ、目的物のポリヘキサメチレンカーボネート３３．７１ｇを白色固体として得た。
得られたポリヘキサメチレンカーボネートの物性値は、以下の通りであった。
【００７０】
ＩＲ（ＫＢｒ，ｃｍ−１）；１７４１．５（ｃａｒｂｏｎａｔｅ；Ｃ＝Ｏ）.
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，δ（ｐｐｍ））；１．４１−１．４２（４Ｈ，ｍ）、１．６７−１．７０（４Ｈ，ｍ）、４．１２−４．１４（４Ｈ，ｍ）.
１３Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，δ（ｐｐｍ））；２５．４、２８．５、６７．７、１５５．３.
元素分析；計算値（Ｃ７Ｈ１２Ｏ３）ｎ：Ｃ，５８．３１％；Ｈ，８．３７％
実測値：Ｃ，５８．０７％；Ｈ，８．２７％
融点：５７〜５８℃
ＧＰＣ（ポリスチレン基準：溶離液 テトラヒドロフラン）
数平均分子量 ：５１４２
重量平均分子量 ：１０４７１
分散度 ：２．０４
【００７１】
実施例２（ポリヘキサメチレンカーボネートの合成）
ディーンスターク蒸留装置、圧力調整装置、温度調整装置、温度計、滴下装置及び撹拌措置を備えたガラス製反応容器に、１，６−ヘキサンジオールジアセテート１５０．００ｇ（０．７４ｍｏｌ）とジメチルカーボネート１３３．６２ｇ（０．２５ｍｏｌ）を混合し、５０℃に保ったままカンジダ・アンタークティカ（Candida antarctica）由来のリパーゼ７．５０ｇ（Ｎｏｖｏｚｙｍ ４３５（商品名）；ノボザイム社製）を加え、同温度で４８時間攪拌して反応させた。次に同温度で、反応系内圧力を４時間かけて１０ｋＰａ（７５ｍｍＨｇ）に減圧して、同圧力で１０時間、次いで７０℃で９−１０ｋＰａ（６８ｍｍＨｇ〜７５ｍｍＨｇ）反応させた。（このときのｐＨをｐＨ試験紙にて測定したところ、ｐＨ＝６から７の範囲を呈色した）。
２０時間後、系内の一部をサンプリングし、アセトニトリルを加え、ろ過後、得られた濾液を減圧濃縮にて溶媒を除去したところ、目的物のポリヘキサメチレンカーボネートを白色固体として得た。
得られたポリヘキサメチレンカーボネートの物性値は、以下の通りであった。
【００７２】
ＩＲ（ＫＢｒ，ｃｍ−１）；１７４１．２（ｃａｒｂｏｎａｔｅ；Ｃ＝Ｏ）.
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，δ（ｐｐｍ））；１．３９−１．４５（４Ｈ，ｍ）、１．６６−１．７２（４Ｈ，ｍ）、４．１０−４．１５（４Ｈ，ｍ）.
１３Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，δ（ｐｐｍ））；２５．４、２８．６、６７．８、１５５．４.
ＧＰＣ（ポリスチレン基準：溶離液 テトラヒドロフラン）
数平均分子量 ：３１９４
重量平均分子量 ：７７２３
分散度 ：２．４２
【００７３】
実施例３（ポリブチレンカーボネートの合成）
圧力調整装置、温度調整装置、温度計、滴下装置及び撹拌措置を備えたガラス製反応容器に、１，４−ブタンジオールジアセテート２．００ｇ（１１．５ｍｍｏｌ）とジメチルカーボネート３．１０ｇ（３４．４ｍｍｏｌ）を混合し、５０℃に保ったままカンジダ・アンタークティカ（Candida antarctica）由来のリパーゼ１００ｍｇ（Ｎｏｖｏｚｙｍ ４３５（商品名）；ノボザイム社製）を加え、同温度で４５時間攪拌して反応させた。次に反応系内圧力を１０ｋＰａ（７５ｍｍＨｇ）に減圧して同温度で２４時間攪拌して反応させた。
反応終了後、得られた反応溶液にテトラヒドロフラン１０ｍＬを加え、ろ過後、得られた濾液を減圧濃縮にて溶媒を除去したところ、目的物のポリブチレンカーボネート２．０６ｇを白色固体として得た。
得られたポリブチレンカーボネートの物性値は、以下の通りであった。
【００７４】
ＩＲ（液膜，ｃｍ−１）；１７４４．０（ｃａｒｂｏｎａｔｅ；Ｃ＝Ｏ）.
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，δ（ｐｐｍ））;１．７３−１．８７（４Ｈ，ｍ）、４．１５−４．１８（４Ｈ，ｍ）．
１３Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，δ（ｐｐｍ））；（２５．１、２５．２）、（６７．３、６７，４）、（１５５．２、１５５．３、１５５．４）．
ＧＰＣ（ポリスチレン基準：溶離液 テトラヒドロフラン）
数平均分子量 ：１７００
重量平均分子量 ：２６７１
分散度 ：１．５７
【００７５】
実施例４（ポリプロピレンカーボネートの合成）
圧力調整装置、温度調整装置、温度計、滴下装置及び撹拌措置を備えたガラス製反応容器に、１，３−プロパンジオールジアセテート５００ｍｇ（３．１ｍｍｏｌ）とジメチルカーボネート１１２５ｍｇ（１２．５ｍｍｏｌ）を混合し、３０℃に保ったままカンジダ・アンタークティカ（Candida antarctica）由来のリパーゼ２５ｍｇ（Ｎｏｖｏｚｙｍ ４３５（商品名）；ノボザイム社製）を加え、同温度で７２時間攪拌して反応させた。反応混合物を濾過し、得られた濾液を減圧濃縮して油状物質２００ｍｇを得た。次いでこの油状物質を５０℃に保ったままカンジダ・アンタークティカ（Candida antarctica）由来のリパーゼ１０ｍｇ（Ｎｏｖｏｚｙｍ ４３５（商品名）；ノボザイム社製）を加え、反応系内圧力を１０ｋＰａ（７５ｍｍＨｇ）に減圧して同温度で１４時間攪拌して反応させた。反応終了後、得られた反応溶液にテトラヒドロフラン２ｍＬを加え、ろ過後、得られた濾液を減圧濃縮にて溶媒を除去したところ、目的物のポリプロピレンカーボネート２００ｍｇを白色固体として得た。
得られたポリプロピレンカーボネートの物性値は、以下の通りであった。
【００７６】
ＧＰＣ（ポリスチレン基準：溶離液 テトラヒドロフラン）
数平均分子量 ：１４６２
重量平均分子量 ：２７４６
分散度 ：１．８８
【００７７】
実施例５（ポリエチレンカーボネートの合成）
圧力調整装置、温度調整装置、温度計、滴下装置及び撹拌措置を備えたガラス製反応容器に、１，２−エタンジオールジアセテート８２０ｍｇ（５．６ｍｍｏｌ）と１，２−ビス（メトキシカルボニルオキシ）エタン１０００ｍｇ（５．６ｍｍｏｌ）を混合し、３０℃に保ったままカンジダ・アンタークティカ（Candida antarctica）由来のリパーゼ４１ｍｇ（Ｎｏｖｏｚｙｍ ４３５（商品名）；ノボザイム社製）を加え、同温度で３時間攪拌して反応させた。次いで反応系内圧力を０．１ｋＰａ（１ｍｍＨｇ）に減圧して７０℃で６時間攪拌して反応させた。反応終了後、得られた反応溶液にテトラヒドロフラン５ｍＬを加え、ろ過後、得られた濾液を減圧濃縮にて溶媒を除去したところ、目的物のポリエチレンカーボネート８７７ｍｇを白色固体として得た。
得られたポリエチレンカーボネートの物性値は、以下の通りであった。
【００７８】
ＩＲ（液膜，ｃｍ−１）；１７４７．５（ｃａｒｂｏｎａｔｅ；Ｃ＝Ｏ）.
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，δ（ｐｐｍ））； ４．２２−４．２７（２Ｈ，ｍ）、４．３６−４．３８（２Ｈ，ｍ）．
１３Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，δ（ｐｐｍ））；（６５．３、６５．４、６５．５、６５．６）、（１５４．７、１５４．８、１５４．９、１５５．０）．
ＧＰＣ（ポリスチレン基準：溶離液 テトラヒドロフラン）
数平均分子量 ：１４５１
重量平均分子量 ：２７２３
分散度 ：１．８８
【００７９】
実施例６（ポリプロピレンカーボネートの合成）
圧力調整装置、温度調整装置、温度計、滴下装置及び撹拌措置を備えたガラス製反応容器に、１，３−プロパンジオールジアセテート４１７ｍｇ（２．６ｍｍｏｌ）と１，３−ビス（メトキシカルボニルオキシ）プロパン５００ｍｇ（２．６ｍｍｏｌ）を混合し、５０℃に保ったままカンジダ・アンタークティカ（Candida antarctica）由来のリパーゼ２５ｍｇ（Ｎｏｖｏｚｙｍ ４３５（商品名）；ノボザイム社製）を加え、反応系内圧力を０．１ｋＰａ（１ｍｍＨｇ）に減圧して５０℃で７２時間攪拌して反応させた。反応終了後ＧＰＣ測定を行った。
得られたポリプロピレンカーボネートの物性値は、以下の通りであった。
ＧＰＣ（ポリスチレン基準：溶離液 テトラヒドロフラン）
数平均分子量 ：１４０７
重量平均分子量 ：２４１１
分散度 ：１．７１
【００８０】
実施例７（共重合体の合成：ポリ（プロピレンカーボネート−co−ブチレンカーボネート））
圧力調整装置、温度調整装置、温度計、滴下装置及び撹拌措置を備えたガラス製反応容器に、１，３−プロパンジオールジアセテート６７４ｍｇ（４．２ｍｍｏｌ）と１，４−ビス（メトキシカルボニルオキシ）ブタン８６８ｍｇ（２．６ｍｍｏｌ）を混合し、５０℃に保ったままカンジダ・アンタークティカ（Candida antarctica）由来のリパーゼ３８ｍｇ（Ｎｏｖｏｚｙｍ ４３５（商品名）；ノボザイム社製）を加え、反応系内圧力を３０ｋＰａ（２２５ｍｍＨｇ）に減圧して同温度で６時間攪拌して反応させた。次いで反応系内圧力を９．５ｋＰａ（７１ｍｍＨｇ）に減圧して７０℃で８時間攪拌して反応させた。反応終了後、得られた反応溶液にテトラヒドロフラン５ｍＬを加え、ろ過後、得られた濾液を減圧濃縮にて溶媒を除去したところ、目的物の共重合体（ポリ（プロピレンカーボネート−co−ブチレンカーボネート））８６３ｍｇを油状物質として得た。
得られた共重合体（ポリ（プロピレンカーボネート−co−ブチレンカーボネート））の物性値は、以下の通りであった。
【００８１】
ＩＲ（液膜，ｃｍ−１）；１７４４．７（ｃａｒｂｏｎａｔｅ；Ｃ＝Ｏ）.
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，δ（ｐｐｍ））；１．７３−１．８２（ｍ）、２．０１−２．０９（ｍ）、４．１６−４．３１（ｍ）．
１３Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，δ（ｐｐｍ））；（２５．０、２５．１、２５．２、２５．４）、（２８．０、２８．０、２８．８、２８．９）、（６４．２、６４．３、６４．５、６４．６、６５．０）、（６７．３、６７．４、６７．５）．（１５４．９、１５５．０、１５５．２、１５５．４）．
ＧＰＣ（ポリスチレン基準：溶離液 テトラヒドロフラン）
数平均分子量 ：１８２４
重量平均分子量 ：３１３４
分散度 ：１．７２
【００８２】
実施例８（共重合体の合成：ポリ（エチレンカーボネート−co−ヘキサメチレンカーボネート））
圧力調整装置、温度調整装置、温度計、滴下装置及び撹拌措置を備えたガラス製反応容器に、１，６−ヘキサンジオールジアセテート６８１ｍｇ（３．４ｍｍｏｌ）と１，２−ビス（メトキシカルボニルオキシ）エタン６００ｍｇ（３．４ｍｍｏｌ）を混合し、３０℃に保ったままカンジダ・アンタークティカ（Candida antarctica）由来のリパーゼ３４ｍｇ（Ｎｏｖｏｚｙｍ ４３５（商品名）；ノボザイム社製）を加え、同温度で３時間攪拌して反応させた。次いで反応系内圧力を０．１ｋＰａ（１ｍｍＨｇ）に減圧して７０℃で６時間攪拌して反応させた。反応終了後、得られた反応溶液にテトラヒドロフラン５ｍＬを加え、ろ過後、得られた濾液を減圧濃縮にて溶媒を除去したところ、目的物の共重合体（ポリ（エチレンカーボネート−co−ヘキサメチレンカーボネート））５２４ｍｇを白色固体として得た。
得られたポリ（エチレンカーボネート−co−ヘキサメチレンカーボネート）の物性値は、以下の通りであった。
【００８３】
ＩＲ（液膜，ｃｍ−１）；１７４５．５（ｃａｒｂｏｎａｔｅ；Ｃ＝Ｏ）.
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，δ（ｐｐｍ））；１．４０−１．４３（ｍ）、１．６７−１．６８（ｍ）、４．１０−４．１６（ｍ）、４．３５−４．５３（ｍ）．
１３Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，δ（ｐｐｍ））；（２５．３，２５．４）、（２８．５，２８．６）、（６５．１，６５．２，６５．５，６５．６）、１５５．０、１５５．４.
ＧＰＣ（ポリスチレン基準：溶離液 テトラヒドロフラン）
数平均分子量 ：４９７３
重量平均分子量 ：８４５９
分散度 ：１．７０
【００８４】
比較例１（カーボネート化合物に対するアルコールとエステルの反応速度の比較）
ｎ−ブチルアルコールとジメチルカーボネートとからｎ−ブチルメチルカーボネートを合成する反応初速度（Ｖ１）と酢酸ｎ−ブチルとジメチルカーボネートからｎ−ブチルメチルカーボネートを合成する反応初速度（Ｖ２）を、以下に示す同一の反応条件下にて測定を行い、反応速度の比較を行なった。
攪拌装置を備えた内容積１０ｍｌのガラス製反応容器に、ｎ−ブチルアルコール１．００ｇ（１３．５ｍｍｏｌ）、ジメチルカーボネート５．６８ｍｌ（６７．４ｍｍｏｌ）、及びカンジダ・アンタークティカ（Candida antarctica）由来のリパーゼ５０．４ｍｇ（Ｎｏｖｏｚｙｍ ４３５（商品名）；ノボザイム社製）を混合し、攪拌しながら３０℃の恒温槽内で１時間反応させた。同様に、酢酸ｎ−ブチル１．０１ｇ（８．６９ｍｍｏｌ）、ジメチルカーボネート３．６３ｍｌ（４３．１ｍｍｏｌ）、及びカンジダ・アンタークティカ（Candida antarctica）由来のリパーゼ５０．５ｍｇ（Ｎｏｖｏｚｙｍ ４３５（商品名）；ノボザイム社製）を混合し、攪拌しながら３０℃の恒温槽内で１時間反応させた。反応終了後、反応液をガスクロマトグラフィーにて分析（内部標準法）したところ、ｎ−ブチルアルコールを用いた場合は０．９９７ｇのｎ−ブチルアルコールが残存していた（転化率０．３％、Ｖ1＝０．０１３４μｍｏｌ／ｍｉｎ・ｍｇ）。酢酸ｎ−ブチルを用いた場合は０．９６７ｇの酢酸ｎ−ブチルが残存しいていた（転化率４．３％、Ｖ２＝０．１２２μｍｏｌ／ｍｉｎ・ｍｇ）。結果はＶ２／Ｖ１＝９であった。
【００８５】
上記実施例より、本発明の製造方法は、加水分解酵素を失活させることなく、良好な重合度のポリアルキレンカーボネート化合物を合成することが出来る方法である。そのため、従来に比べ加水分解酵素の使用量を低減させることが可能となり、環境への負荷が低い製造方法である。
【００８６】
また、従来、オリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造において、アルキレンジオール化合物とカーボネート化合物とのエステル交換反応速度は、アルキレンジアシレート化合物とカーボネート化合物とのエステル交換速度より著しく速いというこれまでの化学常識を覆し、比較例１の結果から、本発明の方法ではこの常識と異なる結果、すなわち、ジアシレート化合物とカーボネート化合物のエステル交換反応の方が、反応速度が速いことから、本発明の製造方法は、従来に比べ製造時間が短縮できる、より効率的な方法である。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、加水分解酵素存在下、アルキレンジオールジアシレート化合物とカーボネート化合物とを用いたオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法に関する。本発明により、得られたオリゴアルキレンカーボネート化合物、又はポリアルキレンカーボネート化合物は、生分解性を有する、優れた機能性高分子材料として有用な化合物である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加水分解酵素を用いたアルキレンジオールジアシレート化合物とカーボネート化合物との反応によるオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法に関する。
【０００２】
本発明の方法により、製造されるオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物は、生分解性を有する、優れた高分子機能性材料として有用な化合物である。
【背景技術】
【０００３】
従来より、オリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物は、優れた生分解性に加え、高い生体への安全性から、例えば、医薬品や香粧品分野における徐放性薬剤の基材等としての利用をはじめ、機能性或いは、高性能有機材料分野等、高分子素材として様々な分野での使用が期待されている。
【０００４】
オリゴアルキレンカーボネート化合物、又はポリアルキレンカーボネート化合物を得る方法としては、古くから、ホスゲンとジオール化合物とから製造する方法が広く知られている。しかし、有毒なホスゲンを用い、ハロゲン化合物を廃棄物として副生しながら製造するため、別の製造方法が望まれてきた。
また近年、加水分解酵素を用いた重合反応により、アルキレンジオール化合物とカーボネート化合物とを酵素を用いて反応させる方法についても報告されている（例えば、特許文献１、非特許文献１、及び非特許文献２参照）。
これらの酵素を用いる方法は、多くの場合、大量の酵素を用いて反応が行なわれている。その理由として、この酵素反応において、基質であるアルコール、または副生するアルコール化合物により、酵素は、失活しやすいことが一般的に知られており、例えば、Ｃ．ａｎｔａｒｃｔｉｃａからのリパーゼは、グリセロールにより阻害されるということも既に報告されている（例えば、特許文献２参照）。更に同文献では、第二級アルコールを初期反応混合物に含まないことが好ましいとも記載されている。従って、アルキレンジオール化合物とカーボネート化合物とから、ポリ（アルキレンカーボネート）化合物を得るような重合反応においても同様に、原料のアルキレンジオール化合物や反応により副生するアルコール化合物は、酵素の変性剤となり、その活性を消失させる場合が多く、その結果、反応自体を止めてしまうことが分かっている。そのため、反応を十分に進行させるためには、この失活分を補うべく大量の酵素を適宜追加することが必要となるが、このような大量の薬品の使用、及び廃棄物を産出する方法は、工業的に好適な製造方法とはいい難かった。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−８０１６０号公報
【特許文献２】特表平０８−５０３８５０号公報
【非特許文献１】Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．，２０１，１６３２（２０００）
【非特許文献２】Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，４０，７９３４（２００７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、少量の加水分解酵素の存在下、アルキレンジオールジアシレート化合物とカーボネート化合物とから、簡便な操作で、速やかにオリゴアルキレンカーボネート化合物、又はポリアルキレンカーボネート化合物を収率良く取得することができる、工業的に優れ、かつ環境的負荷の少ない製造法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、加水分解酵素（特にリパーゼ）の存在下、アルキレンジオールジアシレート化合物とカーボネート化合物とのエステル交換反応によるオリゴアルキレンカーボネート、又はポリアルキレンカーボネート化合物を得る製造方法において、触媒を失活させず、安定に存在させることで、従来よりも少量の酵素の使用で、かつ反応速度の速い新規な工業的製造プロセスを見出し本発明に至った。
【０００８】
即ち、本発明の課題は、加水分解酵素の存在下、下記式（Ｉ）；
【０００９】
【化１】
【００１０】
（式中、Ｒ１は、炭素原子数１から１０のアルキル基、又は炭素原子数７から２０のアラルキル基を示し、置換基を有していても良い。Ｒ２は、炭素原子数１から２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキレン基、又は芳香環含有又は複素環含有アルキレン基を示し、置換基を有していても良い。）
で示されるアルキレンジオールジアシレート化合物と、下記式（ＩＩ）；
【００１１】
【化２】
【００１２】
（式中、Ｒ３とＲ４は、それぞれ独立して、炭素原子数１から１０のアルキル基、又は炭素原子数７から２０のアラルキル基、又はアリール基を示し、置換基を有していても良い。）
又は、式（ＩＩＩ）；
【００１３】
【化３】
【００１４】
（式中、Ｒ６は、炭素原子数１から２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキレン基、又は芳香環含有又は複素環含有アルキレン基を示し、置換基を有していても良い。Ｒ５とＲ７は、それぞれ独立して、炭素原子数１から１０のアルキル基、又は炭素原子数７から２０のアラルキル基、又はアリール基を示し、置換基を有していても良い。更に、Ｒ５とＲ７が一緒になって環を形成してもよい。）
で示されるジカーボネート化合物とを反応させることを特徴とする、下記式（ＩＶ）；
【００１５】
【化４】
【００１６】
（式中、Ｒ２は、前記と同義である。また、Ｘ及びＹは、互いに同一又は異なっていても良く、前記と同義のＲ１、ＯＲ３、又はＯＲ４から、それぞれ一つ選ばれる。ｎは重合度を表わし、２以上の整数を示す。）
又は、式（Ｖ）；
【００１７】
【化５】
【００１８】
（式中、Ｘ’及びＹ’は、互いに同一又は異なっていても良く、Ｒ１、ＯＲ５、又はＯＲ７から、それぞれ一つ選ばれる。また、Ａ及びＢは、互いに同一又は異なっていても良く、前記と同義のＲ２、又はＲ６から、それぞれ一つ選ばれる。ｎ’は重合度を表わし、１以上の整数を示す。）
で示される、オリゴアルキレンカーボネート、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法によって解決される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、加水分解酵素存在下、アルキレンジオールジアシレート化合物とカーボネート化合物とから穏和な条件下、簡便かつ工業的に好適な方法によって、様々なアルキレン基の組み合わせのオリゴアルキレンカーボネート、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造が可能となった。
また、本発明の製造方法により、アルキレンジオールジアシレート化合物を使用することで、反応中に酵素に変性作用を及ぼすアルコール化合物が副生しないため、従来問題であった酵素の失活を回避し、酵素を安定に存在させることが可能になった。その結果、重合反応を長期間行なうことが可能になり、様々な重合度のオリゴアルキレンカーボネート、及びポリアルキレンカーボネート化合物を得ることが可能となった。
更に本発明で副生するエステル化合物は、従来の原料としてジオール化合物を使用した場合に副生するアルコール化合物よりも、低沸点であるという点から反応系外への除去操作は有利である。そこで、副生するアルコール化合物を反応系から除去することで、可逆反応である本反応の平衡が目的物の生成方向へ移動し、速やかに反応が進行することを見出し、これを利用して、短い反応時間、かつ少量の酵素の使用でオリゴアルキレンカーボネート、及びポリアルキレンカーボネート化合物を得ることが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、有機溶媒の存在下、又は非存在下、加水分解酵素、式（Ｉ）で示されるアルキレンジオールジアシレート化合物（化合物（Ｉ））、及び式（ＩＩ）で示されるカーボネート化合物（化合物（ＩＩ））とを混合し、アルキレン基；Ｒ２を有する、式（ＩＶ）で示されるオリゴアルキレンカーボネート、又はポリアルキレンカーボネート化合物を得る、反応式〔１〕；
【００２１】
【化６】
【００２２】
（式中、Ｒ１からＲ４、Ｘ、Ｙ及びｎは、前記と同義である。また、Ｚは、前記と同義のＲ３又はＲ４から選ばれる。）
又は、化合物（ＩＩ）の代わりに、式（ＩＩＩ）で示されるアルキレンジオールジカーボネート化合物（化合物（ＩＩＩ））を用いて、反応式〔１〕と同様の反応を行い、アルキレン基；Ｒ２及びＲ６を有する、式（Ｖ）で示されるオリゴアルキレンカーボネート、又はポリアルキレンカーボネート化合物を得る、反応式〔２〕；
【００２３】
【００２４】
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ａ、Ｂ、Ｘ'、Ｙ'、及びｎ’は、前記と同義である。また、Ｗは、前記と同義のＲ５又はＲ７から一つ選ばれる。）
で示される、２つの重合反応により行なわれる。
また、本発明の前記重合反応は、次の２つの操作方法にて行なわれる。
【００２５】
（方法１；ワンポット合成法）方法１は、以下の２つの工程により行なわれる。
第一工程：有機溶媒存在下、又は非存在下、加水分解酵素、化合物（Ｉ）、化合物（ＩＩ）又は化合物（ＩＩＩ）とを撹拌等により混合しながら、例えば、化合物（ＩＩ）が除去されない程度の減圧下、及び／又は加熱条件下にて、反応により生じる式（ＶＩ）で示されるエステル化合物（化合物（ＶＩ））を除去しながら、目的物である式（ＩＶ）、又は式（Ｖ）で示されるオリゴアルキレンカーボネート、又はポリアルキレンカーボネート化合物を含む反応溶液を得る。
第二工程：引き続き、第一工程にて得られた反応溶液を、第一工程より高い減圧下、及び／又は高い加熱条件下、反応により生じる式（ＶＩ）で示されるエステル化合物を除去しながら重合反応を行い、目的とする当該オリゴアルキレンカーボネート化合物、又はポリアルキレンカーボネートを合成する。
【００２６】
（方法２；段階合成法）方法２は、以下の２つの工程により行なわれる。
第一工程：方法１、第一工程と同様の反応条件、反応操作を行い、反応終了後、目的とする当該オリゴアルキレンカーボネート化合物、又はポリアルキレンカーボネートの単離取得を行なう。
第二工程：有機溶媒存在下、又は非存在下、加水分解酵素、第一工程にて得られたポリアルキレンカーボネート化合物又はオリゴアルキレンカーボネート化合物、化合物（ＩＩ）又は化合物（ＩＩＩ）とを混合し、方法１、第二工程と同様の反応条件下にて重合反応を行い、さらに重合度の高い当該オリゴアルキレンカーボネート化合物、又はポリアルキレンカーボネートを合成する。
【００２７】
本発明の反応において、原料のアルキレンジオールジアシレート化合物（化合物（Ｉ））は、前記反応式中の式（Ｉ）で示される。
式（Ｉ）において、Ｒ１は、炭素原子数１から１０のアルキル基、又は炭素原子数７〜２０のアラルキル基を示し、置換基を有していても良い。
【００２８】
式（Ｉ）中、Ｒ１におけるアルキル基としては、炭素原子数１〜１０の直鎖状、又は炭素原子数３〜１０の分岐鎖状又は環状のアルキル基を示し、直鎖状のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、及びデシル基が挙げられ、分岐状のアルキル基としては、イソプロピル基、イソブチル基、及びアミル基等が挙げられる。環状のアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、及びシクロデシル基等が挙げられる。なお、これらの基は、各種異性体を含む。
【００２９】
Ｒ１におけるアルキル基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、ハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子）；メトキシル基、エトキシル基、プロポキシル基、ブトキシル基等の炭素原子数１〜４のアルコキシル基（各種異性体を含む）；アミノ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基等のジアルキルアミノ基（各種異性体を含む）；シアノ基；ニトロ基等が挙げられるが、好ましくはフッ素原子、塩素原子、アミノ基、及びジアルキルアミノ基である。これらの置換基は、前記アルキル基に対して、１種以上有していてもよい。
置換基を有するアルキル基の具体例としては、３−メチルシクロブチル基、３−エチルシクロペンチル基、１−フルオロシクロプロピル基、２−クロロシクロプロピル基、３−フルオロシクロブチル基、２−クロロシクロブチル基、２−メトキシシクロプロピル基、３−アミノシクロペンチル基、４−ジメチルアミノシクロヘキシル基、２−クロロシクロヘキシル基、２，２−ジクロロシクロヘキシル基、２−シアノシクロヘキシル基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、及び２―トリフルオロエチル基等が挙げられる。
【００３０】
式（Ｉ）中、Ｒ１におけるアラルキル基としては、例えば、ベンジル基、１−ナフチルメチル基、２−ナフチルメチル基、フェネチル基、フェニルプロピル基及びフェニルブチル基等の炭素原子数１〜６のアルキル基にフェニル基、ナフチル基、アントリル基、或いはフェナントリル基が置換した炭素原子数７〜２０のアラルキル基が挙げられる。
【００３１】
Ｒ１におけるアラルキル基は、アリール基上、又はアルキル鎖上に置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等の炭素原子数１〜４のアルキル基（各種異性体を含む）；ハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子）；メトキシル基、エトキシル基、プロポキシル基、ブトキシル基等の炭素原子数１〜４のアルコキシル基（各種異性体を含む）；メチレンジオキシ基等の炭素原子数１〜４のアルキレンジオキシ基、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、及びニトロ基が挙げられる。なお、これらの置換基は、前記アラルキル基に対して、１種以上有していてもよい。
アラルキル基の具体的としては、２−メチルベンジル基、３，４−ジメチルベンジル基、２−フルオロベンジル基、３−クロロベンジル基、３，４−ジクロロベンジル基、４−ブロモベンジル基、４−ヨードベンジル基、４−メトキシベンジル基、３，４−ジメトキシベンジル基、４−イソプロポキシベンジル基、３，４−メチレンジオキシベンジル基、２−ニトロベンジル基、２−（４−フルオロフェニル）プロピル基、１−（３−メチルナフチル）メチル基、及び２−（１，３−ジメチルナフチル）メチル基等が挙げられる。
【００３２】
Ｒ１として、好ましくは、炭素原子数１〜４の直鎖状のアルキル基、イソプロピル基、イソブチル基、及び炭素原子数３〜６の環状のアルキル基、３−メチルシクロブチル基、１−フルオロシクロプロピル基、２−クロロシクロブチル基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、及び２―トリフルオロエチル基、ベンジル基、１−ナフチルメチル基、２−ナフチルメチル基、１−フェネチル基、２−フェネチル基、３−フェニルプロピル基、及び３−フェニルブチル基等の炭素原子数１〜４のアルキル基にアリール基が置換したアラルキル基、より好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、及びシクロプロピル基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、２―トリフルオロエチル基、ベンジル基、２−メチルベンジル基、２−フルオロベンジル基、３−クロロベンジル基、３，４−ジクロロベンジル基、４−メトキシベンジル基、３，４−ジメトキシベンジル基、３，４−メチレンジオキシベンジル基、２−ニトロベンジル基、１−（３−メチルナフチル）メチル基、及び２−（１，３−ジメチルナフチル）メチル基である。
【００３３】
本発明の反応式中の式（Ｉ）で示されるアルキレンジオールジアシレート化合物において、Ｒ２は、置換基を有していても良い、炭素原子数１から２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキレン基、芳香環含有又は複素環含有のアルキレン基を示す。
Ｒ２におけるアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、ヘキサメチレン基、ドデカメチレン基等の飽和の直鎖状アルキレン基；例えば、下記の式にも示されるような、２−ブテン基（式（ＶＩＩ））、２−ブチン基（式（ＶＩＩＩ））、２，４−ヘキサジエン基（式（ＩＸ））等の不飽和結合を有する直鎖状アルキレン基、２−メチル−１，３−プロピレン基（式（Ｘ））、２，２−ジメチル−１，３−プロピレン基、２−メチル−２−エチル−１，３−プロピレン基（式（ＸＩ））、２−シクロプロピル−１，３−プロピレン基（式（ＸＩＩ））、２−シクロペンチル−１，３−プロピレン基等の飽和の分岐状アルキレン基；２−メチル−１，４−ブチル−２−エン基（式（ＸＩＩＩ））等の不飽和結合を有する分岐状アルキレン基、及びシクロブチレン基、シクロへキサメチレン基（式（ＸＩＶ））等の飽和の環状アルキレン基；１，４−シクロへキサ−２−エン基（式（ＸＶ））、１，４−シクロへキサ−２、５−ジエン基等の不飽和結合を有する環状アルキレン基を示す。
なお、不飽和結合を含有するアルキレン基において、不飽和結合は、結合末端部分以外の炭素原子と形成することが出来、分岐状、及び環状のアルキレン基の場合、各種異性体を含む。
【００３４】
【化７】
【００３５】
（式中の波線は、酸素原子との結合部位を示す。また、式（ＸＩＶ）は結合の位置を限定しないことを示す。）
【００３６】
Ｒ２における芳香環又は複素環含有アルキレン基としては、例えば、下記式にも示されるような、１，４−ビス（アルキレン）フェニル基（式（ＸＶＩ））、１，１’−ビス（アルキレン）ビフェニル基、２，６−ビス（アルキレン）ナフチル基（式（ＸＶＩＩ））等の芳香環を含有するアルキレン基；２，５−ビス（アルキレン）ピリジル基（式（ＸＶＩＩＩ））、１，４−ビス（アルキレン）チオフェニル基（式（ＸＩＸ））等の芳香族性の複素環を含有するアルキレン基；１，４−ビス（アルキレン）ピペリジル基式(ＸＸ)）、２，３−ビス（アルキレン）エポキシル基、（式(ＸＸＩ)）等の脂環式の複素環を含有するアルキレン基が挙げられる。なお、式（ＸＶＩ）〜式（ＸＸＩ）中、Ｌ，Ｍは、前記と同義の飽和、又は不飽和結合を含有する直鎖状、分岐鎖状又は環状アルキレン基から、それぞれひとつ選ばれ、ｌ、ｍは、前記Ｌ又はＭの個数を示し、それぞれ、０又は１〜３の整数を示すが、その際、芳香環含有又は複素環含有アルキレン基としての総炭素原子数は、２０を超えない。なお、芳香環含有又は複素環含有アルキレン基において、芳香環、複素環、及び式（ＸＶＩ）〜式（ＸＸＩ）のＬ，Ｍにおける不飽和結合は、結合末端部分以外の炭素原子と形成することが出来、分岐状、及び環状のアルキレン基の場合、各種異性体を含む。
【００３７】
【化８】
【００３８】
（式中の波線は、酸素原子との結合部位を示す。Ｌ、Ｍは、直鎖状、分岐鎖状、又は環状の飽和、又は不飽和のアルキレン基から、それぞれひとつ選ばれ、ｌ、ｍは、置換基Ｌ又はＭの個数を示し、それぞれ０又は１〜３の整数を示す。）
これらのアルキレンジオールジアシレート化合物のうち、市販品がないものについては、例えば、対応するジオール化合物を入手し、アシル化する等により別途合成する。また、対応するジオール化合物のうち、市販品がないものについては、例えば、対応するジアルデヒド化合物、ジカルボン酸化合物又はジカルボン酸エステル化合物を入手し、ヒドリド還元するか、或いは、対応するアルキレンハライド化合物を入手し加水分解する等によって別途合成・用意する。
【００３９】
式（Ｉ）中、Ｒ２におけるアルキレン基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、ハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子）；メトキシル基、エトキシル基、プロポキシル基、ブトキシル基等の炭素原子数１から４のアルコキシル基（各種異性体を含む）；アミノ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基等の炭素原子数１から３のアルキル基を有するジアルキルアミノ基（各種異性体を含む）；シアノ基、ニトロ基、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ビニル基、アリル基、及びプロパルギル基等が挙げられるが、総炭素原子数は２０を超えない。好ましくはフッ素原子、塩素原子、アミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基である。
【００４０】
置換基を有するアルキレン基の具体例としては、２−メチルペンチレン基、２−フルオロペンチレン基、３−クロロペンチレン基、３−メトキシペンチレン基、３−アミノペンチレン基、２−ジメチルアミノペンチレン基、３−クロロヘキシレン基、３，４−ジクロロヘキシレン基、及び３−シアノヘキシレン基、２―シアノ−２−ブテン基、２―フルオロ−２−ブテン基、１，４−ビス（メチレン）テトラフルオロフェニル基、１，４−ビス（エチレン）−２−ニトロ−チオフェニル基等が挙げられる。
【００４１】
Ｒ２として、好ましくは、炭素原子数２から１２の飽和、又は不飽和結合を有する直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキレン基、及び炭素原子数４から２０の芳香環含有又は複素環含有アルキレン基、より好ましくは、炭素原子数２から１２の飽和、又は不飽和結合を有する直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキレン基である。
【００４２】
本発明の反応において、原料であるカーボネート化合物（化合物（ＩＩ））は、前記反応式中、式（ＩＩ）で示される。式（ＩＩ）において、式中、Ｒ３とＲ４は、同一又は相互に異なっていても良い、Ｒ１と同義のアルキル基及びアラルキル基、又はアリール基を示し、置換基を有していても良い。
【００４３】
式（ＩＩ）中、Ｒ３、Ｒ４における、置換基を有していても良い、アルキル基、及びアラルキル基は、前記Ｒ１記載の当該アルキル基、及びアラルキル基と同義である。
Ｒ３、Ｒ４におけるアリール基は、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、及びフェナントリル基等の炭素原子数６〜１４の芳香族炭化水素基が挙げられる。
Ｒ３、Ｒ４として、好ましくは、炭素原子数１〜４の直鎖状、及び炭素原子数３又は４の分岐鎖状又は環状のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、及びベンジル基、より好ましくは、Ｒ３、Ｒ４が同一で、かつメチル基、エチル基、フェニル基、及びベンジル基である。
【００４４】
本発明の反応において、カーボネート化合物（化合物（ＩＩＩ））は、前記反応式中、式（ＩＩＩ）で示される。式（ＩＩＩ）中、Ｒ６は、炭素原子数１から２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキレン基、及び芳香環含有又は複素環含有アルキレン基を示し、置換基を有していても良い。
Ｒ６の当該直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキレン基、及び芳香環含有又は複素環含有アルキレン基は、前記Ｒ２記載と同義である。
Ｒ６として、好ましくは、炭素原子数２から１２の飽和、又は不飽和結合を有する直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキレン基、及び炭素原子数４から２０の芳香環含有又は複素環含有アルキレン基、より好ましくは、炭素原子数２から１２の飽和、又は不飽和結合を有する直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキレン基である。
【００４５】
式（ＩＩＩ）中、Ｒ５とＲ７は、それぞれ独立して、炭素原子数１から１０のアルキル基、又は炭素原子数７から２０のアラルキル基、又はアリール基を示し、置換基を有していても良い。更に、Ｒ５、及びＲ７が、互いに結合して環状のカーボネート化合物を形成していても良い。
Ｒ５、及びＲ７の当該アルキル基、アラルキル基、及びアリール基は、前記Ｒ３、及びＲ４記載と同義のものを示す。また、環状カーボネート化合物としては、例えば、ジエチレンカーボネート等が挙げられる。
Ｒ５、及びＲ７として、好ましくは、炭素原子数１〜４の直鎖状、及び炭素原子数３又は４の分岐鎖状又は環状のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、ベンジル基、及びジエチレンカーボネート、より好ましくは、Ｒ３、Ｒ４が同一で、かつメチル基、エチル基、フェニル基、及びベンジル基である。
【００４６】
本発明の製造方法おいて、反応後、式（ＶＩ）或いは式（ＶＩ’）で示されるエステル化合物（化合物（ＶＩ）又は化合物（ＶＩ’））が生成する。反応式〔１〕、又は反応式〔２〕中、式（ＶＩ）又は式（ＶＩ’）における、Ｒ２は、前記と同義である。また、Ｚは、前記と同義のＲ３又はＲ４から選ばれ、Ｗは、前記と同義のＲ５又はＲ７から選ばれる。
【００４７】
本発明において、目的物あるオリゴアルキレンカーボネート化合物、又はポリアルキレンカーボネート化合物は、前記反応式中、式（ＩＶ）、及び式（Ｖ）としてそれぞれ示される。
式（ＩＶ）において、その末端基Ｘ及びＹは、互いに同一又は異なっていても良く、前記と同義のＲ１、ＯＲ３、又はＯＲ４から、それぞれ一つ選ばれる
式（Ｖ）において、Ａ及びＢは、Ｒ２、Ｒ６と同義で、その末端基Ｘ’及びＹ’は、互いに同一又は異なっていても良く、前記と同義のＲ１、ＯＲ５、又はＯＲ７から、それぞれ一つ選ばれる。ｎは重合度を表わし、２以上の整数を示す。
ここで、末端基；Ｘ、Ｙ、Ｘ’及びＹ’は、原料の仕込み比、反応条件によって左右されるが、多くの場合、Ｒ１を有するアシル基、又はＯＲ３、ＯＲ４、ＯＲ５又はＯＲ７を有するカーボネート基である。
【００４８】
本発明の反応において、反応中に微量の水を、例えば添加する等により存在させると、本発明の重合反応と加水分解が同時に進行するため、アシル基末端またはカーボネート末端基の一部が加水分解を受け、反応式〔１〕からは、以下の式（ＸＸＩＩ）で示されるオリゴアルキレンカーボネート化合物、又はポリアルキレンカーボネート化合物；
【００４９】
【化９】
【００５０】
（式中、Ｒ２は、前記と同義である。また、Ｘ’’は、前記と同義のＲ１、ＯＲ３、ＯＲ４、又はＯ−Ｒ２−ＯＨから選ばれる。ｎ’は重合度を表わし、１以上の整数を示す。）
、及び反応式〔２〕からは、以下の式（ＸＸＩＩＩ）で示されるオリゴアルキレンカーボネート化合物、又はポリアルキレンカーボネート化合物；
【００５１】
【化１０】
【００５２】
（式中、Ｙ’’は、Ｒ１、ＯＲ５、ＯＲ７、Ｏ−Ｒ２−ＯＨ、又はＯ−Ｒ６−ＯＨから選ばれる。また、Ａ、Ｂ、及びＧは、互いに同一又は異なっていても良く、前記と同義のＲ２、又はＲ６から、それぞれ一つ選ばれる。ｎ’は重合度を表わし、１以上の整数を示す。）
として、末端に水酸基を有する化合物（ＸＸＩＩ）又は、化合物（ＸＸＩＩ）を製造することが出来る。
また、これらの化合物は、試薬、又は触媒中に含まれる水分、あるいは系外から混入した微量の水分によっても生成することがある。
【００５３】
化合物（ＩＩ）及び化合物（ＩＩＩ）の使用量は、化合物（Ｉ）１モルに対して、好ましくは１．０〜１０モル、より好ましくは１．０５〜５モル、特に好ましくは１．１〜３モルである。
【００５４】
本発明で使用する加水分解酵素としては、例えば、プロテアーゼ、エステラーゼ、リパーゼ等が挙げられるが、好ましくは豚肝臓由来のエステラーゼ（PLE）、豚肝臓由来のリパーゼ（PPL）、酵母又は細菌から単離可能な微生物のリパーゼ、より好ましくは、バルクホルデリア・セパシア（シュードモナス・セパシア）(Burkholderia cepacia (Pseudomonas cepacia))を起源とするリパーゼ（例えば、Amano PS(アマノエンザイム社製)等）、カンジダ・アンタークティカ(Candida antarctica)を起源とするリパーゼ（例えば、Novozym 435(ノボザイム社製)等）、リゾムコール・ミエヘイ(Rhizomucor Miehei)を起源とするリパーゼ（例えば、Lipozyme RM IM(ノボザイム社製)等）、サーモマイセス・ラヌギノサス(Thermomyces lanuginosus)を起源とするリパーゼ（Lipase TL）、ムコール・ミエヘイ(Mucor Miehei)を起源とするリパーゼ（Lipase MM）、特に好ましくはCandida antarcticaを起源とするリパーゼが使用される。なお、これらの加水分解酵素は、天然の形又は固定化酵素として市販品をそのまま使用することが出来、単独又は二種以上を混合して使用しても良い。
【００５５】
前記の加水分解酵素は、天然の形又は固定化酵素として市販されているものを、化学的処理又は物理的処理を行った後に使用することも出来る。
前記化学的処理又は物理的処理方法としては、例えば、加水分解酵素を緩衝液に溶解させ（必要に応じて有機溶媒を存在させても良い）、これをそのまま、又は攪拌した後、凍結乾燥する等の方法が挙げられる。なお、ここでの凍結乾燥とは、例えば、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２２（８），１５６５−１５７１（２０００）記載の水溶液又は水分を含む物質を急速に氷点以下の温度で凍結させ、その凍結物の水蒸気圧以下に減圧して水を昇華させて除去し、物質を乾燥させる方法である。なお、当該処理によって、触媒活性（反応性や選択性等）を向上させることができる。
【００５６】
前記加水分解酵素の使用量は、化合物（Ｉ）１ｇに対して、好ましくは０．１〜１０００ｍｇ、より好ましくは、１〜２００ｍｇ、特に好ましくは１０〜１００ｍｇである。
【００５７】
本発明の反応は、有機溶媒中、又は無溶媒下にて行なうことが出来る。
本発明の反応において使用される有機溶媒としては、酵素を失活させない溶媒であれば特に限定されないが、脱水された溶媒を用いることが望ましい。
本発明の反応において使用される有機溶媒としては、例えば、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、シクロペンタン、シクロヘキサン及びシクロヘプタン等の脂肪族炭化水素類；ベンゼン、トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素類；ジエチルエーテル、t-ブチルメチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン及び１，４−ジオキサン等のエーテル類；アセトン及びメチルエチルケトン等のケトン類；アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類から選ばれる少なくとも一種が挙げられるが、好ましくはｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、トルエン、ジイソプロピルエーテル、t-ブチルメチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル又はテトラヒドロフラン、より好ましくは、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン、ジイソプロピルエーテル、t-ブチルメチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、及びアセトニトリル、特に好ましくはシクロヘキサン、トルエン、t-ブチルメチルエーテル、である。なお、これらの有機溶媒は、単独又は二種以上を混合して使用しても良い。
【００５８】
前記有機溶媒の使用量は、化合物（Ｉ）１ｇに対して、好ましくは２〜２００ｍＬ、より好ましくは、５〜５０ｍＬ、特に好ましくは２〜２０ｍＬである。
【００５９】
本発明の反応は、前記記載の方法１、及び方法２で示される２つの方法により行われる。いずれの方法においても、使用するそれぞれの酵素の特性に合わせ、失活しない範囲にて行うことが望ましい。反応溶液のｐＨは特に限定されないが、好ましくは、ｐＨ値５〜９、より好ましくは、ｐＨ値６〜８．５、特に好ましくは、ｐＨ値６．５〜８である。
【００６０】
また、本反応は可逆反応であり、化学平衡を生成物側へ移動させることで、反応が速やかに進行する。また、従来法の場合に副生するアルコールよりも、より沸点の低いエステル化合物（化合物（ＶＩ）、又は化合物（ＶＩ’））が副生する。
そこで、本発明の方法では、このエステル化合物を除去する操作を行いながら反応を行なうことが好ましい。
例えば、このような方法として、反応式〔１〕において、Ｒ１がメチル基、エチル基、又はプロピル基、Ｒ３及びＲ４が、メチル基、エチル基、プロピル基、及びブチル基からそれぞれ選ばれる場合、反応により生成するエステル化合物（化合物（ＶＩ））は、原料のカーボネート化合物（化合物（ＩＩ））より、沸点が低い。そこで、反応の際、反応温度、及び／又は減圧度を適宜調整することにより、エステル化合物（化合物（ＶＩ））を選択的に反応系外に除去することが可能となる。その結果、反応の平衡が生成系へと移動することで、本反応が速やかに進行することが可能となり、より短い反応時間で、より高分子量の式（ＩＶ）で示されるポリカーボネート化合物を得ることができる。また、除去したエステル化合物（化合物（ＶＩ））は、再度反応溶媒として使用することも出来る。
【００６１】
本発明の反応温度は、０〜１３０℃、より好ましくは１０〜９０℃、特に好ましくは４０〜７０℃にて行なわれる。
本発明の方法の第一工程、および第二工程の反応は、原料である化合物（Ｉ）、化合物（ＩＩ）又は化合物（ＩＩＩ）に対し、好ましくは、反応にて生じるエステル化合物（化合物（ＶＩ）又は化合物（ＶＩ’））が選択的に除去できるような、圧力条件を考慮した反応温度であり、より好ましくは、反応終了時に前記化合物（ＶＩ）又は化合物（ＶＩ’）が完全に除去されるような反応温度を適宜調節しながら実施することである。
【００６２】
本発明の方法１、及び方法２における反応圧力は、特に制限されず、常圧下又は減圧下のいずれの条件でも行なうことができる。
本発明の方法の第一工程、および第二工程の反応は、原料である化合物（Ｉ）、化合物（ＩＩ）又は化合物（ＩＩＩ）に対し、好ましくは、反応にて生じるエステル化合物（化合物（ＶＩ）又は化合物（ＶＩ’））が選択的に除去できるような、温度条件を考慮した０．１３ｋＰａ以上、１０１．３ｋＰａ未満（１ｍｍＨｇ以上７６０ｍｍＨｇ未満）内の反応圧力であり、より好ましくは反応終了時に前記化合物（ＶＩ）又は化合物（ＶＩ’）が完全に除去されるような反応温度を適宜調節しながら実施することである。
【００６３】
本発明の方法は、反応中の溶液を、例えば、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）等を用いて分析しながら行なうことができる。そこで、反応を適宜分析し、例えば、反応時間、反応温度等を調整しながら行なうことで、所望の分子量（重合度）のポリアルキレンカーボネート化合物を目的物として得ることもできる。また、同様の操作により、分子量が１０００以下のオリゴアルキレンカーボネート化合物を得ることも出来る。
【００６４】
本発明の反応によって得られる式（ＩＶ）又は式（Ｖ）で示されるオリゴアルキレンカーボネート化合物、又はポリアルキレンカーボネート化合物は、例えば、前記第二工程終了後、得られた反応物に、これらを溶解させるために前記反応の際に使用される有機溶媒と同義の有機溶媒を適量加え（又は、もし、使用した有機溶媒に溶解した状態であれば、そのまま）、次いでろ過により酵素もしくは固定化酵素を分離した後、得られた濾液を減圧下にて有機溶媒を除去することにより取得することが出来る。
【００６５】
本発明の製造装置は、特に制限されず、例えば、反応容器、加熱（冷却）装置等、一般的な製造装置にて行なうことができる。更に、反応容器からエステル化合物（化合物（ＶＩ）、及び化合物（ＶＩ’））を除去するために、例えば、蒸留装置、蒸留物の回収装置等を設けることが好ましく、反応圧力が調整できる装置を備えた製造装置を用いることがより好ましい。また、回収装置により、回収された蒸留物のうち、化合物（ＶＩ）及び／又は化合物（ＶＩ’）は、再度反応に使用することができる。
【００６６】
なお、得られたオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物（化合物（ＩＶ）又は化合物（Ｖ））は、晶析、再結晶、分液、抽出、及びカラムクロマトグラフィー等の一般的な方法によって、更に精製することも出来る。
【００６７】
本発明の方法にて得られたオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物（化合物（ＩＶ）、又は化合物（Ｖ））は、重量平均分子量１０００以上、及び分散度３．０以下であるため、高分子材料として成型が行い易い。また、ホスゲンを用いる従来法と比べ、ハロゲン化合物を含まない点で、化学的により安全な製品である。また、生分解性素を有することから環境的負荷の少ない高分子素材でもある。
【実施例】
【００６８】
次に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。なお、得られた目的物は、ＩＲ、ＮＭＲスペクトル分析等のほか、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ；使用カラム；ＴＳＫ ｇｅｌ Ｇ２０００ＨＸＬ（ＴＯＳＯＨ製）、及びＧＰＣ ＫＦ−８０４Ｌ（Ｓｈｏｄｅｘ製））を用いて、分子量測定を行った。
【００６９】
実施例１（ポリヘキサメチレンカーボネートの合成）
ディーンスターク蒸留装置、圧力調整装置、温度調整装置、温度計、滴下装置及び撹拌措置を備えたガラス製反応容器に、１，６−ヘキサンジオールジアセテート５０．００ｇ（０．２５ｍｏｌ）とジメチルカーボネート２２．２７ｇ（０．２５ｍｏｌ）を混合し、３０℃に保ったままカンジダ・アンタークティカ（Candida antarctica）由来のリパーゼ２．５０ｇ（Ｎｏｖｏｚｙｍ ４３５（商品名）；ノボザイム社製）を加え、同温度で６時間攪拌して反応させた。次に得られた混合物にジメチルカーボネート２２．２７ｇ（０．２５ｍｏｌ）を加え、５０℃で４８時間攪拌して反応させ、更に反応系内圧力を１３ｋＰａ（１００ｍｍＨｇ）に減圧して５０℃で１５時間、次いで７０℃で３２時間攪拌して反応させた（このときのｐＨをｐＨ計にて測定したところ、ｐＨ＝８．５を示した）。
反応終了後、得られた反応溶液にアセトニトリル２００ｍＬを加え、ろ過後、得られた濾液を減圧濃縮にて溶媒を除去したところ、目的物のポリヘキサメチレンカーボネート３３．７１ｇを白色固体として得た。
得られたポリヘキサメチレンカーボネートの物性値は、以下の通りであった。
【００７０】
ＩＲ（ＫＢｒ，ｃｍ−１）；１７４１．５（ｃａｒｂｏｎａｔｅ；Ｃ＝Ｏ）.
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，δ（ｐｐｍ））；１．４１−１．４２（４Ｈ，ｍ）、１．６７−１．７０（４Ｈ，ｍ）、４．１２−４．１４（４Ｈ，ｍ）.
１３Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，δ（ｐｐｍ））；２５．４、２８．５、６７．７、１５５．３.
元素分析；計算値（Ｃ７Ｈ１２Ｏ３）ｎ：Ｃ，５８．３１％；Ｈ，８．３７％
実測値：Ｃ，５８．０７％；Ｈ，８．２７％
融点：５７〜５８℃
ＧＰＣ（ポリスチレン基準：溶離液 テトラヒドロフラン）
数平均分子量 ：５１４２
重量平均分子量 ：１０４７１
分散度 ：２．０４
【００７１】
実施例２（ポリヘキサメチレンカーボネートの合成）
ディーンスターク蒸留装置、圧力調整装置、温度調整装置、温度計、滴下装置及び撹拌措置を備えたガラス製反応容器に、１，６−ヘキサンジオールジアセテート１５０．００ｇ（０．７４ｍｏｌ）とジメチルカーボネート１３３．６２ｇ（０．２５ｍｏｌ）を混合し、５０℃に保ったままカンジダ・アンタークティカ（Candida antarctica）由来のリパーゼ７．５０ｇ（Ｎｏｖｏｚｙｍ ４３５（商品名）；ノボザイム社製）を加え、同温度で４８時間攪拌して反応させた。次に同温度で、反応系内圧力を４時間かけて１０ｋＰａ（７５ｍｍＨｇ）に減圧して、同圧力で１０時間、次いで７０℃で９−１０ｋＰａ（６８ｍｍＨｇ〜７５ｍｍＨｇ）反応させた。（このときのｐＨをｐＨ試験紙にて測定したところ、ｐＨ＝６から７の範囲を呈色した）。
２０時間後、系内の一部をサンプリングし、アセトニトリルを加え、ろ過後、得られた濾液を減圧濃縮にて溶媒を除去したところ、目的物のポリヘキサメチレンカーボネートを白色固体として得た。
得られたポリヘキサメチレンカーボネートの物性値は、以下の通りであった。
【００７２】
ＩＲ（ＫＢｒ，ｃｍ−１）；１７４１．２（ｃａｒｂｏｎａｔｅ；Ｃ＝Ｏ）.
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，δ（ｐｐｍ））；１．３９−１．４５（４Ｈ，ｍ）、１．６６−１．７２（４Ｈ，ｍ）、４．１０−４．１５（４Ｈ，ｍ）.
１３Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，δ（ｐｐｍ））；２５．４、２８．６、６７．８、１５５．４.
ＧＰＣ（ポリスチレン基準：溶離液 テトラヒドロフラン）
数平均分子量 ：３１９４
重量平均分子量 ：７７２３
分散度 ：２．４２
【００７３】
実施例３（ポリブチレンカーボネートの合成）
圧力調整装置、温度調整装置、温度計、滴下装置及び撹拌措置を備えたガラス製反応容器に、１，４−ブタンジオールジアセテート２．００ｇ（１１．５ｍｍｏｌ）とジメチルカーボネート３．１０ｇ（３４．４ｍｍｏｌ）を混合し、５０℃に保ったままカンジダ・アンタークティカ（Candida antarctica）由来のリパーゼ１００ｍｇ（Ｎｏｖｏｚｙｍ ４３５（商品名）；ノボザイム社製）を加え、同温度で４５時間攪拌して反応させた。次に反応系内圧力を１０ｋＰａ（７５ｍｍＨｇ）に減圧して同温度で２４時間攪拌して反応させた。
反応終了後、得られた反応溶液にテトラヒドロフラン１０ｍＬを加え、ろ過後、得られた濾液を減圧濃縮にて溶媒を除去したところ、目的物のポリブチレンカーボネート２．０６ｇを白色固体として得た。
得られたポリブチレンカーボネートの物性値は、以下の通りであった。
【００７４】
ＩＲ（液膜，ｃｍ−１）；１７４４．０（ｃａｒｂｏｎａｔｅ；Ｃ＝Ｏ）.
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，δ（ｐｐｍ））;１．７３−１．８７（４Ｈ，ｍ）、４．１５−４．１８（４Ｈ，ｍ）．
１３Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，δ（ｐｐｍ））；（２５．１、２５．２）、（６７．３、６７，４）、（１５５．２、１５５．３、１５５．４）．
ＧＰＣ（ポリスチレン基準：溶離液 テトラヒドロフラン）
数平均分子量 ：１７００
重量平均分子量 ：２６７１
分散度 ：１．５７
【００７５】
実施例４（ポリプロピレンカーボネートの合成）
圧力調整装置、温度調整装置、温度計、滴下装置及び撹拌措置を備えたガラス製反応容器に、１，３−プロパンジオールジアセテート５００ｍｇ（３．１ｍｍｏｌ）とジメチルカーボネート１１２５ｍｇ（１２．５ｍｍｏｌ）を混合し、３０℃に保ったままカンジダ・アンタークティカ（Candida antarctica）由来のリパーゼ２５ｍｇ（Ｎｏｖｏｚｙｍ ４３５（商品名）；ノボザイム社製）を加え、同温度で７２時間攪拌して反応させた。反応混合物を濾過し、得られた濾液を減圧濃縮して油状物質２００ｍｇを得た。次いでこの油状物質を５０℃に保ったままカンジダ・アンタークティカ（Candida antarctica）由来のリパーゼ１０ｍｇ（Ｎｏｖｏｚｙｍ ４３５（商品名）；ノボザイム社製）を加え、反応系内圧力を１０ｋＰａ（７５ｍｍＨｇ）に減圧して同温度で１４時間攪拌して反応させた。反応終了後、得られた反応溶液にテトラヒドロフラン２ｍＬを加え、ろ過後、得られた濾液を減圧濃縮にて溶媒を除去したところ、目的物のポリプロピレンカーボネート２００ｍｇを白色固体として得た。
得られたポリプロピレンカーボネートの物性値は、以下の通りであった。
【００７６】
ＧＰＣ（ポリスチレン基準：溶離液 テトラヒドロフラン）
数平均分子量 ：１４６２
重量平均分子量 ：２７４６
分散度 ：１．８８
【００７７】
実施例５（ポリエチレンカーボネートの合成）
圧力調整装置、温度調整装置、温度計、滴下装置及び撹拌措置を備えたガラス製反応容器に、１，２−エタンジオールジアセテート８２０ｍｇ（５．６ｍｍｏｌ）と１，２−ビス（メトキシカルボニルオキシ）エタン１０００ｍｇ（５．６ｍｍｏｌ）を混合し、３０℃に保ったままカンジダ・アンタークティカ（Candida antarctica）由来のリパーゼ４１ｍｇ（Ｎｏｖｏｚｙｍ ４３５（商品名）；ノボザイム社製）を加え、同温度で３時間攪拌して反応させた。次いで反応系内圧力を０．１ｋＰａ（１ｍｍＨｇ）に減圧して７０℃で６時間攪拌して反応させた。反応終了後、得られた反応溶液にテトラヒドロフラン５ｍＬを加え、ろ過後、得られた濾液を減圧濃縮にて溶媒を除去したところ、目的物のポリエチレンカーボネート８７７ｍｇを白色固体として得た。
得られたポリエチレンカーボネートの物性値は、以下の通りであった。
【００７８】
ＩＲ（液膜，ｃｍ−１）；１７４７．５（ｃａｒｂｏｎａｔｅ；Ｃ＝Ｏ）.
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，δ（ｐｐｍ））； ４．２２−４．２７（２Ｈ，ｍ）、４．３６−４．３８（２Ｈ，ｍ）．
１３Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，δ（ｐｐｍ））；（６５．３、６５．４、６５．５、６５．６）、（１５４．７、１５４．８、１５４．９、１５５．０）．
ＧＰＣ（ポリスチレン基準：溶離液 テトラヒドロフラン）
数平均分子量 ：１４５１
重量平均分子量 ：２７２３
分散度 ：１．８８
【００７９】
実施例６（ポリプロピレンカーボネートの合成）
圧力調整装置、温度調整装置、温度計、滴下装置及び撹拌措置を備えたガラス製反応容器に、１，３−プロパンジオールジアセテート４１７ｍｇ（２．６ｍｍｏｌ）と１，３−ビス（メトキシカルボニルオキシ）プロパン５００ｍｇ（２．６ｍｍｏｌ）を混合し、５０℃に保ったままカンジダ・アンタークティカ（Candida antarctica）由来のリパーゼ２５ｍｇ（Ｎｏｖｏｚｙｍ ４３５（商品名）；ノボザイム社製）を加え、反応系内圧力を０．１ｋＰａ（１ｍｍＨｇ）に減圧して５０℃で７２時間攪拌して反応させた。反応終了後ＧＰＣ測定を行った。
得られたポリプロピレンカーボネートの物性値は、以下の通りであった。
ＧＰＣ（ポリスチレン基準：溶離液 テトラヒドロフラン）
数平均分子量 ：１４０７
重量平均分子量 ：２４１１
分散度 ：１．７１
【００８０】
実施例７（共重合体の合成：ポリ（プロピレンカーボネート−co−ブチレンカーボネート））
圧力調整装置、温度調整装置、温度計、滴下装置及び撹拌措置を備えたガラス製反応容器に、１，３−プロパンジオールジアセテート６７４ｍｇ（４．２ｍｍｏｌ）と１，４−ビス（メトキシカルボニルオキシ）ブタン８６８ｍｇ（２．６ｍｍｏｌ）を混合し、５０℃に保ったままカンジダ・アンタークティカ（Candida antarctica）由来のリパーゼ３８ｍｇ（Ｎｏｖｏｚｙｍ ４３５（商品名）；ノボザイム社製）を加え、反応系内圧力を３０ｋＰａ（２２５ｍｍＨｇ）に減圧して同温度で６時間攪拌して反応させた。次いで反応系内圧力を９．５ｋＰａ（７１ｍｍＨｇ）に減圧して７０℃で８時間攪拌して反応させた。反応終了後、得られた反応溶液にテトラヒドロフラン５ｍＬを加え、ろ過後、得られた濾液を減圧濃縮にて溶媒を除去したところ、目的物の共重合体（ポリ（プロピレンカーボネート−co−ブチレンカーボネート））８６３ｍｇを油状物質として得た。
得られた共重合体（ポリ（プロピレンカーボネート−co−ブチレンカーボネート））の物性値は、以下の通りであった。
【００８１】
ＩＲ（液膜，ｃｍ−１）；１７４４．７（ｃａｒｂｏｎａｔｅ；Ｃ＝Ｏ）.
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，δ（ｐｐｍ））；１．７３−１．８２（ｍ）、２．０１−２．０９（ｍ）、４．１６−４．３１（ｍ）．
１３Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，δ（ｐｐｍ））；（２５．０、２５．１、２５．２、２５．４）、（２８．０、２８．０、２８．８、２８．９）、（６４．２、６４．３、６４．５、６４．６、６５．０）、（６７．３、６７．４、６７．５）．（１５４．９、１５５．０、１５５．２、１５５．４）．
ＧＰＣ（ポリスチレン基準：溶離液 テトラヒドロフラン）
数平均分子量 ：１８２４
重量平均分子量 ：３１３４
分散度 ：１．７２
【００８２】
実施例８（共重合体の合成：ポリ（エチレンカーボネート−co−ヘキサメチレンカーボネート））
圧力調整装置、温度調整装置、温度計、滴下装置及び撹拌措置を備えたガラス製反応容器に、１，６−ヘキサンジオールジアセテート６８１ｍｇ（３．４ｍｍｏｌ）と１，２−ビス（メトキシカルボニルオキシ）エタン６００ｍｇ（３．４ｍｍｏｌ）を混合し、３０℃に保ったままカンジダ・アンタークティカ（Candida antarctica）由来のリパーゼ３４ｍｇ（Ｎｏｖｏｚｙｍ ４３５（商品名）；ノボザイム社製）を加え、同温度で３時間攪拌して反応させた。次いで反応系内圧力を０．１ｋＰａ（１ｍｍＨｇ）に減圧して７０℃で６時間攪拌して反応させた。反応終了後、得られた反応溶液にテトラヒドロフラン５ｍＬを加え、ろ過後、得られた濾液を減圧濃縮にて溶媒を除去したところ、目的物の共重合体（ポリ（エチレンカーボネート−co−ヘキサメチレンカーボネート））５２４ｍｇを白色固体として得た。
得られたポリ（エチレンカーボネート−co−ヘキサメチレンカーボネート）の物性値は、以下の通りであった。
【００８３】
ＩＲ（液膜，ｃｍ−１）；１７４５．５（ｃａｒｂｏｎａｔｅ；Ｃ＝Ｏ）.
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，δ（ｐｐｍ））；１．４０−１．４３（ｍ）、１．６７−１．６８（ｍ）、４．１０−４．１６（ｍ）、４．３５−４．５３（ｍ）．
１３Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，δ（ｐｐｍ））；（２５．３，２５．４）、（２８．５，２８．６）、（６５．１，６５．２，６５．５，６５．６）、１５５．０、１５５．４.
ＧＰＣ（ポリスチレン基準：溶離液 テトラヒドロフラン）
数平均分子量 ：４９７３
重量平均分子量 ：８４５９
分散度 ：１．７０
【００８４】
比較例１（カーボネート化合物に対するアルコールとエステルの反応速度の比較）
ｎ−ブチルアルコールとジメチルカーボネートとからｎ−ブチルメチルカーボネートを合成する反応初速度（Ｖ１）と酢酸ｎ−ブチルとジメチルカーボネートからｎ−ブチルメチルカーボネートを合成する反応初速度（Ｖ２）を、以下に示す同一の反応条件下にて測定を行い、反応速度の比較を行なった。
攪拌装置を備えた内容積１０ｍｌのガラス製反応容器に、ｎ−ブチルアルコール１．００ｇ（１３．５ｍｍｏｌ）、ジメチルカーボネート５．６８ｍｌ（６７．４ｍｍｏｌ）、及びカンジダ・アンタークティカ（Candida antarctica）由来のリパーゼ５０．４ｍｇ（Ｎｏｖｏｚｙｍ ４３５（商品名）；ノボザイム社製）を混合し、攪拌しながら３０℃の恒温槽内で１時間反応させた。同様に、酢酸ｎ−ブチル１．０１ｇ（８．６９ｍｍｏｌ）、ジメチルカーボネート３．６３ｍｌ（４３．１ｍｍｏｌ）、及びカンジダ・アンタークティカ（Candida antarctica）由来のリパーゼ５０．５ｍｇ（Ｎｏｖｏｚｙｍ ４３５（商品名）；ノボザイム社製）を混合し、攪拌しながら３０℃の恒温槽内で１時間反応させた。反応終了後、反応液をガスクロマトグラフィーにて分析（内部標準法）したところ、ｎ−ブチルアルコールを用いた場合は０．９９７ｇのｎ−ブチルアルコールが残存していた（転化率０．３％、Ｖ1＝０．０１３４μｍｏｌ／ｍｉｎ・ｍｇ）。酢酸ｎ−ブチルを用いた場合は０．９６７ｇの酢酸ｎ−ブチルが残存しいていた（転化率４．３％、Ｖ２＝０．１２２μｍｏｌ／ｍｉｎ・ｍｇ）。結果はＶ２／Ｖ１＝９であった。
【００８５】
上記実施例より、本発明の製造方法は、加水分解酵素を失活させることなく、良好な重合度のポリアルキレンカーボネート化合物を合成することが出来る方法である。そのため、従来に比べ加水分解酵素の使用量を低減させることが可能となり、環境への負荷が低い製造方法である。
【００８６】
また、従来、オリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造において、アルキレンジオール化合物とカーボネート化合物とのエステル交換反応速度は、アルキレンジアシレート化合物とカーボネート化合物とのエステル交換速度より著しく速いというこれまでの化学常識を覆し、比較例１の結果から、本発明の方法ではこの常識と異なる結果、すなわち、ジアシレート化合物とカーボネート化合物のエステル交換反応の方が、反応速度が速いことから、本発明の製造方法は、従来に比べ製造時間が短縮できる、より効率的な方法である。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、加水分解酵素存在下、アルキレンジオールジアシレート化合物とカーボネート化合物とを用いたオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法に関する。本発明により、得られたオリゴアルキレンカーボネート化合物、又はポリアルキレンカーボネート化合物は、生分解性を有する、優れた機能性高分子材料として有用な化合物である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機溶媒存在下、又は非存在下、加水分解酵素、下記式（Ｉ）で示されるアルキレンジオールジアシレート化合物；
【化１】
（式中、Ｒ１は、炭素原子数１から１０のアルキル基、又は炭素原子数７から２０のアラルキル基を示し、置換基を有していても良い。Ｒ２は、炭素原子数１から２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキレン基、又は芳香環含有又は複素環含有アルキレン基を示し、置換基を有していても良い。）
と、下記式（ＩＩ）で示されるカーボネート化合物；
【化２】
（式中、Ｒ３とＲ４は、それぞれ独立して、炭素原子数１から１０のアルキル基、又は炭素原子数７から２０のアラルキル基、又はアリール基を示し、置換基を有していても良い。）
とを反応させること特徴とする、下記式（ＩＶ）；
【化３】
（式中、Ｒ２は、前記と同義である。また、Ｘ及びＹは、互いに同一又は異なっていても良く、前記と同義のＲ１、ＯＲ３、又はＯＲ４から、それぞれ一つ選ばれる。ｎは重合度を表わし、２以上の整数を示す。）
で示されるオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法。
【請求項２】
有機溶媒存在下、又は非存在下、加水分解酵素、請求項１記載の式（Ｉ）で示されるアルキレンジオールジアシレート化合物、及び式（ＩＩＩ）で示されるカーボネート化合物；
【化４】
（式中、Ｒ６は炭素原子数１から２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキレン基、又は芳香環含有又は複素環含有アルキレン基を示し、置換基を有していても良い。Ｒ５とＲ７は、それぞれ独立して、炭素原子数１から１０のアルキル基、又は炭素原子数７から２０のアラルキル基、又はアリール基を示し、置換基を有していても良い。更に、Ｒ５とＲ７が一緒になって環を形成してもよい。）
とを反応させることを特徴とする、下記式（Ｖ）；
【化５】
（式中、Ｘ’及びＹ’は、互いに同一又は異なっていても良く、Ｒ１、ＯＲ５、又はＯＲ７から、それぞれ一つ選ばれる。また、Ａ及びＢは、互いに同一又は異なっていても良く、前記と同義のＲ２、又はＲ６から、それぞれ一つ選ばれる。ｎ’は重合度を表わし、１以上の整数を示す。）
で示されるオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法。
【請求項３】
反応により生じる式（ＶＩ）；
【化６】
（式中、Ｒ１は、前記と同義である。Ｚは、前記と同義のＲ３又はＲ４から選ばれる。）
又は、式（ＶＩ’）；
【化７】
（式中、Ｒ１は、前記と同義である。Ｗは、前記と同義のＲ５又はＲ７から選ばれる。）
で示されるエステル化合物を除去しながら行なう、請求項１及び請求項２記載の式（ＩＶ）又は式（Ｖ）で示されるオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３記載の方法にて得られる、重量平均分子量５００から１０００００を有することを特徴とする、式（ＩＶ）又は式（Ｖ）記載のオリゴアルキレンカーボネート化合物、又はポリアルキレンカーボネート化合物。
【請求項５】
請求項１から請求項３記載の方法にて得られる、数平均分子量５００から１０００００を有することを特徴とする、式（ＩＶ）又は式（Ｖ）記載のオリゴアルキレンカーボネート化合物、又はポリアルキレンカーボネート化合物。
【請求項６】
請求項１から請求項３記載の方法にて得られる、分子量分布３．０以下を有することを特徴とする、式（ＩＶ）又は式（Ｖ）記載のオリゴアルキレンカーボネート化合物、又はポリアルキレンカーボネート化合物。
【請求項７】
加水分解酵素が、プロテアーゼ、エステラーゼ又はリパーゼである、請求項１から請求項３記載のオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法。
【請求項８】
加水分解酵素が、リパーゼである、請求項１から３記載のオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法。
【請求項９】
リパーゼが、カンジダ・アンタークティカ（Candida antarctica）を起源とするリパーゼである、請求項８記載のオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法。
【請求項１０】
Ｒ１が、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、及びシクロプロピル基である、請求項１から請求項３記載のオリゴアルキレンカーボネート、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法。
【請求項１１】
Ｒ２が、炭素原子数２から１２の飽和、又は不飽和結合を有する直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキレン基、及び炭素原子数６から２０の芳香環含有又は複素環含有アルキレン基である請求項１から請求項３記載のオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法。
【請求項１２】
Ｒ３及びＲ４が、同一で、炭素原子数１〜４の直鎖状、及び炭素原子数３又は４の分岐鎖状又は環状のアルキル基である、請求項１から請求項３記載のオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法。
【請求項１３】
反応を有機溶媒中で行なう、請求項１から請求項３記載のオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法。
【請求項１４】
有機溶媒が、ニトリル類、エーテル類、ケトン類、エステル類、脂肪族炭化水素類及び芳香族炭化水素類からなる群より選ばれる１種以上の有機溶媒である、請求項１から３記載のオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法。
【請求項１５】
化合物（ＶＩ）または化合物（ＶＩ’）の留去が、０．１３ｋＰａ以上、１０１．３ｋＰａ未満の反応圧力にて、行われることを特徴とする、請求項３記載のオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法。
【請求項１６】
反応をｐＨ５から９で行なう、請求項１から請求項３記載のオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法。
【請求項１７】
反応溶液を、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）にて分析しながら反応を行なうことにより、所望の分子量（重合度）のポリアルキレンカーボネート化合物、又は分子量が１０００以下のオリゴアルキレンカーボネート化合物を得ること特徴とする、請求項１から請求項３記載のオリゴアルキレンカーボネート、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法。
【請求項１８】
反応中に微量の水が存在することを特徴とする、請求項１から請求項３記載のオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法。
【請求項１９】
請求項１の方法において、反応中に微量の水を存在させて得られる、下式（ＸＸＩＩ）で示されるオリゴアルキレンカーボネート化合物、又はポリアルキレンカーボネート化合物。
【化８】
（式中、Ｒ２は、前記と同義である。また、Ｘ’’は、前記と同義のＲ１、ＯＲ３、ＯＲ４、又はＯ−Ｒ２−ＯＨから選ばれる。ｎ’は重合度を表わし、１以上の整数を示す。）
【請求項２０】
請求項２の方法において、反応中に微量の水を存在させて得られる、下式（ＸＸＩＩＩ）で示されるオリゴアルキレンカーボネート化合物、又はポリアルキレンカーボネート化合物。
【化９】
（式中、Ｙ’’は、Ｒ１、ＯＲ５、ＯＲ７、Ｏ−Ｒ２−ＯＨ、又はＯ−Ｒ６−ＯＨから選ばれる。また、Ａ、Ｂ、及びＧは、互いに同一又は異なっていても良く、前記と同義のＲ２、又はＲ６から、それぞれ一つ選ばれる。ｎ’は重合度を表わし、１以上の整数を示す。）
【請求項１】
有機溶媒存在下、又は非存在下、加水分解酵素、下記式（Ｉ）で示されるアルキレンジオールジアシレート化合物；
【化１】
（式中、Ｒ１は、炭素原子数１から１０のアルキル基、又は炭素原子数７から２０のアラルキル基を示し、置換基を有していても良い。Ｒ２は、炭素原子数１から２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキレン基、又は芳香環含有又は複素環含有アルキレン基を示し、置換基を有していても良い。）
と、下記式（ＩＩ）で示されるカーボネート化合物；
【化２】
（式中、Ｒ３とＲ４は、それぞれ独立して、炭素原子数１から１０のアルキル基、又は炭素原子数７から２０のアラルキル基、又はアリール基を示し、置換基を有していても良い。）
とを反応させること特徴とする、下記式（ＩＶ）；
【化３】
（式中、Ｒ２は、前記と同義である。また、Ｘ及びＹは、互いに同一又は異なっていても良く、前記と同義のＲ１、ＯＲ３、又はＯＲ４から、それぞれ一つ選ばれる。ｎは重合度を表わし、２以上の整数を示す。）
で示されるオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法。
【請求項２】
有機溶媒存在下、又は非存在下、加水分解酵素、請求項１記載の式（Ｉ）で示されるアルキレンジオールジアシレート化合物、及び式（ＩＩＩ）で示されるカーボネート化合物；
【化４】
（式中、Ｒ６は炭素原子数１から２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキレン基、又は芳香環含有又は複素環含有アルキレン基を示し、置換基を有していても良い。Ｒ５とＲ７は、それぞれ独立して、炭素原子数１から１０のアルキル基、又は炭素原子数７から２０のアラルキル基、又はアリール基を示し、置換基を有していても良い。更に、Ｒ５とＲ７が一緒になって環を形成してもよい。）
とを反応させることを特徴とする、下記式（Ｖ）；
【化５】
（式中、Ｘ’及びＹ’は、互いに同一又は異なっていても良く、Ｒ１、ＯＲ５、又はＯＲ７から、それぞれ一つ選ばれる。また、Ａ及びＢは、互いに同一又は異なっていても良く、前記と同義のＲ２、又はＲ６から、それぞれ一つ選ばれる。ｎ’は重合度を表わし、１以上の整数を示す。）
で示されるオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法。
【請求項３】
反応により生じる式（ＶＩ）；
【化６】
（式中、Ｒ１は、前記と同義である。Ｚは、前記と同義のＲ３又はＲ４から選ばれる。）
又は、式（ＶＩ’）；
【化７】
（式中、Ｒ１は、前記と同義である。Ｗは、前記と同義のＲ５又はＲ７から選ばれる。）
で示されるエステル化合物を除去しながら行なう、請求項１及び請求項２記載の式（ＩＶ）又は式（Ｖ）で示されるオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３記載の方法にて得られる、重量平均分子量５００から１０００００を有することを特徴とする、式（ＩＶ）又は式（Ｖ）記載のオリゴアルキレンカーボネート化合物、又はポリアルキレンカーボネート化合物。
【請求項５】
請求項１から請求項３記載の方法にて得られる、数平均分子量５００から１０００００を有することを特徴とする、式（ＩＶ）又は式（Ｖ）記載のオリゴアルキレンカーボネート化合物、又はポリアルキレンカーボネート化合物。
【請求項６】
請求項１から請求項３記載の方法にて得られる、分子量分布３．０以下を有することを特徴とする、式（ＩＶ）又は式（Ｖ）記載のオリゴアルキレンカーボネート化合物、又はポリアルキレンカーボネート化合物。
【請求項７】
加水分解酵素が、プロテアーゼ、エステラーゼ又はリパーゼである、請求項１から請求項３記載のオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法。
【請求項８】
加水分解酵素が、リパーゼである、請求項１から３記載のオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法。
【請求項９】
リパーゼが、カンジダ・アンタークティカ（Candida antarctica）を起源とするリパーゼである、請求項８記載のオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法。
【請求項１０】
Ｒ１が、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、及びシクロプロピル基である、請求項１から請求項３記載のオリゴアルキレンカーボネート、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法。
【請求項１１】
Ｒ２が、炭素原子数２から１２の飽和、又は不飽和結合を有する直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキレン基、及び炭素原子数６から２０の芳香環含有又は複素環含有アルキレン基である請求項１から請求項３記載のオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法。
【請求項１２】
Ｒ３及びＲ４が、同一で、炭素原子数１〜４の直鎖状、及び炭素原子数３又は４の分岐鎖状又は環状のアルキル基である、請求項１から請求項３記載のオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法。
【請求項１３】
反応を有機溶媒中で行なう、請求項１から請求項３記載のオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法。
【請求項１４】
有機溶媒が、ニトリル類、エーテル類、ケトン類、エステル類、脂肪族炭化水素類及び芳香族炭化水素類からなる群より選ばれる１種以上の有機溶媒である、請求項１から３記載のオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法。
【請求項１５】
化合物（ＶＩ）または化合物（ＶＩ’）の留去が、０．１３ｋＰａ以上、１０１．３ｋＰａ未満の反応圧力にて、行われることを特徴とする、請求項３記載のオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法。
【請求項１６】
反応をｐＨ５から９で行なう、請求項１から請求項３記載のオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法。
【請求項１７】
反応溶液を、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）にて分析しながら反応を行なうことにより、所望の分子量（重合度）のポリアルキレンカーボネート化合物、又は分子量が１０００以下のオリゴアルキレンカーボネート化合物を得ること特徴とする、請求項１から請求項３記載のオリゴアルキレンカーボネート、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法。
【請求項１８】
反応中に微量の水が存在することを特徴とする、請求項１から請求項３記載のオリゴアルキレンカーボネート化合物、及びポリアルキレンカーボネート化合物の製造方法。
【請求項１９】
請求項１の方法において、反応中に微量の水を存在させて得られる、下式（ＸＸＩＩ）で示されるオリゴアルキレンカーボネート化合物、又はポリアルキレンカーボネート化合物。
【化８】
（式中、Ｒ２は、前記と同義である。また、Ｘ’’は、前記と同義のＲ１、ＯＲ３、ＯＲ４、又はＯ−Ｒ２−ＯＨから選ばれる。ｎ’は重合度を表わし、１以上の整数を示す。）
【請求項２０】
請求項２の方法において、反応中に微量の水を存在させて得られる、下式（ＸＸＩＩＩ）で示されるオリゴアルキレンカーボネート化合物、又はポリアルキレンカーボネート化合物。
【化９】
（式中、Ｙ’’は、Ｒ１、ＯＲ５、ＯＲ７、Ｏ−Ｒ２−ＯＨ、又はＯ−Ｒ６−ＯＨから選ばれる。また、Ａ、Ｂ、及びＧは、互いに同一又は異なっていても良く、前記と同義のＲ２、又はＲ６から、それぞれ一つ選ばれる。ｎ’は重合度を表わし、１以上の整数を示す。）
【公開番号】特開２００９−２９１１６７（Ｐ２００９−２９１１６７Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５０７０２（Ｐ２００８−１５０７０２）
【出願日】平成２０年６月９日（２００８．６．９）
【出願人】（００００００２０６）宇部興産株式会社 (2,022)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月９日（２００８．６．９）
【出願人】（００００００２０６）宇部興産株式会社 (2,022)
【Ｆターム（参考）】
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