ポリエステル環状オリゴマーを製造するための連続バイオリアクター方法
環状エステルオリゴマーの直鎖状エステルオリゴマーからの酵素触媒製造プロセスのための連続方法。この方法には、直線または再循環反応器を使用することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酵素を触媒として、直鎖状エステルオリゴマーから環状エステルオリゴマーを連続的に製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
環状エステルオリゴマー（ＣＥＯ）は、古くから知られている；例えば米国特許公報（特許文献１）を参照されたい。それらは、多くの直鎖状ポリエステル中に、様々な、通常はわずかな量で存在することが知られており、そのような直鎖状ポリエステルから分離されてきた；例えば（非特許文献１）および（非特許文献２）を参照されたい。それらは、低粘度の液体であることが多く、開環重合によって、より高分子量の直鎖状ポリエステルに重合できることが以前から知られていた；例えば米国特許公報（特許文献２）および米国特許公報（特許文献３）並びにそれらの中で引用されている文献を参照されたい。この比較的低粘度の液体から高分子量のポリマーを容易に生成する性質が、これらのＣＥＯを、反応射出成形方式に用いる材料として魅力のあるものにしている。この反応射出成形方式は、型の中で低粘度の材料を高分子量ポリマーに転換して最終形状の成形品を得るものである。
【０００３】
しかしながら、そのようなＣＥＯは、例えば、非常に高い希釈条件を必要とすること、および／または、ジオールおよび生成するＨＣｌと反応させる塩基とともに、ハロゲン化ジアシルなどの比較的高価な出発物質を使用することから、調製は困難かつ高価であった；例えば、米国特許公報（特許文献２）を参照されたい。多くの場合、こうした製造コストの高さのためにＣＥＯの商業的な使用が妨げられてきており、それ故、低コストのＣＥＯの製造方法が大きな関心事となっている。
【０００４】
最近、（トランス）エステル化反応を触媒する酵素を使用して、ジカルボン酸またはそれらのジエステルとジオールからポリエステルを製造できることが見出された；例えば（非特許文献３）、（非特許文献４）および（非特許文献５）を参照されたい。ある場合には、そうした反応で少量のＣＥＯ副生成物も生成されることが報告されている；例えば（非特許文献６）を参照されたい。そのような反応において存在するＣＥＯの量に関して報告した研究もある；例えば（非特許文献７）を参照されたい。後者の研究では、酵素触媒反応のＣＥＯの生成は、非酵素触媒反応においてＣＥＯの生成を支配する規則と同タイプの規則に従い、また、反応を非常に高い希釈条件で行わないと、酵素触媒反応では非常に僅かのＣＥＯしか生成できないと結論している。これらすべての文献に記載された製造方法では、重合生成物をさらに高分子量とするために、トランスエステル化／エステル化の副生成物であるアルコールまたは水を除去（通常、不活性ガスの曝気により）している。
【０００５】
最近の論文、（非特許文献８）には、ジメチルテレフタレートとジエチレングリコールまたはビス（２−ヒドロキシエチル）チオエーテルとの酵素触媒反応により、２量体環状エステルの本質的に完全な生成がなされ、一方で、１，５−ペンタンジオールの使用により、いくらかの直鎖状ポリエステルとともに、比較的高い収率で２量体環状エステルを得ることができる方法が記載されている。ジエチレングリコールとビス（２−ヒドロキシエチル）チオエーテルにより、高収率で環状エステルが得られるのは、２量体環状エステルの生成に有利なπ−スタッキングタイプの近接相互作用によるものである。
【０００６】
しかしながら、当業者にはよく知られていることであるが、（非特許文献９）に教示されているように、熱力学的平衡から予測されるより多くの量のＣＥＯを、ジカルボン酸とジオールとの反応により連続プロセスで製造する方法は、この技術分野では知られていなかった。
【０００７】
驚いたことに、本発明の連続プロセスを使用して、直鎖状エステルオリゴマー（ＬＥＯ’Ｓ）を非水性媒体中でエステル化／トランスエステル化酵素触媒の存在下に反応させると、かなりの量の環状エステルオリゴマーが得られることがわかった。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第２，０２０，２９８号明細書
【特許文献２】米国特許第５，４６６，７４４号明細書
【特許文献３】米国特許第５，６６１，２１４号明細書
【非特許文献１】Ａ・Ｇ・ハリソン（Ａ．Ｇ．Ｈａｒｉｓｓｏｎ）、「アナリシス・オブ・サイクリック・オリゴマーズ・オブ・ポリ（エチレンテレフタレート）・バイ・リキッド・クロマトグラフィー／マス・スペクトロメトリー（Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｃｙｃｌｉｃ ｏｌｉｇｏｍｅｒｓ ｏｆ ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ） ｂｙ ｌｉｑｕｉｄ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ／ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）」、Ｐｏｌｙｍｅｒ、１９９７年、第３８巻、第１０号、ｐ．２５４９−２５５５
【非特許文献２】Ｇ・ウイック（Ｇ．Ｗｉｃｋ）、エッチ・ジートラー（Ｈ．Ｚｅｉｔｌｅｒ）、「サイクリック・オリゴマーズ・イン・ポリエステルズ・フロム・ジオールズ・アンド・アロマティック・ジカルボキシリック・アシッヅ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｏｌｉｇｏｍｅｒｓ ｉｎ ｐｏｌｙｅｓｔｅｒｓ ｆｒｏｍ ｄｉｏｌｓ ａｎｄ ａｒｏｍａｔｉｃ ｄｉｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ａｃｉｄｓ）」、Ａｎｇｅｗａｎｄｔｅ Ｍａｋｒｏｍｏｌｅｋｕｌａｒｅ Ｃｈｅｍｉｅ、１９８３年、第１１２巻、ｐ．５９−９４
【非特許文献３】Ｘ・Ｙ・ウー（Ｘ．Ｙ．Ｗｕ）ら、「Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、１９９８年、第２０巻、ｐ．３２８−３３２
【非特許文献４】Ｅ・Ｍ・アンダーソン（Ｅ．Ｍ．Ａｎｄｅｒｓｏｎ）ら、「Ｂｉｏｃａｔａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｂｉｏｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ」、１９９８年、第１６巻、ｐ．１８１−２０４（１９９８年）
【非特許文献５】Ｈ・Ｇ・パーク（Ｈ．Ｇ．Ｐａｒｋ）ら、」Ｂｉｏｃａｔａｌｙｓｉｓ」、１９９４年、第１１巻、ｐ．２６３−２７１
【非特許文献６】Ｇ・メゾウル（Ｇ．Ｍｅｚｏｕｌ）ら、「Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ」、１９９６年、第３６巻、ｐ．５４１−５４８
【非特許文献７】Ｃ・バーケイン（Ｃ．Ｂｅｒｋａｎｅ）ら、「Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ」、１９９７年、第３０巻、ｐ．７７２９−７７３４
【非特許文献８】Ａ・ラバレッテ（Ａ．Ｌａｖａｌｅｔｔｅ）ら、「Ｂｉｏｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ」、２００２年、第３巻、ｐ．２２５−２２８
【非特許文献９】Ｈ・ジェイコブソン（Ｈ．Ｊａｃｏｂｓｏｎ）およびＷ・Ｈ・ストックメイヤー（Ｗ．Ｈ．Ｓｔｏｃｋｍｅｙｅｒ）、「インターモレキュラー・リアクション・アンド・ポリコンデンセイションＩ．ザ・セオリー・オブ・リニアー・システムズ（Ｉｎｔｅｒｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｒｅａｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｏｌｙｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ Ｉ．Ｔｈｅ Ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ Ｌｉｎｅａｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ）」、Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｈｙｓｉｃｓ、１９５０年１２月、第１８巻、第１２号
【非特許文献１０】Ｆ・ダブリュー・ビルメーヤー（Ｆ．Ｗ．Ｂｉｌｌｍｅｙｅｒ）、「Ｔｅｘｔｂｏｏｋ ｏｆ Ｐｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ」、第３版、ジョン・ウィリー・アンド・サンズ（Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ）、１９８４年、ｐｐ．２５−４８
【非特許文献１１】柴田充弘ら、「デポリメリゼーション・オブ・ポリ（ブチレンズ・テレフタレート）・ユージング・ハイ−テンプリチャー・アンド・ハイ−プレッシャー・メタノール（Ｄｅｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｌｙ（ｂｕｔｙｌｅｎｅｓ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ） ｕｓｉｎｇ ｈｉｇｈ−ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｈｉｇｈ−ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｍｅｔｈａｎｏｌ）」、Ｊ．Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ、２０００年、第７７巻、第１４号、ｐ．３２２８−３２３３
【非特許文献１２】クマー（Ｋｕｍａｒ）、ラジェシュ（Ｒａｊｅｓｈ）ら、「エンザイマティック・シンセシス・オブ・マルチ−コンポーネント・コポリマーズ・アンド・ゼア・ストラクチュラル・キャラクタリゼーション（Ｅｎｚｙｍａｔｉｃ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｍｕｌｔｉ−ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ）」、Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｐｒｅｐｒｉｎｔｓ、アメリカン・ケミカル・ソサエティ、ディビジョン・オブ・ポリマー・ケミストリー（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ， Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）、２００３年、第４４巻、第１号、ｐ．９９８−９９９
【非特許文献１３】Ｒ・Ｊ・カズラウカス（Ｒ．Ｊ．Ｋａｚｌａｕｋａｓ）ら、「バイオトランスフォーメーション・ウィズ・リパーゼズ（Ｂｉｏｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ Ｌｉｐａｓｅｓ）」、「Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、（独国）、第２版、第８ａ巻、エッチ・ジェイ・レーム（Ｈ．Ｊ．Ｒｅｈｍ）ら編、ウィリー−ブイシーエッチ（Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ）、バインハイム（Ｗｅｉｎｈｅｉｍ）、１９９８年、ｐ．４０−１９１
【非特許文献１４】Ｇ・Ｅ・ビッカースタッフ（Ｇ．Ｅ．Ｂｉｃｋｅｒｓｔａｆｆ）編、「Ｉｍｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｎｚｙｍｅｓ ａｎｄ Ｃｅｌｌｓ」、フマナ・プレス（Ｈｕｍａｎａ Ｐｒｅｓｓ）、トトワ（Ｔｏｔｏｗａ）、ニュージャージー州（ＮＪ）、１９９７年
【非特許文献１５】Ｊ・アンダーソン（Ｊ．Ａｎｄｅｒｓｏｎ）、ティー・バイルン（Ｔ．Ｂｙｒｎｅ）、ケイ・ジェイ・ウェルフェル（Ｋ．Ｊ．Ｗｏｅｌｆｅｌ）、Ｊ・イー・ミーニー（Ｊ．Ｅ．Ｍｅａｎｙ）、Ｇ・Ｔ・スパイリディス（Ｇ．Ｔ．Ｓｐｙｒｉｄｉｓ）、ワイ・ポッカー（Ｙ．Ｐｏｃｋｅｒ）、「Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ」、１９９４年、第７１巻、ｐ．７１５−７１８
【非特許文献１６】Ｔ・フルタニ（Ｔ．Ｆｕｒｕｔａｎｉ）、Ｒ・シュ（Ｒ．Ｓｕ）、エッチ・オオシマ（Ｈ．Ｏｏｓｈｉｍａ）、Ｊ・カトウ（Ｊ．Ｋａｔｏ）、「Ｅｎｚｙｍｅ ａｎｄ Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、１９９５年、第１７巻、ｐ．１０６７−１０７２
【非特許文献１７】Ｊ・ツォウ（Ｊ．Ｚｈｏｕ）、Ｒ・Ｊ・アイン（Ｒ．Ｊ．Ａｉｎ）、Ｃ・Ｍ・リリー（Ｃ．Ｍ．Ｒｉｌｅｙ）、Ｒ・Ｌ・ショーウェン（Ｒ．Ｌ．Ｓｃｈｏｗｅｎ）、「Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ」、１９９５年、第２３１巻、ｐ．２６５−２６７
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（ｉ）溶媒に溶解した直鎖状エステルオリゴマーを酵素と接触させて、環状エステルオリゴマーに富む溶液を生成する工程、および
（ｉｉ）その溶液から環状エステルオリゴマーを分離する工程
を連続的に行うことを含む環状エステルオリゴマーの製造方法が、ここに開示され、特許請求される。
この方法は、再循環または直線反応器を用いて行われる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本明細書中、ある決められた用語が使用されており、そのいくつかを下記に定義する。
【００１１】
「重合度」（ＤＰ）は、オリゴマー鎖における繰り返し単位の数を意味する。ジカルボン酸とジオールとからのポリエステルの繰り返し単位とは、１つのジカルボン酸由来の単位と１つのジオール由来の単位とを有するユニットのことをいう。ヒドロキシカルボン酸の繰り返し単位は、単一のヒドロキシカルボン酸分子から誘導される。
【００１２】
本明細書で使用される際、「ジカルボン酸」という用語は、２つのカルボキシル基を有する有機化合物であり、ジカルボン酸もしくはジエステルなどのその簡単な誘導体、または、ジカルボン酸のハーフアシッドエステルから誘導される化合物、あるいは、それらの混合物を含む。ジカルボン酸は、本明細書で示す方法に記載された各種の反応を実質的に阻害することのないアルキル、ハロゲン、エーテル、チオエーテルおよびオキソ（ケト）などの１つまたは複数の官能基で置換されていてもよい。ジカルボン酸は、その構造の一部に芳香環を含んでいてもよい。脂肪族ジカルボン酸もまた、使用することができる。「ヒドロキシカルボン酸」という用語は、ヒドロキシ基およびカルボキシル基を有する有機化合物を意味し、カルボキシル基がカルボン酸もしくはエステルなどのその簡単な誘導体である化合物を含む。
【００１３】
「ジオール」は、２つのヒドロキシ基を有する有機化合物またはその簡単な誘導体を意味する。ジオールは、本明細書で示す方法に記載された各種の反応を実質的に阻害することのないハロゲン、エーテル、チオエーテルおよびオキソ（ケト）などの１つまたは複数の官能基で置換されていてもよい。ジオールは、その構造の一部に芳香環を含んでいてもよい。
【００１４】
「モノマー」は、上に定義したようなジカルボン酸、ヒドロキシカルボン酸またはジオールを意味する。
【００１５】
「環状エステルオリゴマー」（ＣＥＯ）は、少なくとも１つのジカルボン酸と少なくとも１つのジオールから、少なくとも１つのヒドロキシカルボン酸から、または、少なくとも１つのジカルボン酸、少なくとも１つのジオールおよび少なくとも１つのヒドロキシカルボン酸の組み合わせから誘導される環状の化合物を意味する。ＣＥＯ中の各種のジオール、ジカルボン酸およびヒドロキシカルボン酸の部分はエステル基によって結合している。
【００１６】
本明細書における「二量体」ＣＥＯは、ジカルボン酸およびジオールから誘導され、ＣＥＯ中に２つのジカルボン酸部分と２つのジオール部分が存在する化合物を意味するが、他方、二量体ＣＥＯがヒドロキシカルボン酸から生成されるときは、それは２つのヒドロキシカルボン酸分子から誘導される。三量体、四量体などのＣＥＯは同様に定義される。ＣＥＯは、２つ以上の異なるジカルボン酸、２つ以上の異なるジオールおよび／または２つ以上のヒドロキシカルボン酸から調製することができる。ＣＥＯは、約１〜約２０、好ましくは約１〜約１０、より好ましくは約１〜約５の重合度（ＤＰ）を有することが好ましい。
【００１７】
「直鎖状エステルオリゴマー」（ＬＥＯ）は、本明細書では、１つまたは複数のジカルボン酸と１つまたは複数のジオールから、１つまたは複数のヒドロキシカルボン酸から、あるいは、１つまたは複数のジカルボン酸、１つまたは複数のジオールおよび１つまたは複数のヒドロキシカルボン酸の組み合わせから誘導される直鎖状の化合物を意味する。ＬＥＯは、約１〜約２０、好ましくは約１〜約１０、より好ましくは約１〜約５の重合度（ＤＰ）を有することが好ましい。
【００１８】
ＬＥＯは、溶融重合；溶液重合；酵素触媒重合；ポリエステルの熱解重合、ポリエステルのアルコリシス（例えばメタノリシス）や加水分解などのポリエステルの解重合；または当業者に知られる他の方法で生成することができる。溶融重合の使用例としては、（非特許文献１０）を参照されたい。解重合の使用例としては、（非特許文献１１）を参照されたい。酵素触媒の使用例としては、（非特許文献１２）を参照されたい。
【００１９】
「直鎖状エステルオリゴマー」（ＬＥＯ）という用語は、また、１つまたは複数のジカルボン酸と１つまたは複数のジオールから、１つまたは複数のヒドロキシカルボン酸から、または、１つまたは複数のジカルボン酸、１つまたは複数のジオールおよび１つまたは複数のヒドロキシカルボン酸の組み合わせから誘導される少なくとも１つの直鎖状化合物と、ＬＥＯがトランスエステル化触媒の存在下に重合または解重合により生成されるとき、自然に存在するＣＥＯとの両方を含む混合物を包含する。自然に存在するＣＥＯの量は、（非特許文献９）に教示されているように、熱力学平衡から推測される。
【００２０】
本発明で使用するＬＥＯを誘導するための、ジオールの好ましい１つのタイプは、各ヒドロキシル基が異なるアルキル炭素原子と結合している脂肪族ジオールである。他の好ましいジオールとしては、一般式がＨＯＣＨ２（ＣＲ１Ｒ２）ｎＣＨ２ＯＨであるジオールが挙げられる。ここでＲ１およびＲ２は、それぞれ独立に水素またはアルキル基であり、ｎは０〜１０の整数であるが、全てのＲ１およびＲ２が水素であることが好ましく、特にｎが０または１〜４の整数であることが好ましく、ｎが１または２であることがより好ましい。一般式がＨＯ（（ＣＨ２）ｐＯｒ）Ｈであるジオールもまた好ましい。ここで、ｐは２〜１５、ｒは１〜１０である。同じ一般式で、ｐが２〜１０、ｒが１〜５のジオールがより好ましい。シクロヘキサンジメタノールなどの脂環式ジオールもまた好ましい。ハイドロキノンなどの芳香族ジオールも、チオエーテルと同様、使用することができる。
【００２１】
本発明で使用するＬＥＯを誘導するための、好ましいジカルボン酸（または、ハーフアシッドエステルおよびジエステルを含むそれらの誘導体）は、イソフタル酸、置換イソフタル酸、テレフタル酸、置換テレフタル酸および２，６−ナフタレンジカルボン酸、並びにそれらの組み合わせである。より好ましいカルボン酸はテレフタル酸およびイソフタル酸であり、特にテレフタル酸が好ましい。好ましい脂肪族ジカルボン酸は、アジピン酸、グルタル酸、コハク酸、セバシン酸およびマレイン酸である。使用されるジカルボン酸はジエステルの形態であることが特に好ましい。好ましいジカルボン酸と上記一般式で明記したジオールのいかなる組み合わせも、本発明での使用に好ましいＬＥＯを製造するために使用することができる。
【００２２】
本発明で使用するＬＥＯを誘導するための、ジカルボン酸とジオールとの好ましい組み合わせとしては、ジメチルテレフタレートと、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）、ジ（ブチレングリコール）、ジ（プロピレングリコール）、トリ（ブチレングリコール）、またはこれらの混合物との組み合わせ；ジメチルイソフタレートと、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）、ジ（ブチレングリコール）、ジ（プロピレングリコール）、トリ（ブチレングリコール）、またはこれらの混合物との組み合わせ；ジメチルテレフタレートとシクロヘキサンジメタノールとの組み合わせ；およびジメチル２，６−ナフタレンジカルボキシレートと、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）、ジ（ブチレングリコール）、ジ（プロピレングリコール）、トリ（ブチレングリコール）、またはこれらの混合物との組み合わせが挙げられる。
【００２３】
ｐ−ヒドロキシ安息香酸や２−ヒドロキシ−６−ナフトエ酸などのヒドロキシカルボン酸を、使うとするならば、コモノマーとしてジオールおよびジカルボン酸ととも使用することが好ましい。
【００２４】
本発明のプロセスで生成されたＣＥＯは、また、前記のジオールおよびジカルボン酸（または、ハーフアシッドエステルおよびジエステルを含むそれらの誘導体）からも好適に生成できることは明らかである。
【００２５】
本発明の方法では、溶媒に溶解したＬＥＯは、トランスエステル化／エステル化酵素が触媒する分子内環化反応により連続的にＣＥＯに転換される。このようにして生成されたＣＥＯは、酵素との接触を断たれ、分離され、回収される。未反応ＬＥＯは連続的に酵素の存在下へ戻され、さらに連続的にＣＥＯに転換される。このプロセスで使用するＬＥＯは、本プロセスに供給される前に、上に列挙したような当業者に知られた方法で生成しておいてもよい。ＬＥＯは、また、本発明のプロセスのその場で生成してもよい。その場で生成されるＬＥＯは、ジカルボン酸とジオールおよび／またはヒドロキシカルボン酸モノマーの酵素触媒反応で生成されることが好ましい。この反応で使用する酵素は、ＬＥＯからＣＥＯへの転換に使用するものと同じ酵素であってもよく、異なる酵素であってもよい。あるいは、ＬＥＯは本発明のプロセスに供給される前に生成されてもよく、また、プロセスの途中のその場でモノマーから生成されてもよい。ＬＥＯは、また、プロセスの途中で、予め生成されたＬＥＯと追加のモノマーから重合度がより高いＬＥＯを生成する反応によって生成されてもよい。酵素を触媒とするＬＥＯの反応で生成されたＣＥＯは、生成元のＬＥＯより低いＤＰを有することがある。そうした場合には、ＬＥＯの酵素触媒による分子内環化によって、副生成物として別のＬＥＯまたはジオール、ジカルボン酸もしくはヒドロキシカルボン酸が生成される。
【００２６】
本発明のプロセスでは、反応物質（「反応物質」という用語は、本明細書で用いられるときは、ＬＥＯおよび／またはモノマーをいう）を、有機反応溶媒に溶解して反応混合物を調製する。必要ならば、反応物質を溶解させるために溶媒を加熱してもよい。好ましい溶媒としては、トルエン、テトラヒドロフラン、ｏ−ジクロロベンゼン、ヘキサン、ジフェニルエーテル、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、またはそれらの混合物が挙げられる。より好ましいのは、トルエン、ｏ−ジクロロベンゼンおよびメチルイソブチルケトンである。
【００２７】
本反応で使用される酵素は、カルボン酸のエステル化、エステルのトランスエステル化および／またはエステルの加水分解に対して触媒作用を有する少なくとも１つの酵素である。使用することができる酵素の代表的なタイプとしては、リパーゼ、プロテアーゼおよびエステラーゼが挙げられる。例えば、（非特許文献１３）のアール・ジェイ・カズラウカス（Ｒ．Ｊ．Ｋａｚｌａｕｋａｓ）らの章を参照されたい。酵素は反応混合物に溶解せず、固体物質に付着させてもよい（担持乃至固定化する）；例えば、（非特許文献１４）を参照されたい。担体としては、珪藻土、多糖類（例えば、キトサン、アルギン酸塩またはカラゲナン）、チタニア、シリカ、アルミナ、ポリアクリレート、ポリメタクリレートおよびイオン交換樹脂などの物質が挙げられ、また、酵素は、吸着させてもよく、共有結合で付着させてもよく、イオン結合で付着させてもよく、あるいは架橋した酵素結晶（ＣＬＥＣＳ）の形態としてもよい。酵素は、また、予め担体に固定化せずに使用してもよく、攪拌した反応混合物に懸濁させてもよい。固定化酵素の比活性は、約０．１ＩＵ／ｇ固定化酵素〜約２０００ＩＵ／ｇ固定化酵素であることが好ましく、約１０ＩＵ／ｇ固定化酵素〜約５００ＩＵ／ｇ固定化酵素であることがより好ましい。
【００２８】
本発明で使用される好ましい酵素は、アスペルギルス属（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ）、アルトロバクター属（Ａｒｔｈｒｏｂａｃｔｅｒ）、アルカリゲネス属（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ）、桿菌属（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）、ブレビバクテリウム属（Ｂｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ）、シュードモナス属（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）、クロモバクテリウム属（Ｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）、カンジダ属（Ｃａｎｄｉｄａ）、フザリウム属（Ｆｕｓａｒｉｕｍ）、ゲオトリクム属（Ｇｅｏｔｒｉｃｈｕｍ）、ヒューミコラ属（Ｈｕｍｉｃｏｌａ）、ムコール属（Ｍｕｃｏｒ）、ピチア属（Ｐｉｃｈｉａ）、ペニシリウム属（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ）、リゾムコール属（Ｒｈｉｚｏｍｕｃｏｒ）、クモノスカビ属（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ）またはサームス属（Ｔｈｅｒｍｕｓ）の有機体由来の細菌性および真菌性酵素触媒である。特に好ましい細菌性および真菌性酵素触媒は、アルトロバクター種（Ａｒｔｈｒｏｂａｃｔｅｒ ｓｐ．）、アルカリゲネス種（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ ｓｐ．）、アスペルギルスニガー（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒ）、こうじ菌（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｏｒｙｚａｅ）、バチルスセレウス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｃｅｒｅｕｓ）、リケニホルミス菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ）、枯草菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ）、バチルスコアギュランス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｃｏａｇｕｌａｎｓ）、ブレビバクテリウムアンモニアゲネス（Ｂｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ ａｍｍｏｎｉａｇｅｎｅｓ）、ブルコルデリアプランタリー（Ｂｕｒｋｈｏｌｄｅｒｉａ ｐｌａｎｔａｒｉｉ）、カンジダアンタルチカ（Ｃａｎｄｉｄａ ａｎｔａｒｔｉｃａ）、カンジダシリンドラセア（Ｃａｎｄｉｄａ ｃｙｌｉｎｄｒａｃｅａ）、カンジダリポリチカ（Ｃａｎｄｉｄｉａ ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）、カンジダユティリス（Ｃａｎｄｉｄａ ｕｔｉｌｉｓ）、カンジダルゴサ（Ｃａｎｄｉｄａ ｒｕｇｏｓａ）、クロモバクテリウムヴィスコスム（Ｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｖｉｓｃｏｓｕｍ）、フザリウムソラニ（Ｆｕｓａｒｉｕｍ ｓｏｌａｎｉ）、ゲオトリクムカンディドゥム（Ｇｅｏｔｒｉｃｈｕｍ ｃａｎｄｉｄｕｍ）、ヒューミコララヌギノザ（Ｈｕｍｉｃｏｌａ ｌａｎｕｇｉｎｏｓａ）、ムコール種（Ｍｕｃｏｒ ｓｐ．）、ムコールジャポニクス（Ｍｕｃｏｒ ｊａｐｏｎｉｃｕｓ）、ムコールジャワニクム（Ｍｕｃｏｒ ｊａｖａｎｉｃｕｍ）、ムコールミエヘイ（Ｍｕｃｏｒ ｍｉｅｈｅｉ）、ピチアミソ（Ｐｉｃｈｉａ ｍｉｓｏ）、リゾムコールミエヘイ（Ｒｈｉｚｏｍｕｃｏｒ ｍｉｅｈｅｉ）、リゾープス種（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｓｐ．）、リゾープスニグリカンス（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｎｉｇｒｉｃａｎｓ）、リゾープスオリザエ（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｏｒｙｚａｅ）、リゾープスアルヒズス（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ａｒｒｈｉｚｕｓ）、リゾープスデレマール（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｄｅｌｅｍａｒ）、リゾープスニべウス（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｎｉｖｅｕｓ）、ペニシリウムアシラーゼ（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ ａｃｙｌａｓｅ）、ペニシリウムロクエフォルティ（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ ｒｏｑｕｅｆｏｒｔｉ）、サームスアクアティクス（Ｔｈｅｒｍｕｓ ａｑｕａｔｉｃｕｓ）、サームスフラヴス（Ｔｈｅｒｍｕｓ ｆｌａｖｕｓ）、サームステルモフィルス（Ｔｈｅｒｍｕｓ ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ）、クロモバクテリウムヴィスコスム（Ｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｖｉｓｃｏｓｕｍ）、シュードモナス種（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｓｐ．）、緑膿菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）、シュードモナスバークホルデリア（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｂｕｒｋｈｏｌｄｅｒｉａ）、シュードモナス・セパシア（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｃｅｐａｃｉａ）、シュードモナスフルオレッセンス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ）またはシュードモナスプチダ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｐｕｔｉｄａ）由来のものである。最も好ましいリパーゼは、カンジダアンタルチカＢ−リパーゼ（Ｃａｎｄｉｄａ ａｎｔａｒｔｉｃａ Ｂ−ｌｉｐａｓｅ）「ＣＡＬＢ」（非特許文献４）などのカンジダアンタルチカ（Ｃａｎｄｉｄａ ａｎｔａｒｔｉｃａ）由来のものである。Ｃ．アンタルチカ（Ｃ．ａｎｔａｒｔｉｃａ）由来の、適切な商業的に入手可能な触媒の例としては、ノボザイム（Ｎｏｖｏｚｙｍ）（登録商標）４３５（製品番号＃Ｌ４７７７、シグマ−アルドリッチ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）、ミズーリ州（ＭＯ））およびキラザイム（ＣＨＩＲＡＺＹＭＥ）Ｌ−２、ｃ−ｆ Ｃ２、ｌｙｏ（ＩＤ番号＃２２０７２５７、バイオキャタリティックス（Ｂｉｏｃａｔａｌｙｔｉｃｓ）、パサディナ（Ｐａｓａｄｅｎａ）、カリフォルニア州（ＣＡ））が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
【００２９】
全プロセスを通じて、酵素の水和状態と触媒活性状態を保つため、反応混合物中に十分な水が存在しなければならない。プロセスの最初に、適当な量の水を溶媒に加える必要がある場合もあり、全プロセスを通じて水の供給を続ける必要があることもしばしばある。反応全体を通じて酵素の活性を維持するのに必要な水の量は、ＣＥＯの生成速度を測定することによって決定できる。酵素触媒の活性評価の方法については、（非特許文献１５）、（非特許文献１６）および（非特許文献１７）を参照されたい。一般に、溶媒の親水性が高いほど、多くの水を加えなければならない。例えば、溶媒としてヘキサンを使用するときは、約５０ｐｐｍの水が必要である。トルエンを使用するときは、約１００〜約２００ｐｐｍの水が必要であり、メチルイソブチルケトンを使用するときは、約４００〜５００ｐｐｍの水が存在しなければならない。溶媒中に存在する水の量は、カール−フィッシャー（Ｋａｒｌ−Ｆｉｓｃｈｅｒ）滴定法または当業者に知られた他の方法で測定できる。
【００３０】
反応混合物は、プロセスの間、好ましくは不活性ガスで連続的にパージし、生成したアルコールなどのトランスエステル化／エステル化プロセスの副生成物を除去することが好ましい。このパージプロセスによって水もまた除かれることがあり、その場合、全プロセスを通じて水を供給し、水の量を維持して、酵素活性が維持されるようにする必要がある。もしパージプロセスによって溶媒が除去されるなら、場合により、同様に、全プロセス期間を通じて溶媒を追加しなければならない。
【００３１】
本発明の方法は、反応物質が部分的にまたは完全にＣＥＯに転換される条件下、反応容器内で、ＬＥＯを酵素と連続的に接触させることを含む。酵素は固体担体に担持させてもよいし、担持させずに使用してもよい。酵素は固定層として存在させてもよいし、攪拌した反応混合物中に懸濁させてもよく、また、反応容器は、酵素がＬＥＯからＣＥＯの生成に触媒作用を示す温度（「反応温度」）に維持する。反応混合物は、連続的に分離装置へと送られ、そこで、生成されたＣＥＯの全てまたは一部が、当業者に知られた方法で分離され、必要ならば、精製される。分離装置は、そこでＣＥＯが反応混合物から分離されるフィルタや抽出器などの容器その他の装置を意味する。ＣＥＯが分離された残りの反応混合物は、その後、酵素との接触に連続的に戻される。それが反応器内で酵素と接触させるために戻される前、または戻されたときに、追加のＬＥＯおよび／またはモノマーを加えてもよい。加えられたモノマーの少なくとも一部は、酵素の触媒作用によって反応し、ＬＥＯを生成する。存在するモノマーは、既に存在するＬＥＯと反応して、より重合度の高いＬＥＯを生成する。カルボン酸よりもジオールが多く存在すると、またはその逆の場合、モノマーはＬＥＯと反応して、ＬＥＯの重合度を低くする。存在するＬＥＯの重合度を低くするために、過剰のジオールまたは過剰のジカルボン酸モノマーを反応混合物に加えることが好ましい。これが望ましいのは、低重合度のＬＥＯが、高重合度のそれよりも反応溶媒によりよく溶解するときである。生成されたＣＥＯは、２〜約３０、より好ましくは２〜約１０の重合度を有していることが好ましい。酵素は触媒として連続的に作用し、存在するＬＥＯの全てまたは一部をＣＥＯに転換する。
【００３２】
分離装置で反応混合物からＣＥＯを分離する際には、適切などのような方法をも使用することができる。もし、ＣＥＯと反応混合物の残り（例えば、もし存在するとすれば、ＬＥＯとモノマー）が、反応温度より低い温度において、反応溶媒中で異なる溶解度を有しているならば、酵素から分離したときに、反応で生成したＣＥＯまたはＬＥＯとモノマーのどちらかが、少なくとも部分的に不溶となり、少なくともその一部が溶液から沈殿する温度に維持された容器に、反応混合物を流入させる。前者の場合、不溶の、沈殿したＣＥＯは、ろ過などの適切な手段で、プロセスから除去され、回収され、その結果得られるＣＥＯを含まない反応混合物は、反応温度で酵素と接触するように連続的に戻される。後者の場合、ＣＥＯを含有する溶液は容器から除去され、適切な手段でＣＥＯを回収する。ＣＥＯを分離する方法の例としては、蒸発または蒸留による溶媒の除去；補助溶媒を加えてＣＥＯを沈殿させ、沈殿物を回収；およびＣＥＯを別の溶媒に抽出し、沈殿によりまたは蒸発もしくは蒸留による第２の溶媒の除去により分離；が挙げられる。不溶の、沈殿したＬＥＯは、連続ロータリーフィルタの使用などの適当な方法で回収し、反応溶媒に再度溶解し、反応温度で酵素と接触するように戻される。
【００３３】
ＣＥＯと、存在するＬＥＯおよびモノマーが、反応溶媒と相溶しないある溶媒に対し異なる溶解度を有する場合には、別の方法を適用することができる。この方法では、ＣＥＯまたはＬＥＯとモノマーの一部または全部を、非相溶性の溶媒を用いて向流抽出により反応混合物から分離する。非相溶性溶媒にＣＥＯが溶解する場合には、この溶媒の流れをプロセスから除去し、沈殿、抽出、蒸発および結晶化などの適切な手段によって抽出されたＣＥＯを回収し、一方、反応混合物の残りを、反応温度で酵素と接触するように戻す。ＬＥＯとモノマーが非相溶性溶媒に溶解する場合には、ＣＥＯを含有する溶液をプロセスから除き、ＣＥＯを分離する。抽出されたＬＥＯとモノマーは、反応温度で酵素と接触するように戻す。これらに対して反応溶媒を用いて２回目の向流抽出を行ってもよいし、抽出された溶液を反応溶媒で希釈してもよいし、また、非混合性溶媒を除去し、分離したＬＥＯとモノマーを反応溶媒に再度溶解させた後、酵素との接触に戻すようにしてもよい。
【００３４】
ＣＥＯを反応混合物から取り出す別の方法では、ＣＥＯの一部もしくは全部、または存在するＬＥＯおよびモノマーの一部もしくは全部を溶液から沈殿させる溶媒を追加する。後者の場合には、ＣＥＯに富む溶液を取り出し、ＣＥＯを回収する。不溶のＬＥＯおよびモノマーを、連続ロータリーフィルタを用いるなどの適切な方法で回収し、反応溶媒に再溶解し、酵素との接触に戻す。前者の場合には、不溶のＣＥＯをプロセスから取り出して回収し、残りのＬＥＯとモノマーを、第２の溶媒から、向流抽出、蒸発、晶析などの適切な方法によって除去し、反応溶媒に再溶解または希釈した後、酵素とに接触に戻す。
【００３５】
ＣＥＯを反応混合物から取り出す別の方法では、冷却、アンチソルベントの添加、溶媒の蒸発などの方法、または当業者に知られている他の方法によって、溶液から全ての成分を取り出す。ＣＥＯは、晶析、溶融晶析、または、ＣＥＯもしくはＬＥＯおよびモノマーが使用温度で溶解するような溶剤の添加によって、分離される。
【００３６】
ＣＥＯは、反応混合物またはＬＥＯおよびモノマーを含有する他の溶液から、選択的晶析；溶液を半透膜に通す；ショートパス蒸留などの蒸留技術；昇華；ＣＥＯもしくはＬＥＯおよびモノマーに対し選択性を有する吸着剤の使用；または当業者に知られている方法などの別の方法によっても、除去することができる。
【００３７】
前記方法を使用するとき、全てのＣＥＯを反応混合物から分離する必要はない。ＬＥＯおよびモノマーと共に残留するＣＥＯは、酵素と接触するように戻され、さらに反応するか、または後のプロセスで分離される。本発明のプロセスで回収されるＣＥＯの純度は、少なくとも５０重量パーセントであり、好ましくは少なくとも７５重量パーセントであり、より好ましくは少なくとも９０重量パーセントである。不純物には、ＬＥＯおよび／またはモノマーが含まれる。ＣＥＯは、クロマトグラフィーまたは再結晶などの既に知られた精製技術によって、さらに精製することができる。
【００３８】
本発明の連続法の一実施形態では、再循環反応器を使用する。最初の反応混合物を、反応容器内で酵素と接触させる。この最初の反応混合物は、本発明で使用される反応物質の溶液を含む。反応容器は、最初の反応混合物の全成分だけでなく、反応の過程で生成するＬＥＯやＣＥＯも溶解する温度に維持される。反応容器は連続的に攪拌されることが好ましい。酵素は、反応物のエステル化／トランスエステル化を触媒し、ＣＥＯに富む反応混合物を生成する。反応容器の反応混合物は、連続濾過、抽出、ソックスレー抽出、遠心分離などの知られた方法によって酵素との接触から除かれ、分離装置に導かれるが、この分離装置も連続的に攪拌される容器であってもよい。ＣＥＯを、上記方法の１つのような方法によって分離装置の反応混合物から除去し、その結果得られるＣＥＯを含まない反応混合物を反応容器に戻し、そこで酵素と再び接触させ、さらに反応させる。存在する反応物を補給するために、全プロセスを通じて、反応混合物を追加供給してもよい。
【００３９】
反応混合物は、反応容器と分離装置の間を、チューブ、パイプ、その他の液体を輸送する手段により移送される。反応混合物は、反応器と分離装置の間をポンプまたは重力により移送されるが、このループには追加の容器や装置を含むことができる。
【００４０】
本発明の第２の実施形態では、直列に連なった複数の反応容器／分離装置を含む直線式反応器を使用する。最初の反応混合物を、第１の反応容器内で酵素と接触させる。この最初の反応混合物は、酵素の存在下に反応してＣＥＯを生成することができる反応物質の組み合わせからなる溶液を含む。第１の反応容器は、最初の反応混合物の全成分だけでなく、反応の過程で生成するＬＥＯやＣＥＯも溶解する温度に維持される。第１の容器は連続的に攪拌されることが好ましい。酵素は、反応物のエステル化／トランスエステル化を触媒し、ＣＥＯに富む反応混合物を生成する。第１の反応器の反応混合物は、酵素との接触から除かれ、第１の分離装置に連続的に導入される。
【００４１】
分離装置においては、上記方法の１つなどの方法によりＣＥＯが反応混合物から取り出され、その結果得られるＣＥＯを含まない反応混合物が、場合により、反応混合物の全ての成分が溶解する温度に維持された酵素を含有する第２の反応器に導入される。反応混合物が次々と、場合により、連続的に第２の分離装置に導入されて、ＣＥＯがプロセスから除去される。このようにして、必要な数の反応容器および分離装置を連結し、反応混合物を、酵素を含有する反応容器から、酵素を含有しない分離装置に連続的に供給し、ＣＥＯを除去することができる。使用する反応容器および分離装置の数は、反応物質の転化率の程度または所望の生成物の量に依存する。反応混合物からＣＥＯを分離する方法は、各分離装置で必ずしも同じである必要はない。
【００４２】
存在する反応物質を補給するために、全プロセスを通じて、反応混合物を追加供給することができる。反応混合物は、反応容器と分離装置の間を、チューブ、パイプ、その他の液体を輸送する手段により移送される。反応混合物は、反応器と分離装置の間をポンプまたは重力により移送されるが、この列には追加の容器や装置を含むことができる。
【００４３】
反応温度より低い温度で、ＬＥＯがＣＥＯよりも反応溶媒に溶解しにくいときには、第２の実施形態が第１の実施形態よりも好ましい。
【００４４】
本発明の方法で生成する好ましいＣＥＯは、１，４−ブタンジオールとジメチルテレフタレートから誘導される２量体（３，８，１５，２０−テトラオキサトリシクロ［２０．２．２．２１０，１３］オクタコサ−１０，１２，２２，２４，２５，２７−ヘキサエン−２，９，１４，２１−テトロン）（構造１）；１，４−ブタンジオールとジメチルテレフタレートから生成される３量体（３，８，１５，２０，２７，３２−ヘキサオキサテトラシクロ［３２．２．２．２１０，１３．２２２，２５］ドテトラコンタ−１０，１２，２２，２４，３４，３６，３７，３９，４１−ノナエン−２，９，１４，２１，２６，３３−ヘキソン）；１，３−プロパンジオールとジメチルテレフタレートから生成される２量体（３，７，１４，１８−テトラオキサトリシクロ［１８．２．２．２９，１２］ヘキサコサ−９，１１，２０，２２，２３，２５−ヘキサエン−２，８，１３，１９−テトロン）（構造２）；ジ（エチレングリコール）とジメチルテレフタレートから生成される２量体（３，６，９，１６，１９，２２−ヘキサオキサトリシクロ［２２．２．２．２１１，１４］トリアコンタ−１１，１３，２４，２６，２７，２９−ヘキサエン−２，１０，１５，２３−テトロン）（構造３）；およびエチレングリコールとジメチルテレフタレートから生成される３量体（３，６，１３，１６，２３，２６−ヘキサオキサテトラシクロ［２６．２．２．２８，１１．２１８，２１］ヘキサトリアコンタ−８，１０，１８，２０，２８，３０，３１，３３，３５−ノナエン−２，７，１２，１７，２２，２７−ヘキソン）である。
【００４５】
【化１】
【００４６】
本発明の方法により生成されるＣＥＯは、分子量のより大きいポリエステルに重合することができ、それらは、射出成形、ブロー成形、押出成形、ファイバ、フィラメントおよびフィルムにおいて多くの用途を持ち、耐久製品や使い捨て製品の製造に有用である。ＣＥＯは、また、金型内で直接重合することができる。
【実施例】
【００４７】
（実施例）
使用した反応器の概略図を図１に示す。１０は、ポリマービーズに担持したチラザイム（Ｃｈｉｒａｚｙｍｅ）（登録商標）Ｌ−２リパーゼ、およびジメチルテレフタレートとジ（エチレングリコール）の０．１Ｍトルエン溶液を含有する、６００ｍＬのジャケット付反応容器である。１１は、室温に保たれた６００ｍＬの反応容器である。各反応器にはランニング攪拌機１２が設置されている。容器１０の溶媒の温度は、ヒーター１４で加熱され、容器１０のジャケット１５を循環する熱シリコーン油により、５０〜５５℃に維持される。反応溶液は、ポンプ１６でチューブ１７を通って容器１１へ送られ、リパーゼはガラス濾過器１３によって所定の位置に保持される。所望のＣＥＯ反応生成物である、ジメチルテレフタレートとジ（エチレングリコール）から誘導される環状２量体（ＣＰＥＯＴ）（構造３）は、容器１１内で沈殿し、ガラス濾過器１８上に回収される。濾過された室温の反応溶液は、ポンプ１９によってチューブ２０を通って容器１０の頂部に送られる。この間、十分な量の、トルエンに溶解したジメチルテレフタレートとジ（エチレングリコール）が、開口２１から容器１０の頂部に添加され、容器１０内の出発材料の濃度および一定の容量が維持される。反応溶液を、５０ｍＬ／ｍｉｎの窒素流で連続的にパージし、１μｌ／ｍｉｎの水を連続的に追加する。所望時間、連続的に反応させる。反応が完了した時点で、容器１１を空にし、回収されたＣＰＥＯＴを回収する。純度は、ＨＰＬＣによる測定で、９０％より高いが、シリカゲルのカラムクロマトグラフィーによりさらに精製することができる。
【００４８】
試料を、ＬＣＭＳを用いて次の方法により分析する。約１０滴の反応混合物を１．５ｍｌのｏ−クレゾールに加える。ｏ−クレゾール混合物を攪拌しながら、１００〜１２５℃で５分間加熱する。その後、５滴のｏ−クレゾール溶液を３ｍｌのクロロフォルムに加え、混合物を振盪し、０．４５ミクロンのフィルタ（アクロディスク（Ａｃｒｏｄｉｓｃ）（登録商標）ＣＲ２５ｍｍシリンジフィルタ、ゲルマン・ラボラトリー（Ｇｅｌｍａｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ））を通して、液体クロマトグラフの試料バイアルに濾過する。分析は、ＨＰ Ｇ１３１５Ａ ＵＶダイオードアレイ検出器（ＨＰ Ｇ１３１５Ａ ＵＶ Ｄｉｏｄｅ ａｒｒａｙ ｄｅｔｅｃｔｏｒ）およびＨＰ Ｇ１９４６Ａ マススペクトロメーター検出器（ＨＰ Ｇ１９４６Ａ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ ｄｅｔｅｃｔｏｒ）を備えた、ヒューレット−パッカード（登録商標）１１００液体クロマトグラフ（Ｈｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ（登録商標）１１００ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈ）を使用して実施する。流量１ｍｌ／ｍｉｎのＣＨＣｌ３を溶出剤とし、２本のピーエルゲル（登録商標）５０オングストロームカラム（ＰＬＧｅｌ（登録商標）５０ Ａｎｇｓｔｒｏｍ ｃｏｌｕｍｎ）を使用する。環状オリゴマーのピークは、質量クロマトグラフのスペクトルと、入手できるなら、対応する高分子量ポリマーから抽出された純環状オリゴマー試料とによって同定する。環状オリゴマーの濃度は、補正なしの面積パーセント法により測定する。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施例に記載の連続方法で使用される反応器の概略図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酵素を触媒として、直鎖状エステルオリゴマーから環状エステルオリゴマーを連続的に製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
環状エステルオリゴマー（ＣＥＯ）は、古くから知られている；例えば米国特許公報（特許文献１）を参照されたい。それらは、多くの直鎖状ポリエステル中に、様々な、通常はわずかな量で存在することが知られており、そのような直鎖状ポリエステルから分離されてきた；例えば（非特許文献１）および（非特許文献２）を参照されたい。それらは、低粘度の液体であることが多く、開環重合によって、より高分子量の直鎖状ポリエステルに重合できることが以前から知られていた；例えば米国特許公報（特許文献２）および米国特許公報（特許文献３）並びにそれらの中で引用されている文献を参照されたい。この比較的低粘度の液体から高分子量のポリマーを容易に生成する性質が、これらのＣＥＯを、反応射出成形方式に用いる材料として魅力のあるものにしている。この反応射出成形方式は、型の中で低粘度の材料を高分子量ポリマーに転換して最終形状の成形品を得るものである。
【０００３】
しかしながら、そのようなＣＥＯは、例えば、非常に高い希釈条件を必要とすること、および／または、ジオールおよび生成するＨＣｌと反応させる塩基とともに、ハロゲン化ジアシルなどの比較的高価な出発物質を使用することから、調製は困難かつ高価であった；例えば、米国特許公報（特許文献２）を参照されたい。多くの場合、こうした製造コストの高さのためにＣＥＯの商業的な使用が妨げられてきており、それ故、低コストのＣＥＯの製造方法が大きな関心事となっている。
【０００４】
最近、（トランス）エステル化反応を触媒する酵素を使用して、ジカルボン酸またはそれらのジエステルとジオールからポリエステルを製造できることが見出された；例えば（非特許文献３）、（非特許文献４）および（非特許文献５）を参照されたい。ある場合には、そうした反応で少量のＣＥＯ副生成物も生成されることが報告されている；例えば（非特許文献６）を参照されたい。そのような反応において存在するＣＥＯの量に関して報告した研究もある；例えば（非特許文献７）を参照されたい。後者の研究では、酵素触媒反応のＣＥＯの生成は、非酵素触媒反応においてＣＥＯの生成を支配する規則と同タイプの規則に従い、また、反応を非常に高い希釈条件で行わないと、酵素触媒反応では非常に僅かのＣＥＯしか生成できないと結論している。これらすべての文献に記載された製造方法では、重合生成物をさらに高分子量とするために、トランスエステル化／エステル化の副生成物であるアルコールまたは水を除去（通常、不活性ガスの曝気により）している。
【０００５】
最近の論文、（非特許文献８）には、ジメチルテレフタレートとジエチレングリコールまたはビス（２−ヒドロキシエチル）チオエーテルとの酵素触媒反応により、２量体環状エステルの本質的に完全な生成がなされ、一方で、１，５−ペンタンジオールの使用により、いくらかの直鎖状ポリエステルとともに、比較的高い収率で２量体環状エステルを得ることができる方法が記載されている。ジエチレングリコールとビス（２−ヒドロキシエチル）チオエーテルにより、高収率で環状エステルが得られるのは、２量体環状エステルの生成に有利なπ−スタッキングタイプの近接相互作用によるものである。
【０００６】
しかしながら、当業者にはよく知られていることであるが、（非特許文献９）に教示されているように、熱力学的平衡から予測されるより多くの量のＣＥＯを、ジカルボン酸とジオールとの反応により連続プロセスで製造する方法は、この技術分野では知られていなかった。
【０００７】
驚いたことに、本発明の連続プロセスを使用して、直鎖状エステルオリゴマー（ＬＥＯ’Ｓ）を非水性媒体中でエステル化／トランスエステル化酵素触媒の存在下に反応させると、かなりの量の環状エステルオリゴマーが得られることがわかった。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第２，０２０，２９８号明細書
【特許文献２】米国特許第５，４６６，７４４号明細書
【特許文献３】米国特許第５，６６１，２１４号明細書
【非特許文献１】Ａ・Ｇ・ハリソン（Ａ．Ｇ．Ｈａｒｉｓｓｏｎ）、「アナリシス・オブ・サイクリック・オリゴマーズ・オブ・ポリ（エチレンテレフタレート）・バイ・リキッド・クロマトグラフィー／マス・スペクトロメトリー（Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｃｙｃｌｉｃ ｏｌｉｇｏｍｅｒｓ ｏｆ ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ） ｂｙ ｌｉｑｕｉｄ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ／ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）」、Ｐｏｌｙｍｅｒ、１９９７年、第３８巻、第１０号、ｐ．２５４９−２５５５
【非特許文献２】Ｇ・ウイック（Ｇ．Ｗｉｃｋ）、エッチ・ジートラー（Ｈ．Ｚｅｉｔｌｅｒ）、「サイクリック・オリゴマーズ・イン・ポリエステルズ・フロム・ジオールズ・アンド・アロマティック・ジカルボキシリック・アシッヅ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｏｌｉｇｏｍｅｒｓ ｉｎ ｐｏｌｙｅｓｔｅｒｓ ｆｒｏｍ ｄｉｏｌｓ ａｎｄ ａｒｏｍａｔｉｃ ｄｉｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ａｃｉｄｓ）」、Ａｎｇｅｗａｎｄｔｅ Ｍａｋｒｏｍｏｌｅｋｕｌａｒｅ Ｃｈｅｍｉｅ、１９８３年、第１１２巻、ｐ．５９−９４
【非特許文献３】Ｘ・Ｙ・ウー（Ｘ．Ｙ．Ｗｕ）ら、「Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、１９９８年、第２０巻、ｐ．３２８−３３２
【非特許文献４】Ｅ・Ｍ・アンダーソン（Ｅ．Ｍ．Ａｎｄｅｒｓｏｎ）ら、「Ｂｉｏｃａｔａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｂｉｏｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ」、１９９８年、第１６巻、ｐ．１８１−２０４（１９９８年）
【非特許文献５】Ｈ・Ｇ・パーク（Ｈ．Ｇ．Ｐａｒｋ）ら、」Ｂｉｏｃａｔａｌｙｓｉｓ」、１９９４年、第１１巻、ｐ．２６３−２７１
【非特許文献６】Ｇ・メゾウル（Ｇ．Ｍｅｚｏｕｌ）ら、「Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ」、１９９６年、第３６巻、ｐ．５４１−５４８
【非特許文献７】Ｃ・バーケイン（Ｃ．Ｂｅｒｋａｎｅ）ら、「Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ」、１９９７年、第３０巻、ｐ．７７２９−７７３４
【非特許文献８】Ａ・ラバレッテ（Ａ．Ｌａｖａｌｅｔｔｅ）ら、「Ｂｉｏｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ」、２００２年、第３巻、ｐ．２２５−２２８
【非特許文献９】Ｈ・ジェイコブソン（Ｈ．Ｊａｃｏｂｓｏｎ）およびＷ・Ｈ・ストックメイヤー（Ｗ．Ｈ．Ｓｔｏｃｋｍｅｙｅｒ）、「インターモレキュラー・リアクション・アンド・ポリコンデンセイションＩ．ザ・セオリー・オブ・リニアー・システムズ（Ｉｎｔｅｒｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｒｅａｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｏｌｙｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ Ｉ．Ｔｈｅ Ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ Ｌｉｎｅａｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ）」、Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｈｙｓｉｃｓ、１９５０年１２月、第１８巻、第１２号
【非特許文献１０】Ｆ・ダブリュー・ビルメーヤー（Ｆ．Ｗ．Ｂｉｌｌｍｅｙｅｒ）、「Ｔｅｘｔｂｏｏｋ ｏｆ Ｐｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ」、第３版、ジョン・ウィリー・アンド・サンズ（Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ）、１９８４年、ｐｐ．２５−４８
【非特許文献１１】柴田充弘ら、「デポリメリゼーション・オブ・ポリ（ブチレンズ・テレフタレート）・ユージング・ハイ−テンプリチャー・アンド・ハイ−プレッシャー・メタノール（Ｄｅｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｌｙ（ｂｕｔｙｌｅｎｅｓ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ） ｕｓｉｎｇ ｈｉｇｈ−ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｈｉｇｈ−ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｍｅｔｈａｎｏｌ）」、Ｊ．Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ、２０００年、第７７巻、第１４号、ｐ．３２２８−３２３３
【非特許文献１２】クマー（Ｋｕｍａｒ）、ラジェシュ（Ｒａｊｅｓｈ）ら、「エンザイマティック・シンセシス・オブ・マルチ−コンポーネント・コポリマーズ・アンド・ゼア・ストラクチュラル・キャラクタリゼーション（Ｅｎｚｙｍａｔｉｃ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｍｕｌｔｉ−ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ）」、Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｐｒｅｐｒｉｎｔｓ、アメリカン・ケミカル・ソサエティ、ディビジョン・オブ・ポリマー・ケミストリー（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ， Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）、２００３年、第４４巻、第１号、ｐ．９９８−９９９
【非特許文献１３】Ｒ・Ｊ・カズラウカス（Ｒ．Ｊ．Ｋａｚｌａｕｋａｓ）ら、「バイオトランスフォーメーション・ウィズ・リパーゼズ（Ｂｉｏｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ Ｌｉｐａｓｅｓ）」、「Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、（独国）、第２版、第８ａ巻、エッチ・ジェイ・レーム（Ｈ．Ｊ．Ｒｅｈｍ）ら編、ウィリー−ブイシーエッチ（Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ）、バインハイム（Ｗｅｉｎｈｅｉｍ）、１９９８年、ｐ．４０−１９１
【非特許文献１４】Ｇ・Ｅ・ビッカースタッフ（Ｇ．Ｅ．Ｂｉｃｋｅｒｓｔａｆｆ）編、「Ｉｍｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｎｚｙｍｅｓ ａｎｄ Ｃｅｌｌｓ」、フマナ・プレス（Ｈｕｍａｎａ Ｐｒｅｓｓ）、トトワ（Ｔｏｔｏｗａ）、ニュージャージー州（ＮＪ）、１９９７年
【非特許文献１５】Ｊ・アンダーソン（Ｊ．Ａｎｄｅｒｓｏｎ）、ティー・バイルン（Ｔ．Ｂｙｒｎｅ）、ケイ・ジェイ・ウェルフェル（Ｋ．Ｊ．Ｗｏｅｌｆｅｌ）、Ｊ・イー・ミーニー（Ｊ．Ｅ．Ｍｅａｎｙ）、Ｇ・Ｔ・スパイリディス（Ｇ．Ｔ．Ｓｐｙｒｉｄｉｓ）、ワイ・ポッカー（Ｙ．Ｐｏｃｋｅｒ）、「Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ」、１９９４年、第７１巻、ｐ．７１５−７１８
【非特許文献１６】Ｔ・フルタニ（Ｔ．Ｆｕｒｕｔａｎｉ）、Ｒ・シュ（Ｒ．Ｓｕ）、エッチ・オオシマ（Ｈ．Ｏｏｓｈｉｍａ）、Ｊ・カトウ（Ｊ．Ｋａｔｏ）、「Ｅｎｚｙｍｅ ａｎｄ Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、１９９５年、第１７巻、ｐ．１０６７−１０７２
【非特許文献１７】Ｊ・ツォウ（Ｊ．Ｚｈｏｕ）、Ｒ・Ｊ・アイン（Ｒ．Ｊ．Ａｉｎ）、Ｃ・Ｍ・リリー（Ｃ．Ｍ．Ｒｉｌｅｙ）、Ｒ・Ｌ・ショーウェン（Ｒ．Ｌ．Ｓｃｈｏｗｅｎ）、「Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ」、１９９５年、第２３１巻、ｐ．２６５−２６７
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（ｉ）溶媒に溶解した直鎖状エステルオリゴマーを酵素と接触させて、環状エステルオリゴマーに富む溶液を生成する工程、および
（ｉｉ）その溶液から環状エステルオリゴマーを分離する工程
を連続的に行うことを含む環状エステルオリゴマーの製造方法が、ここに開示され、特許請求される。
この方法は、再循環または直線反応器を用いて行われる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本明細書中、ある決められた用語が使用されており、そのいくつかを下記に定義する。
【００１１】
「重合度」（ＤＰ）は、オリゴマー鎖における繰り返し単位の数を意味する。ジカルボン酸とジオールとからのポリエステルの繰り返し単位とは、１つのジカルボン酸由来の単位と１つのジオール由来の単位とを有するユニットのことをいう。ヒドロキシカルボン酸の繰り返し単位は、単一のヒドロキシカルボン酸分子から誘導される。
【００１２】
本明細書で使用される際、「ジカルボン酸」という用語は、２つのカルボキシル基を有する有機化合物であり、ジカルボン酸もしくはジエステルなどのその簡単な誘導体、または、ジカルボン酸のハーフアシッドエステルから誘導される化合物、あるいは、それらの混合物を含む。ジカルボン酸は、本明細書で示す方法に記載された各種の反応を実質的に阻害することのないアルキル、ハロゲン、エーテル、チオエーテルおよびオキソ（ケト）などの１つまたは複数の官能基で置換されていてもよい。ジカルボン酸は、その構造の一部に芳香環を含んでいてもよい。脂肪族ジカルボン酸もまた、使用することができる。「ヒドロキシカルボン酸」という用語は、ヒドロキシ基およびカルボキシル基を有する有機化合物を意味し、カルボキシル基がカルボン酸もしくはエステルなどのその簡単な誘導体である化合物を含む。
【００１３】
「ジオール」は、２つのヒドロキシ基を有する有機化合物またはその簡単な誘導体を意味する。ジオールは、本明細書で示す方法に記載された各種の反応を実質的に阻害することのないハロゲン、エーテル、チオエーテルおよびオキソ（ケト）などの１つまたは複数の官能基で置換されていてもよい。ジオールは、その構造の一部に芳香環を含んでいてもよい。
【００１４】
「モノマー」は、上に定義したようなジカルボン酸、ヒドロキシカルボン酸またはジオールを意味する。
【００１５】
「環状エステルオリゴマー」（ＣＥＯ）は、少なくとも１つのジカルボン酸と少なくとも１つのジオールから、少なくとも１つのヒドロキシカルボン酸から、または、少なくとも１つのジカルボン酸、少なくとも１つのジオールおよび少なくとも１つのヒドロキシカルボン酸の組み合わせから誘導される環状の化合物を意味する。ＣＥＯ中の各種のジオール、ジカルボン酸およびヒドロキシカルボン酸の部分はエステル基によって結合している。
【００１６】
本明細書における「二量体」ＣＥＯは、ジカルボン酸およびジオールから誘導され、ＣＥＯ中に２つのジカルボン酸部分と２つのジオール部分が存在する化合物を意味するが、他方、二量体ＣＥＯがヒドロキシカルボン酸から生成されるときは、それは２つのヒドロキシカルボン酸分子から誘導される。三量体、四量体などのＣＥＯは同様に定義される。ＣＥＯは、２つ以上の異なるジカルボン酸、２つ以上の異なるジオールおよび／または２つ以上のヒドロキシカルボン酸から調製することができる。ＣＥＯは、約１〜約２０、好ましくは約１〜約１０、より好ましくは約１〜約５の重合度（ＤＰ）を有することが好ましい。
【００１７】
「直鎖状エステルオリゴマー」（ＬＥＯ）は、本明細書では、１つまたは複数のジカルボン酸と１つまたは複数のジオールから、１つまたは複数のヒドロキシカルボン酸から、あるいは、１つまたは複数のジカルボン酸、１つまたは複数のジオールおよび１つまたは複数のヒドロキシカルボン酸の組み合わせから誘導される直鎖状の化合物を意味する。ＬＥＯは、約１〜約２０、好ましくは約１〜約１０、より好ましくは約１〜約５の重合度（ＤＰ）を有することが好ましい。
【００１８】
ＬＥＯは、溶融重合；溶液重合；酵素触媒重合；ポリエステルの熱解重合、ポリエステルのアルコリシス（例えばメタノリシス）や加水分解などのポリエステルの解重合；または当業者に知られる他の方法で生成することができる。溶融重合の使用例としては、（非特許文献１０）を参照されたい。解重合の使用例としては、（非特許文献１１）を参照されたい。酵素触媒の使用例としては、（非特許文献１２）を参照されたい。
【００１９】
「直鎖状エステルオリゴマー」（ＬＥＯ）という用語は、また、１つまたは複数のジカルボン酸と１つまたは複数のジオールから、１つまたは複数のヒドロキシカルボン酸から、または、１つまたは複数のジカルボン酸、１つまたは複数のジオールおよび１つまたは複数のヒドロキシカルボン酸の組み合わせから誘導される少なくとも１つの直鎖状化合物と、ＬＥＯがトランスエステル化触媒の存在下に重合または解重合により生成されるとき、自然に存在するＣＥＯとの両方を含む混合物を包含する。自然に存在するＣＥＯの量は、（非特許文献９）に教示されているように、熱力学平衡から推測される。
【００２０】
本発明で使用するＬＥＯを誘導するための、ジオールの好ましい１つのタイプは、各ヒドロキシル基が異なるアルキル炭素原子と結合している脂肪族ジオールである。他の好ましいジオールとしては、一般式がＨＯＣＨ２（ＣＲ１Ｒ２）ｎＣＨ２ＯＨであるジオールが挙げられる。ここでＲ１およびＲ２は、それぞれ独立に水素またはアルキル基であり、ｎは０〜１０の整数であるが、全てのＲ１およびＲ２が水素であることが好ましく、特にｎが０または１〜４の整数であることが好ましく、ｎが１または２であることがより好ましい。一般式がＨＯ（（ＣＨ２）ｐＯｒ）Ｈであるジオールもまた好ましい。ここで、ｐは２〜１５、ｒは１〜１０である。同じ一般式で、ｐが２〜１０、ｒが１〜５のジオールがより好ましい。シクロヘキサンジメタノールなどの脂環式ジオールもまた好ましい。ハイドロキノンなどの芳香族ジオールも、チオエーテルと同様、使用することができる。
【００２１】
本発明で使用するＬＥＯを誘導するための、好ましいジカルボン酸（または、ハーフアシッドエステルおよびジエステルを含むそれらの誘導体）は、イソフタル酸、置換イソフタル酸、テレフタル酸、置換テレフタル酸および２，６−ナフタレンジカルボン酸、並びにそれらの組み合わせである。より好ましいカルボン酸はテレフタル酸およびイソフタル酸であり、特にテレフタル酸が好ましい。好ましい脂肪族ジカルボン酸は、アジピン酸、グルタル酸、コハク酸、セバシン酸およびマレイン酸である。使用されるジカルボン酸はジエステルの形態であることが特に好ましい。好ましいジカルボン酸と上記一般式で明記したジオールのいかなる組み合わせも、本発明での使用に好ましいＬＥＯを製造するために使用することができる。
【００２２】
本発明で使用するＬＥＯを誘導するための、ジカルボン酸とジオールとの好ましい組み合わせとしては、ジメチルテレフタレートと、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）、ジ（ブチレングリコール）、ジ（プロピレングリコール）、トリ（ブチレングリコール）、またはこれらの混合物との組み合わせ；ジメチルイソフタレートと、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）、ジ（ブチレングリコール）、ジ（プロピレングリコール）、トリ（ブチレングリコール）、またはこれらの混合物との組み合わせ；ジメチルテレフタレートとシクロヘキサンジメタノールとの組み合わせ；およびジメチル２，６−ナフタレンジカルボキシレートと、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）、ジ（ブチレングリコール）、ジ（プロピレングリコール）、トリ（ブチレングリコール）、またはこれらの混合物との組み合わせが挙げられる。
【００２３】
ｐ−ヒドロキシ安息香酸や２−ヒドロキシ−６−ナフトエ酸などのヒドロキシカルボン酸を、使うとするならば、コモノマーとしてジオールおよびジカルボン酸ととも使用することが好ましい。
【００２４】
本発明のプロセスで生成されたＣＥＯは、また、前記のジオールおよびジカルボン酸（または、ハーフアシッドエステルおよびジエステルを含むそれらの誘導体）からも好適に生成できることは明らかである。
【００２５】
本発明の方法では、溶媒に溶解したＬＥＯは、トランスエステル化／エステル化酵素が触媒する分子内環化反応により連続的にＣＥＯに転換される。このようにして生成されたＣＥＯは、酵素との接触を断たれ、分離され、回収される。未反応ＬＥＯは連続的に酵素の存在下へ戻され、さらに連続的にＣＥＯに転換される。このプロセスで使用するＬＥＯは、本プロセスに供給される前に、上に列挙したような当業者に知られた方法で生成しておいてもよい。ＬＥＯは、また、本発明のプロセスのその場で生成してもよい。その場で生成されるＬＥＯは、ジカルボン酸とジオールおよび／またはヒドロキシカルボン酸モノマーの酵素触媒反応で生成されることが好ましい。この反応で使用する酵素は、ＬＥＯからＣＥＯへの転換に使用するものと同じ酵素であってもよく、異なる酵素であってもよい。あるいは、ＬＥＯは本発明のプロセスに供給される前に生成されてもよく、また、プロセスの途中のその場でモノマーから生成されてもよい。ＬＥＯは、また、プロセスの途中で、予め生成されたＬＥＯと追加のモノマーから重合度がより高いＬＥＯを生成する反応によって生成されてもよい。酵素を触媒とするＬＥＯの反応で生成されたＣＥＯは、生成元のＬＥＯより低いＤＰを有することがある。そうした場合には、ＬＥＯの酵素触媒による分子内環化によって、副生成物として別のＬＥＯまたはジオール、ジカルボン酸もしくはヒドロキシカルボン酸が生成される。
【００２６】
本発明のプロセスでは、反応物質（「反応物質」という用語は、本明細書で用いられるときは、ＬＥＯおよび／またはモノマーをいう）を、有機反応溶媒に溶解して反応混合物を調製する。必要ならば、反応物質を溶解させるために溶媒を加熱してもよい。好ましい溶媒としては、トルエン、テトラヒドロフラン、ｏ−ジクロロベンゼン、ヘキサン、ジフェニルエーテル、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、またはそれらの混合物が挙げられる。より好ましいのは、トルエン、ｏ−ジクロロベンゼンおよびメチルイソブチルケトンである。
【００２７】
本反応で使用される酵素は、カルボン酸のエステル化、エステルのトランスエステル化および／またはエステルの加水分解に対して触媒作用を有する少なくとも１つの酵素である。使用することができる酵素の代表的なタイプとしては、リパーゼ、プロテアーゼおよびエステラーゼが挙げられる。例えば、（非特許文献１３）のアール・ジェイ・カズラウカス（Ｒ．Ｊ．Ｋａｚｌａｕｋａｓ）らの章を参照されたい。酵素は反応混合物に溶解せず、固体物質に付着させてもよい（担持乃至固定化する）；例えば、（非特許文献１４）を参照されたい。担体としては、珪藻土、多糖類（例えば、キトサン、アルギン酸塩またはカラゲナン）、チタニア、シリカ、アルミナ、ポリアクリレート、ポリメタクリレートおよびイオン交換樹脂などの物質が挙げられ、また、酵素は、吸着させてもよく、共有結合で付着させてもよく、イオン結合で付着させてもよく、あるいは架橋した酵素結晶（ＣＬＥＣＳ）の形態としてもよい。酵素は、また、予め担体に固定化せずに使用してもよく、攪拌した反応混合物に懸濁させてもよい。固定化酵素の比活性は、約０．１ＩＵ／ｇ固定化酵素〜約２０００ＩＵ／ｇ固定化酵素であることが好ましく、約１０ＩＵ／ｇ固定化酵素〜約５００ＩＵ／ｇ固定化酵素であることがより好ましい。
【００２８】
本発明で使用される好ましい酵素は、アスペルギルス属（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ）、アルトロバクター属（Ａｒｔｈｒｏｂａｃｔｅｒ）、アルカリゲネス属（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ）、桿菌属（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）、ブレビバクテリウム属（Ｂｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ）、シュードモナス属（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）、クロモバクテリウム属（Ｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）、カンジダ属（Ｃａｎｄｉｄａ）、フザリウム属（Ｆｕｓａｒｉｕｍ）、ゲオトリクム属（Ｇｅｏｔｒｉｃｈｕｍ）、ヒューミコラ属（Ｈｕｍｉｃｏｌａ）、ムコール属（Ｍｕｃｏｒ）、ピチア属（Ｐｉｃｈｉａ）、ペニシリウム属（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ）、リゾムコール属（Ｒｈｉｚｏｍｕｃｏｒ）、クモノスカビ属（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ）またはサームス属（Ｔｈｅｒｍｕｓ）の有機体由来の細菌性および真菌性酵素触媒である。特に好ましい細菌性および真菌性酵素触媒は、アルトロバクター種（Ａｒｔｈｒｏｂａｃｔｅｒ ｓｐ．）、アルカリゲネス種（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ ｓｐ．）、アスペルギルスニガー（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒ）、こうじ菌（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｏｒｙｚａｅ）、バチルスセレウス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｃｅｒｅｕｓ）、リケニホルミス菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ）、枯草菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ）、バチルスコアギュランス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｃｏａｇｕｌａｎｓ）、ブレビバクテリウムアンモニアゲネス（Ｂｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ ａｍｍｏｎｉａｇｅｎｅｓ）、ブルコルデリアプランタリー（Ｂｕｒｋｈｏｌｄｅｒｉａ ｐｌａｎｔａｒｉｉ）、カンジダアンタルチカ（Ｃａｎｄｉｄａ ａｎｔａｒｔｉｃａ）、カンジダシリンドラセア（Ｃａｎｄｉｄａ ｃｙｌｉｎｄｒａｃｅａ）、カンジダリポリチカ（Ｃａｎｄｉｄｉａ ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）、カンジダユティリス（Ｃａｎｄｉｄａ ｕｔｉｌｉｓ）、カンジダルゴサ（Ｃａｎｄｉｄａ ｒｕｇｏｓａ）、クロモバクテリウムヴィスコスム（Ｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｖｉｓｃｏｓｕｍ）、フザリウムソラニ（Ｆｕｓａｒｉｕｍ ｓｏｌａｎｉ）、ゲオトリクムカンディドゥム（Ｇｅｏｔｒｉｃｈｕｍ ｃａｎｄｉｄｕｍ）、ヒューミコララヌギノザ（Ｈｕｍｉｃｏｌａ ｌａｎｕｇｉｎｏｓａ）、ムコール種（Ｍｕｃｏｒ ｓｐ．）、ムコールジャポニクス（Ｍｕｃｏｒ ｊａｐｏｎｉｃｕｓ）、ムコールジャワニクム（Ｍｕｃｏｒ ｊａｖａｎｉｃｕｍ）、ムコールミエヘイ（Ｍｕｃｏｒ ｍｉｅｈｅｉ）、ピチアミソ（Ｐｉｃｈｉａ ｍｉｓｏ）、リゾムコールミエヘイ（Ｒｈｉｚｏｍｕｃｏｒ ｍｉｅｈｅｉ）、リゾープス種（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｓｐ．）、リゾープスニグリカンス（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｎｉｇｒｉｃａｎｓ）、リゾープスオリザエ（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｏｒｙｚａｅ）、リゾープスアルヒズス（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ａｒｒｈｉｚｕｓ）、リゾープスデレマール（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｄｅｌｅｍａｒ）、リゾープスニべウス（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｎｉｖｅｕｓ）、ペニシリウムアシラーゼ（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ ａｃｙｌａｓｅ）、ペニシリウムロクエフォルティ（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ ｒｏｑｕｅｆｏｒｔｉ）、サームスアクアティクス（Ｔｈｅｒｍｕｓ ａｑｕａｔｉｃｕｓ）、サームスフラヴス（Ｔｈｅｒｍｕｓ ｆｌａｖｕｓ）、サームステルモフィルス（Ｔｈｅｒｍｕｓ ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ）、クロモバクテリウムヴィスコスム（Ｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｖｉｓｃｏｓｕｍ）、シュードモナス種（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｓｐ．）、緑膿菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）、シュードモナスバークホルデリア（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｂｕｒｋｈｏｌｄｅｒｉａ）、シュードモナス・セパシア（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｃｅｐａｃｉａ）、シュードモナスフルオレッセンス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ）またはシュードモナスプチダ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｐｕｔｉｄａ）由来のものである。最も好ましいリパーゼは、カンジダアンタルチカＢ−リパーゼ（Ｃａｎｄｉｄａ ａｎｔａｒｔｉｃａ Ｂ−ｌｉｐａｓｅ）「ＣＡＬＢ」（非特許文献４）などのカンジダアンタルチカ（Ｃａｎｄｉｄａ ａｎｔａｒｔｉｃａ）由来のものである。Ｃ．アンタルチカ（Ｃ．ａｎｔａｒｔｉｃａ）由来の、適切な商業的に入手可能な触媒の例としては、ノボザイム（Ｎｏｖｏｚｙｍ）（登録商標）４３５（製品番号＃Ｌ４７７７、シグマ−アルドリッチ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）、ミズーリ州（ＭＯ））およびキラザイム（ＣＨＩＲＡＺＹＭＥ）Ｌ−２、ｃ−ｆ Ｃ２、ｌｙｏ（ＩＤ番号＃２２０７２５７、バイオキャタリティックス（Ｂｉｏｃａｔａｌｙｔｉｃｓ）、パサディナ（Ｐａｓａｄｅｎａ）、カリフォルニア州（ＣＡ））が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
【００２９】
全プロセスを通じて、酵素の水和状態と触媒活性状態を保つため、反応混合物中に十分な水が存在しなければならない。プロセスの最初に、適当な量の水を溶媒に加える必要がある場合もあり、全プロセスを通じて水の供給を続ける必要があることもしばしばある。反応全体を通じて酵素の活性を維持するのに必要な水の量は、ＣＥＯの生成速度を測定することによって決定できる。酵素触媒の活性評価の方法については、（非特許文献１５）、（非特許文献１６）および（非特許文献１７）を参照されたい。一般に、溶媒の親水性が高いほど、多くの水を加えなければならない。例えば、溶媒としてヘキサンを使用するときは、約５０ｐｐｍの水が必要である。トルエンを使用するときは、約１００〜約２００ｐｐｍの水が必要であり、メチルイソブチルケトンを使用するときは、約４００〜５００ｐｐｍの水が存在しなければならない。溶媒中に存在する水の量は、カール−フィッシャー（Ｋａｒｌ−Ｆｉｓｃｈｅｒ）滴定法または当業者に知られた他の方法で測定できる。
【００３０】
反応混合物は、プロセスの間、好ましくは不活性ガスで連続的にパージし、生成したアルコールなどのトランスエステル化／エステル化プロセスの副生成物を除去することが好ましい。このパージプロセスによって水もまた除かれることがあり、その場合、全プロセスを通じて水を供給し、水の量を維持して、酵素活性が維持されるようにする必要がある。もしパージプロセスによって溶媒が除去されるなら、場合により、同様に、全プロセス期間を通じて溶媒を追加しなければならない。
【００３１】
本発明の方法は、反応物質が部分的にまたは完全にＣＥＯに転換される条件下、反応容器内で、ＬＥＯを酵素と連続的に接触させることを含む。酵素は固体担体に担持させてもよいし、担持させずに使用してもよい。酵素は固定層として存在させてもよいし、攪拌した反応混合物中に懸濁させてもよく、また、反応容器は、酵素がＬＥＯからＣＥＯの生成に触媒作用を示す温度（「反応温度」）に維持する。反応混合物は、連続的に分離装置へと送られ、そこで、生成されたＣＥＯの全てまたは一部が、当業者に知られた方法で分離され、必要ならば、精製される。分離装置は、そこでＣＥＯが反応混合物から分離されるフィルタや抽出器などの容器その他の装置を意味する。ＣＥＯが分離された残りの反応混合物は、その後、酵素との接触に連続的に戻される。それが反応器内で酵素と接触させるために戻される前、または戻されたときに、追加のＬＥＯおよび／またはモノマーを加えてもよい。加えられたモノマーの少なくとも一部は、酵素の触媒作用によって反応し、ＬＥＯを生成する。存在するモノマーは、既に存在するＬＥＯと反応して、より重合度の高いＬＥＯを生成する。カルボン酸よりもジオールが多く存在すると、またはその逆の場合、モノマーはＬＥＯと反応して、ＬＥＯの重合度を低くする。存在するＬＥＯの重合度を低くするために、過剰のジオールまたは過剰のジカルボン酸モノマーを反応混合物に加えることが好ましい。これが望ましいのは、低重合度のＬＥＯが、高重合度のそれよりも反応溶媒によりよく溶解するときである。生成されたＣＥＯは、２〜約３０、より好ましくは２〜約１０の重合度を有していることが好ましい。酵素は触媒として連続的に作用し、存在するＬＥＯの全てまたは一部をＣＥＯに転換する。
【００３２】
分離装置で反応混合物からＣＥＯを分離する際には、適切などのような方法をも使用することができる。もし、ＣＥＯと反応混合物の残り（例えば、もし存在するとすれば、ＬＥＯとモノマー）が、反応温度より低い温度において、反応溶媒中で異なる溶解度を有しているならば、酵素から分離したときに、反応で生成したＣＥＯまたはＬＥＯとモノマーのどちらかが、少なくとも部分的に不溶となり、少なくともその一部が溶液から沈殿する温度に維持された容器に、反応混合物を流入させる。前者の場合、不溶の、沈殿したＣＥＯは、ろ過などの適切な手段で、プロセスから除去され、回収され、その結果得られるＣＥＯを含まない反応混合物は、反応温度で酵素と接触するように連続的に戻される。後者の場合、ＣＥＯを含有する溶液は容器から除去され、適切な手段でＣＥＯを回収する。ＣＥＯを分離する方法の例としては、蒸発または蒸留による溶媒の除去；補助溶媒を加えてＣＥＯを沈殿させ、沈殿物を回収；およびＣＥＯを別の溶媒に抽出し、沈殿によりまたは蒸発もしくは蒸留による第２の溶媒の除去により分離；が挙げられる。不溶の、沈殿したＬＥＯは、連続ロータリーフィルタの使用などの適当な方法で回収し、反応溶媒に再度溶解し、反応温度で酵素と接触するように戻される。
【００３３】
ＣＥＯと、存在するＬＥＯおよびモノマーが、反応溶媒と相溶しないある溶媒に対し異なる溶解度を有する場合には、別の方法を適用することができる。この方法では、ＣＥＯまたはＬＥＯとモノマーの一部または全部を、非相溶性の溶媒を用いて向流抽出により反応混合物から分離する。非相溶性溶媒にＣＥＯが溶解する場合には、この溶媒の流れをプロセスから除去し、沈殿、抽出、蒸発および結晶化などの適切な手段によって抽出されたＣＥＯを回収し、一方、反応混合物の残りを、反応温度で酵素と接触するように戻す。ＬＥＯとモノマーが非相溶性溶媒に溶解する場合には、ＣＥＯを含有する溶液をプロセスから除き、ＣＥＯを分離する。抽出されたＬＥＯとモノマーは、反応温度で酵素と接触するように戻す。これらに対して反応溶媒を用いて２回目の向流抽出を行ってもよいし、抽出された溶液を反応溶媒で希釈してもよいし、また、非混合性溶媒を除去し、分離したＬＥＯとモノマーを反応溶媒に再度溶解させた後、酵素との接触に戻すようにしてもよい。
【００３４】
ＣＥＯを反応混合物から取り出す別の方法では、ＣＥＯの一部もしくは全部、または存在するＬＥＯおよびモノマーの一部もしくは全部を溶液から沈殿させる溶媒を追加する。後者の場合には、ＣＥＯに富む溶液を取り出し、ＣＥＯを回収する。不溶のＬＥＯおよびモノマーを、連続ロータリーフィルタを用いるなどの適切な方法で回収し、反応溶媒に再溶解し、酵素との接触に戻す。前者の場合には、不溶のＣＥＯをプロセスから取り出して回収し、残りのＬＥＯとモノマーを、第２の溶媒から、向流抽出、蒸発、晶析などの適切な方法によって除去し、反応溶媒に再溶解または希釈した後、酵素とに接触に戻す。
【００３５】
ＣＥＯを反応混合物から取り出す別の方法では、冷却、アンチソルベントの添加、溶媒の蒸発などの方法、または当業者に知られている他の方法によって、溶液から全ての成分を取り出す。ＣＥＯは、晶析、溶融晶析、または、ＣＥＯもしくはＬＥＯおよびモノマーが使用温度で溶解するような溶剤の添加によって、分離される。
【００３６】
ＣＥＯは、反応混合物またはＬＥＯおよびモノマーを含有する他の溶液から、選択的晶析；溶液を半透膜に通す；ショートパス蒸留などの蒸留技術；昇華；ＣＥＯもしくはＬＥＯおよびモノマーに対し選択性を有する吸着剤の使用；または当業者に知られている方法などの別の方法によっても、除去することができる。
【００３７】
前記方法を使用するとき、全てのＣＥＯを反応混合物から分離する必要はない。ＬＥＯおよびモノマーと共に残留するＣＥＯは、酵素と接触するように戻され、さらに反応するか、または後のプロセスで分離される。本発明のプロセスで回収されるＣＥＯの純度は、少なくとも５０重量パーセントであり、好ましくは少なくとも７５重量パーセントであり、より好ましくは少なくとも９０重量パーセントである。不純物には、ＬＥＯおよび／またはモノマーが含まれる。ＣＥＯは、クロマトグラフィーまたは再結晶などの既に知られた精製技術によって、さらに精製することができる。
【００３８】
本発明の連続法の一実施形態では、再循環反応器を使用する。最初の反応混合物を、反応容器内で酵素と接触させる。この最初の反応混合物は、本発明で使用される反応物質の溶液を含む。反応容器は、最初の反応混合物の全成分だけでなく、反応の過程で生成するＬＥＯやＣＥＯも溶解する温度に維持される。反応容器は連続的に攪拌されることが好ましい。酵素は、反応物のエステル化／トランスエステル化を触媒し、ＣＥＯに富む反応混合物を生成する。反応容器の反応混合物は、連続濾過、抽出、ソックスレー抽出、遠心分離などの知られた方法によって酵素との接触から除かれ、分離装置に導かれるが、この分離装置も連続的に攪拌される容器であってもよい。ＣＥＯを、上記方法の１つのような方法によって分離装置の反応混合物から除去し、その結果得られるＣＥＯを含まない反応混合物を反応容器に戻し、そこで酵素と再び接触させ、さらに反応させる。存在する反応物を補給するために、全プロセスを通じて、反応混合物を追加供給してもよい。
【００３９】
反応混合物は、反応容器と分離装置の間を、チューブ、パイプ、その他の液体を輸送する手段により移送される。反応混合物は、反応器と分離装置の間をポンプまたは重力により移送されるが、このループには追加の容器や装置を含むことができる。
【００４０】
本発明の第２の実施形態では、直列に連なった複数の反応容器／分離装置を含む直線式反応器を使用する。最初の反応混合物を、第１の反応容器内で酵素と接触させる。この最初の反応混合物は、酵素の存在下に反応してＣＥＯを生成することができる反応物質の組み合わせからなる溶液を含む。第１の反応容器は、最初の反応混合物の全成分だけでなく、反応の過程で生成するＬＥＯやＣＥＯも溶解する温度に維持される。第１の容器は連続的に攪拌されることが好ましい。酵素は、反応物のエステル化／トランスエステル化を触媒し、ＣＥＯに富む反応混合物を生成する。第１の反応器の反応混合物は、酵素との接触から除かれ、第１の分離装置に連続的に導入される。
【００４１】
分離装置においては、上記方法の１つなどの方法によりＣＥＯが反応混合物から取り出され、その結果得られるＣＥＯを含まない反応混合物が、場合により、反応混合物の全ての成分が溶解する温度に維持された酵素を含有する第２の反応器に導入される。反応混合物が次々と、場合により、連続的に第２の分離装置に導入されて、ＣＥＯがプロセスから除去される。このようにして、必要な数の反応容器および分離装置を連結し、反応混合物を、酵素を含有する反応容器から、酵素を含有しない分離装置に連続的に供給し、ＣＥＯを除去することができる。使用する反応容器および分離装置の数は、反応物質の転化率の程度または所望の生成物の量に依存する。反応混合物からＣＥＯを分離する方法は、各分離装置で必ずしも同じである必要はない。
【００４２】
存在する反応物質を補給するために、全プロセスを通じて、反応混合物を追加供給することができる。反応混合物は、反応容器と分離装置の間を、チューブ、パイプ、その他の液体を輸送する手段により移送される。反応混合物は、反応器と分離装置の間をポンプまたは重力により移送されるが、この列には追加の容器や装置を含むことができる。
【００４３】
反応温度より低い温度で、ＬＥＯがＣＥＯよりも反応溶媒に溶解しにくいときには、第２の実施形態が第１の実施形態よりも好ましい。
【００４４】
本発明の方法で生成する好ましいＣＥＯは、１，４−ブタンジオールとジメチルテレフタレートから誘導される２量体（３，８，１５，２０−テトラオキサトリシクロ［２０．２．２．２１０，１３］オクタコサ−１０，１２，２２，２４，２５，２７−ヘキサエン−２，９，１４，２１−テトロン）（構造１）；１，４−ブタンジオールとジメチルテレフタレートから生成される３量体（３，８，１５，２０，２７，３２−ヘキサオキサテトラシクロ［３２．２．２．２１０，１３．２２２，２５］ドテトラコンタ−１０，１２，２２，２４，３４，３６，３７，３９，４１−ノナエン−２，９，１４，２１，２６，３３−ヘキソン）；１，３−プロパンジオールとジメチルテレフタレートから生成される２量体（３，７，１４，１８−テトラオキサトリシクロ［１８．２．２．２９，１２］ヘキサコサ−９，１１，２０，２２，２３，２５−ヘキサエン−２，８，１３，１９−テトロン）（構造２）；ジ（エチレングリコール）とジメチルテレフタレートから生成される２量体（３，６，９，１６，１９，２２−ヘキサオキサトリシクロ［２２．２．２．２１１，１４］トリアコンタ−１１，１３，２４，２６，２７，２９−ヘキサエン−２，１０，１５，２３−テトロン）（構造３）；およびエチレングリコールとジメチルテレフタレートから生成される３量体（３，６，１３，１６，２３，２６−ヘキサオキサテトラシクロ［２６．２．２．２８，１１．２１８，２１］ヘキサトリアコンタ−８，１０，１８，２０，２８，３０，３１，３３，３５−ノナエン−２，７，１２，１７，２２，２７−ヘキソン）である。
【００４５】
【化１】
【００４６】
本発明の方法により生成されるＣＥＯは、分子量のより大きいポリエステルに重合することができ、それらは、射出成形、ブロー成形、押出成形、ファイバ、フィラメントおよびフィルムにおいて多くの用途を持ち、耐久製品や使い捨て製品の製造に有用である。ＣＥＯは、また、金型内で直接重合することができる。
【実施例】
【００４７】
（実施例）
使用した反応器の概略図を図１に示す。１０は、ポリマービーズに担持したチラザイム（Ｃｈｉｒａｚｙｍｅ）（登録商標）Ｌ−２リパーゼ、およびジメチルテレフタレートとジ（エチレングリコール）の０．１Ｍトルエン溶液を含有する、６００ｍＬのジャケット付反応容器である。１１は、室温に保たれた６００ｍＬの反応容器である。各反応器にはランニング攪拌機１２が設置されている。容器１０の溶媒の温度は、ヒーター１４で加熱され、容器１０のジャケット１５を循環する熱シリコーン油により、５０〜５５℃に維持される。反応溶液は、ポンプ１６でチューブ１７を通って容器１１へ送られ、リパーゼはガラス濾過器１３によって所定の位置に保持される。所望のＣＥＯ反応生成物である、ジメチルテレフタレートとジ（エチレングリコール）から誘導される環状２量体（ＣＰＥＯＴ）（構造３）は、容器１１内で沈殿し、ガラス濾過器１８上に回収される。濾過された室温の反応溶液は、ポンプ１９によってチューブ２０を通って容器１０の頂部に送られる。この間、十分な量の、トルエンに溶解したジメチルテレフタレートとジ（エチレングリコール）が、開口２１から容器１０の頂部に添加され、容器１０内の出発材料の濃度および一定の容量が維持される。反応溶液を、５０ｍＬ／ｍｉｎの窒素流で連続的にパージし、１μｌ／ｍｉｎの水を連続的に追加する。所望時間、連続的に反応させる。反応が完了した時点で、容器１１を空にし、回収されたＣＰＥＯＴを回収する。純度は、ＨＰＬＣによる測定で、９０％より高いが、シリカゲルのカラムクロマトグラフィーによりさらに精製することができる。
【００４８】
試料を、ＬＣＭＳを用いて次の方法により分析する。約１０滴の反応混合物を１．５ｍｌのｏ−クレゾールに加える。ｏ−クレゾール混合物を攪拌しながら、１００〜１２５℃で５分間加熱する。その後、５滴のｏ−クレゾール溶液を３ｍｌのクロロフォルムに加え、混合物を振盪し、０．４５ミクロンのフィルタ（アクロディスク（Ａｃｒｏｄｉｓｃ）（登録商標）ＣＲ２５ｍｍシリンジフィルタ、ゲルマン・ラボラトリー（Ｇｅｌｍａｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ））を通して、液体クロマトグラフの試料バイアルに濾過する。分析は、ＨＰ Ｇ１３１５Ａ ＵＶダイオードアレイ検出器（ＨＰ Ｇ１３１５Ａ ＵＶ Ｄｉｏｄｅ ａｒｒａｙ ｄｅｔｅｃｔｏｒ）およびＨＰ Ｇ１９４６Ａ マススペクトロメーター検出器（ＨＰ Ｇ１９４６Ａ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ ｄｅｔｅｃｔｏｒ）を備えた、ヒューレット−パッカード（登録商標）１１００液体クロマトグラフ（Ｈｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ（登録商標）１１００ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈ）を使用して実施する。流量１ｍｌ／ｍｉｎのＣＨＣｌ３を溶出剤とし、２本のピーエルゲル（登録商標）５０オングストロームカラム（ＰＬＧｅｌ（登録商標）５０ Ａｎｇｓｔｒｏｍ ｃｏｌｕｍｎ）を使用する。環状オリゴマーのピークは、質量クロマトグラフのスペクトルと、入手できるなら、対応する高分子量ポリマーから抽出された純環状オリゴマー試料とによって同定する。環状オリゴマーの濃度は、補正なしの面積パーセント法により測定する。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施例に記載の連続方法で使用される反応器の概略図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ｉｉｉ）溶媒に溶解した直鎖状エステルオリゴマーを酵素と接触させて、環状エステルオリゴマーに富む溶液を生成する工程、および
（ｉｖ）前記溶液から前記環状エステルオリゴマーを分離する工程
を連続的に行うことを含むことを特徴とする環状エステルオリゴマーの製造方法。
【請求項２】
再循環反応器を使用して前記環状エステルオリゴマーを製造することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
直線反応器を使用して前記環状エステルオリゴマーを製造することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記直鎖状エステルオリゴマーは、式ＨＯ（（ＣＨ２）ｐＯ）ｒＨ（式中、ｐは２〜１０、ｒは１〜５である）のジオールとジメチルテレフタレートとから誘導されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記直鎖状エステルオリゴマーは、式ＨＯ（（ＣＨ２）ｐＯ）ｒＨ（式中、ｐは２〜１５、ｒは１〜１０である）のジオールとジメチルテレフタレートとから誘導されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記直鎖状エステルオリゴマーは、約１〜約２０の重合度を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記酵素は、少なくとも１つのリパーゼ、プロテアーゼおよび／またはエステラーゼであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記環状エステルオリゴマーは、沈殿により前記溶液から分離されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記環状エステルオリゴマーは、抽出により前記溶液から分離されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記環状エステルオリゴマーは、蒸発により前記溶液から分離されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記環状エステルオリゴマーは、晶析により前記溶液から分離されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１】
（ｉｉｉ）溶媒に溶解した直鎖状エステルオリゴマーを酵素と接触させて、環状エステルオリゴマーに富む溶液を生成する工程、および
（ｉｖ）前記溶液から前記環状エステルオリゴマーを分離する工程
を連続的に行うことを含むことを特徴とする環状エステルオリゴマーの製造方法。
【請求項２】
再循環反応器を使用して前記環状エステルオリゴマーを製造することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
直線反応器を使用して前記環状エステルオリゴマーを製造することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記直鎖状エステルオリゴマーは、式ＨＯ（（ＣＨ２）ｐＯ）ｒＨ（式中、ｐは２〜１０、ｒは１〜５である）のジオールとジメチルテレフタレートとから誘導されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記直鎖状エステルオリゴマーは、式ＨＯ（（ＣＨ２）ｐＯ）ｒＨ（式中、ｐは２〜１５、ｒは１〜１０である）のジオールとジメチルテレフタレートとから誘導されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記直鎖状エステルオリゴマーは、約１〜約２０の重合度を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記酵素は、少なくとも１つのリパーゼ、プロテアーゼおよび／またはエステラーゼであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記環状エステルオリゴマーは、沈殿により前記溶液から分離されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記環状エステルオリゴマーは、抽出により前記溶液から分離されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記環状エステルオリゴマーは、蒸発により前記溶液から分離されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記環状エステルオリゴマーは、晶析により前記溶液から分離されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【図１】
【公表番号】特表２００６−５２４９８９（Ｐ２００６−５２４９８９Ａ）
【公表日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−５７１７１６（Ｐ２００４−５７１７１６）
【出願日】平成１５年１０月３１日（２００３．１０．３１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００３／０３５１７６
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０９９１７４
【国際公開日】平成１６年１１月１８日（２００４．１１．１８）
【出願人】（３９００２３６７４）イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー (2,692)
【氏名又は名称原語表記】Ｅ．Ｉ．ＤＵ ＰＯＮＴ ＤＥ ＮＥＭＯＵＲＳ ＡＮＤ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１５年１０月３１日（２００３．１０．３１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００３／０３５１７６
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０９９１７４
【国際公開日】平成１６年１１月１８日（２００４．１１．１８）
【出願人】（３９００２３６７４）イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー (2,692)
【氏名又は名称原語表記】Ｅ．Ｉ．ＤＵ ＰＯＮＴ ＤＥ ＮＥＭＯＵＲＳ ＡＮＤ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]