JPS63115845A - 塩基性媒体中でβ―オキシ酪酸のオリゴマーの加水分解によるβ―オキシ酪酸及びその塩の製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はβ−オキシｗＩｌ！のオリゴマーまたはポリ−
β−ヒドロキシブチレートと称されるものから、このオ
リゴマーの塩基性加水分解の工程を含む、β−オキシ酪
酸及びその塩の製法に関する。

多くの微生物はβ−オキシＷＡＭ＝４合体（ポリーβ−
ヒトｌコキシブチレ−１・）を合成することができ、そ
して抽出のような種々の方法がバイオマスからポリ−β
−ヒドロキシブチレートを分離するため公知である。

β−オキシ酪酸はファインケミカル工業で関心のある中
間生成物であるので、生合成で得られるこれらの重合体
からこれを得ることで種々の試みがなされている。

一つの公知法はβ−オキシ酪酸のアルカリ金属塩を形成
するようにアルカリ性溶液によってポリ−β−ヒドロキ
シブチレートをケン化することからなる。塩基性媒体中
の加水分解のこの方法は多量の望ましくない副生物、例
えばクロトン酸の生成を導く欠点を含む（Ｈ，Ｌｅｍｏ
ｉｇｎｃ、　Ｃ，Ｒ，＾ｃａｄ。

Ｓｃｉ、パリ、１９２４．１７８、第１０９３−１０９
５頁／Ｃ，Ａ、１８．１９４０　；　Ｈ，Ｌｅｍｏｉｇ
ｎｅ、　Ｂｕｌｌ。

Ｓｏｃ、Ｃｈｉａ、Ｒｉｏｔ、　１９２６　８、第７７
０−７８２頁）。

有機ＷＪＩｌｉ中の酸性加水分解からなる別の方法（フ
ランス国特許第２，４８６．０７２号）は純度と得られ
た生成物の収量の見地から良好な結果を生ずるが、より
複雑な工業的設備と比較的高いエネルギーコストを要す
る。

ここに公知の方法の欠点がもはやなく、かつ大きな反応
容積と水蒸発のエネルギーコストを避けることができる
方法が見出された。この方法は更に迅速であり、二岱体
含聞が低く、そしてクロトン酸及び／又は不飽和オリゴ
マーの続いた生成を引起こさないβ−オキシ酪酸の溶液
が得られる。

更に、この方法は高純度のそして直接に結晶化し得る形
でβ−オキシ酪酸を得ることを可能にする。

この目的のために、本発明は塩基及び使用したこの塩基
に対して化学的に安定である溶媒を含む液体反応混合物
中でβ−オキシ酪酸のオリゴマーに加水分解を受けさせ
る、このオリゴマーからβ−オキシ酪酸及びその塩の製
法に関する。

このオリゴマーは何れの手段によっても得られる。一般
に、これは分離の任意の公知の手段によりバイオマスか
ら得られるポリ−β−ヒドロキシブチレートの酸性加水
分解から得られる。

このバイオマスの供給源は本発明による方法にとって重
要ではない。このバイオマスは種々の微生物、そして特
に５ｃｈｌｅｏｅｌとＧｏｔｔｓｃｈａｌｋがＡｎｇｅ
ｗａｎｄｔｅ　Ｃｈｅｓ＋ｉｅ　、　１９６２．７４年
度、第１０号、第３４２頁から第３４６頁に記載したよ
うなバクテリアに由来する。

本発明による方法で使用されるオリゴマーは好ましくは
５００ドルトン以下の数平均分子量（Ｍｎ）を有する。

特に最適であるオリゴマーは２５０ドルトン以下の平均
分子量を有し、そして酸性型又は塩型で溶媒に可溶性で
ある。

５ｏｌｖａｙ　＆　Ｃｉｅ名義で１９８０．３．７．フ
ァイルされたフランス国特許第２，４８６．０７２号に
記載されるようなポリ−β−ヒドロキシブチレートの酸
性加水分解から由来するオリゴマー・を使用することが
好ましい。酸性触媒と有機溶媒の存在で起こるこの加水
分解は前記に特定したようなオリゴマーが得られた後に
、本発明による方法を続ける目的で何時でも停止できる
。一般に、この酸性加水分解が水性液体相中で続行でき
そして溶媒を一部蒸留により除去した時にこのポリ−β
−ヒドロキシブチレートの酸性加水分解が停止する。

得られたオリゴマーが水に可溶性となった時にこの酸性
加水分解を停止することが好ましい。この段階で、侍ら
れたオリゴマーの平均分子ｆｉ（Ｍｎ）は１１０から２
００ドルトンの間である。

本発明による方法で使用される溶媒はこの方法の塩基性
条件下でβ−オキシｌ！Ｉ酸のオリゴマーが少なくとも
一部分散されかつ溶解されることができる任意の物質で
よい。通常にはこの溶媒は極性でありかつ大気圧で１６
０℃以下の沸点を有する。

アルコール、アミド、エーテル又は水が好ましくは使用
され、水、ジオキサン、エタノール、メタノール及びテ
トラヒドロフランが特に好適である。

特に最適な溶媒は水である。

本発明による方法に使用される塩基は任意の無機又は有
機の塩基でよい。一般に使用されるｒ！Ａ基は、使用し
たβ−オキシ酪酸のオリゴマーのための溶媒に可溶性で
ある酸化物又は水酸化物である。

アルカリ金屈又はアルカリ土類金属水酸化物のような強
塩基を通常には使用する。これらの中で好ましく使用さ
れるものは水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム又は水
酸化カリウムである。

塩基の添加は連続又は不連続である。第一の段階では、
添加した塩基を使用して存在する酸性度を中和し、そし
て第二段階でケン化を行なう。このケン化を調節する一
つの方法は例えば一定のｐＨに保つこと（７と１４の間
、好ましくは９から１２の圓）で、１０から１１の間の
ｐＨ値が塩基の調節された添加により良好な結果を生じ
た。ｐＨが塩基の添加なしに安定となった時にこの反応
は完了したと考えられる。

通常はこの操作を２５℃以上の温度で行なう。

一般に、便宜上そしてβ−オキシ酪酸のオリゴマー又は
β−オキシ酪Ｍ塩の熱安定性の故に、１５０℃以上の温
度で操作しない。４０か６１００℃の問、好ましくは５
０から８０℃の間に設置した温度で良好な結果が得られ
ている。

この工程中適用される圧力は一般に０．１から１０バー
ルであり、好ましくは、大気圧に等しい。

本発明による方法において、反応混合物は単一の相又は
多くの異なる相からなる。しかしながら、オリゴマー、
塩基及び水が単一で均質な液相を形成する反応混合物で
操作することが好ましい。それ故にβ−オキシ酪酸の未
溶解オリゴマーを含有する第二の液相又は固相を存在さ
せないで操作することが好ましい。

加水分解時間は各々の場合で決定され、これは出発オリ
ゴマーの重合の度合の関数である。

加水分解工程の最後には、β−オキシ酪酸と反応混合物
に使用された塩基の塩を含有する溶液が得られる。

この塩を得ることが望ましい場合には、結晶化のような
公知の手段によって精製できる。

β−オキシＭＲを得ることが望ましい場合には、塩基性
加水分解の末期に水性反応媒体に酸を加える。この目的
のため、にβ−オキシ１ｍより強い任意の酸が好適であ
る。通常は、実用的精製の目的でＪ！！？ＩＩを使用す
る。次に得られたこのβ−オキシ酪酸を公知の任意の手
段により媒体から分離できる。例えば、水を蒸発により
除去できそして形成された塩を取除くために濾過できる
。またβ−オキシ酪酸のための溶媒、例えばエーテル又
はエチルアセテートを使用して抽出によりこの分離を行
なうこともでき、この溶媒は蒸発により引続いて除去す
る。

このβ−オキシ酪酸は無色の結晶性塊りの形で生じ、こ
れは所望に応じて、次に任意の公知の手段、例えば再結
晶又は帯域融解により精製できる。

本発明の方法により得られるβ−オキシ酪酸及びその塩
はこれらの生成物のための任意の公知の適用、即ち、特
に医薬、ファインケミカル工業の中間生成物、又は動物
飼料の添加剤、として使用できる。

下記の例は本発明を例示するために用いられるが、その
範囲を限定するものではない。

［（対比） かきまぜ機、温度計、ｐｌ＋プローブ、冷却器及び滴下
漏斗脅備えた５　００　ｃｍ　”丸底フラスコに数平均
分子ｆｆｉ（Ｍｎ）がｏ、　２３ｘ１ｏ６ｊ等しいポリ
−β−ヒドロキシブチレート１０びを、このポリ−β−
ヒドロキシブチ−−１・を溶解するための水１０−とジ
オキサン９０ｄと共に装入する。

すべてのポリ−β−ヒドロ４ニジ１チレ−１・が溶解す
るまでこの反応混合物をかぎまぜながら８５℃に加熱し
そして次に温度を７０℃に下げる。

次に１０．５から１１の間のｐＨが）！１られるまでこ
の反応Ｕ合物に水酸化ナトリウムの１Ｎ溶液を徐々に加
えそして水酸化ナトリウムの調節した添加によりこれを
保つ。

水酸化ナトリウムの添加なしにｐＨが安定になる３、５
時開後（加えた容ｆｌ１１２０ｍｌりに反応を停止しそ
して反応混合物を冷却する。

この混合物を分析するとβ−オキシｖ／ＩＭが用いたポ
リ−β−ヒドロキシブチレートに基づいて４６％の収量
で形成されることが判る。また反応混合物はクロトン酸
を含む（４５％）。それ故にクロトン酸はβ−オキシ酪
酸＋クロトン酸を組合わせたものの５０モル％を表わす
。

例２（本発明による） 反応器にフランス国特許第２，４８６，０７２号の例６
により得られた、数平均分子ｆｆｉ（Ｍｎ）が２７０に
等しいβ−オキシ酪酸のオリゴマー６８ｇを含有する有
ｎ１．２−ジクロロエタン（１，２−ＤＣＥａ）溶液２
６０ｍ！を入れる。

水を徐々に入れる問は有機溶媒を除去できるように反応
器は装備されている。すべての有機溶媒が除去された時
に、１２０−１３０に等しいＭｎのポリ−β−オキシ酪
酸のオリゴマーの水溶液（１７！Ｍ）が得られる。

括性炭で処理してこの溶液を脱色し、そして前にβ−ヒ
ドロキシブチレート型に調質したアニオン交換カラムを
通してｐ−トルエンスルホン酸を除去する。

機械的かきまぜ機、温度計、水凝縮器、Ｉ）Ｈプローブ
及び水酸化カルシウムの水性懸濁液（１当りＣａ　（Ｏ
Ｈ）２１８５ｇ）を容れる滴下漏斗を備えた５００υ３
丸底フラスコに、この得られた溶液を装入する。

この水酸化カルシウム懸濁液を室温で徐々に加える。

ｐＨが１０．５に等しい時に、反応混合物の温度は自然
に４５℃に達する。温度は加熱により７０℃に上昇し、
Ｉ）Ｈは水酸化カルシウム懸濁液の調節された添加によ
り１０．５に保たれる。

加水分解中この丸底フラスコを僅かの窒素圧の下に保つ
。加水分解は約２．５時間起こる。

水酸化カルシウム懸濁液の添加なしでｐＨが１０．５に
とどまった時に加水分解を停止する。

次に、反応混合物を室温に冷却しそして次に１ＯＮ塩酸
溶液の添加によりｐｌｌｌに酸性化する。

全含水量が６０％に等しくなるまで得られた溶液を５０
℃台の温度と２５ｍバールの圧力で蒸発により濃縮する
。

次に得られた水溶液をエチルアセテートで繰返し抽出を
行なう。次に溶媒を蒸発させる。

かくしてβ−オキシ酪酸が用いたポリ−β−ヒドロキシ
ブチレートに基づいて８７％に等しいモル収率で得られ
る。

この方式で分離された生成物中のり０トン酸の比率はβ
−オキシ酪酸＋クロトン酸を組合せたものの１．６％で
ある。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）β−オキシ酪酸のオリゴマーが塩基及び使用した
   塩基に対して化学的に不活性である、β−オキシ酪酸の
   オリゴマーのための溶媒を含有する液体反応混合物中で
   加水分解を受けることを特徴とする、β−オキシ酪酸の
   オリゴマーからβ−オキシ酪酸及びその塩の製法。
2. （２）使用したオリゴマーが５００ドルトン以下の分子
   量を有することを特徴とする、特許請求の範囲第１項に
   よる方法。
3. （３）使用したオリゴマーが塩型又は酸性型で溶媒に可
   溶性であることを特徴とする、特許請求の範囲第１項又
   は第２項による方法。
4. （４）塩基が可溶性である溶媒が使用されることを特徴
   とする、特許請求の範囲第１項から第３項の何れかによ
   る方法。
5. （５）使用した溶媒が水であることを特徴とする、特許
   請求の範囲第１項から第４項の何れかによる方法。
6. （６）強塩基が使用されることを特徴とする、特許請求
   の範囲第１項から第５項の何れかによる方法。
7. （７）アルカリ金属又はアルカリ土類金属水酸化物が使
   用されることを特徴とする、特許請求の範囲第６項によ
   る方法。
8. （８）水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム又は水酸化
   カリウムから選択された塩基が使用されることを特徴と
   する、特許請求の範囲第７項による方法。
9. （９）反応混合物が９から１２の間のｐＨに保たれるこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲第１項から第８項の何
   れかによる方法。
10. （１０）反応混合物が５０から８０℃の間の温度に保た
    れることを特徴とする、特許請求の範囲第１項から第９
    項の何れかによる方法。
11. （１１）オリゴマーが有機溶媒、β−オキシ酪酸の重合
    体、酸性触媒及び水を含有する液体反応混合物中でβ−
    オキシ酪酸の重合体の加水分解により得られることを特
    徴とする、特許請求の範囲第１項から第１０項の何れか
    による方法。