(57)【要約】      （修正有）【課題】塩基性触媒や金属成分を用いず、不斉炭素を有するグリセリンカーボネート（異性体混合物）を原料として用いた反応にも好適に適用しうる、グリセリンカーボネートとアクリル酸エステル化合物とを反応させることによる、グリセリンカーボネートアクリレート化合物の高収率の製造方法を提供する。【解決手段】リパーゼの存在下、グリセリンカーボネートとアクリル酸エステル化合物とを、リパーゼの存在下で反応させた後、得られた反応液を分子ふるいと接触させる工程を含む、下式で示されるグリセリンカーボネートアクリレート化合物の製造方法。2014183833.tif 000014（式中、Ｒ２は水素原子又は炭素原子数１〜４の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基）【効果】光学異性体の混合物（ラセミ体）であるグリセリンカーボネートを用いても片方の異性体のみを反応ではなく、他方の異性体も反応し、原料のグリセリンカーボネートに対して１００％近い反応率となる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ｉ）
【化１】
2014183833.tif 000011
で表されるグリセリンカーボネートと、式（ＩＩ)
【化２】
2014183833.tif 000012
（式中、Ｒ２は、水素原子又は炭素原子数１〜４の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、Ｒ３は、炭素原子数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状のアルキル基である。）で示されるアクリル酸エステル化合物とを、リパーゼの存在下で反応させることを特徴とする、式（ＩＩＩ）
【化３】
2014183833.tif 000013
（式中、Ｒ２は、前記と同義である。）
で示されるグリセリンカーボネートアクリレート化合物の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の反応において得られた反応液を分子ふるいと接触させる工程を含む、請求項１記載のグリセリンカーボネートアクリレート化合物の製造方法。
【請求項３】
分子ふるいが、１〜１０Åの有効気孔サイズを有する分子ふるいである、請求項２記載のグリセリンカーボネートアクリレート化合物の製造方法。
【請求項４】
分子ふるいが、天然ゼオライト及び合成ゼオライトから選択される群より選択される少
なくとも１種の分子ふるいである、請求項２〜３のいずれか１項に記載のグリセリンカーボネートアクリレート化合物組成物の製造方法。
【請求項５】
反応が、有機溶媒中で行なわれる、請求項１〜４のいずれか１項記載のグリセリンカーボネートアクリレート化合物の製造方法。
【請求項６】
有機溶媒が、ｔ−ブチルアルコール及びｔ−ブチルメチルエーテルからなる群より選択される少なくとも１種の有機溶媒である、請求項５記載のグリセリンカーボネートアクリレート化合物の製造方法。
【請求項７】
リパーゼの使用量が、グリセリンカーボネート１．０ｇに対して、０．１〜１０ｇである、請求項１〜６のいずれか１項記載のグリセリンカーボネートアクリレート化合物の製造方法。
【請求項８】
アクリル酸エステル化合物の使用量が、グリセリンカーボネート１モルに対して、１．０〜６０モルである、請求項１〜７のいずれか１項記載のグリセリンカーボネートアクリレート化合物の製造方法。
【請求項９】
リパーゼが、バルクホルデリア・セパシア（Ｂｕｒｋｈｏｌｄｅｒｉａ  ｃｅｐａｃｉａ）を起源とするリパーゼであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載のグリセリンカーボネートアクリレート化合物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定のリパーゼ存在下、グリセリンカーボネートとアクリル酸エステル化合物とを反応させて、グリセリンカーボネートアクリレート化合物を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
グリセリンカーボネートアクリレート化合物は、例えば、塗料、コーティング材料、光硬化性樹脂、その他の樹脂等の原料として有用な化合物であり、より具体的には、グリセリンカーボネートアクリレートの電解液や、光感光性樹脂への適用が開示されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
グリセリンカーボネートから、グリセリンカーボネートアクリレート化合物を製造する方法としては、例えば、グリセリンカーボネートとアクリル酸メチルをナトリウムメトキシド等の塩基触媒の存在下で反応させる方法（例えば、特許文献１参照）、又は、ジルコニウム錯体などの金属触媒存在下で反応させる方法（例えば、特許文献２参照）が知られている。
【０００４】
しかしながら、塩基触媒を用いる方法では、副生するアルコールが塩基性条件下（又は、酸性条件下でも）、グリセリンカーボネートを分解する可能性があった（特許文献３参照）。これに対して、金属触媒を用いる方法では、有機金属触媒由来の金属成分の残留は、品質に影響しうるため、触媒成分の分解、回収工程が必要となる。更に、この方法では、副生アルコールを留去する際に原料アクリル酸エステルが共沸し、反応系外に出てしまう問題があり、加えて、気化した原料アクリル酸エステルによるポップコーン重合が発生する可能性があることが問題となりうる。
【０００５】
ここで、ポップコーン重合とは、主に気相中で核となるポリマーが生成した後、それを起点として高温の重合熱を伴いながら爆発的に重合が起こる現象であり、多孔性で嵩高い重合物を生成する。ポップコーン重合が、大きなスケールで製造中に発生すると、装置の閉塞から、設備の破損、爆発に繋がるおそれがあるため、気相中のビニル化合物濃度が上昇しない低温での製造方法が求められていた。
【０００６】
一方で、中性条件下、グリセリンカーボネートとアクリル酸とを縮合剤を用いて縮合させることで、グリセリンカーボネートアクリレート化合物を製造する方法（例えば、非特許文献２参照）が開示されているが、当量以上の縮合剤を必要とし、経済的にも、環境負荷の点でも、現実的な製法とは言えない。
【０００７】
加水分解酵素であるリパーゼ存在化、プロパノールなどのアルコール類を大過剰のアクリル酸メチルなどのアクリル酸エステルにて、アクリル化する方法（例えば、非特許文献３参照）などが開示されているが、グリセリンカーボネートをアルコール基質として用いた場合、非特許文献４に開示されているように、カーボネートと、メタノールが交換し、基質の分解が進行する可能性がある。
【０００８】
また、一般的な酸・塩基触媒や金属触媒と異なり、加水分解酵素であるリパーゼは、それそのものが基質の立体構造を認識するため、立体異性体混合物を用いた反応においては、片方の異性体のみが反応することから、通常、目的物の選択率は１００％に近いものが得られたとしても、その収率は最大でも５０％である（例えば、非特許文献５参照）。
【０００９】
例えば、リパーゼの存在下、不斉炭素を有するグリセリンカーボネート（ラセミ体）と酢酸ビニルとの反応においては、リパーゼの立体認識により片方の異性体のみしか反応が起こらないため、目的物の収率は５０％未満であった（例えば、非特許文献６参照）
従って、立体異性体混合物を原料として用いた反応において、リパーゼのような立体異性体を認識する触媒の使用は、効率的とはいえず、避けられるのが通常であり、特に、その収率を１００％近くまで高めようとしたい場合には回避される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国公報２，９６７，１７３号
【特許文献２】国際公開第２００５／０５８８６２号公報
【特許文献３】特開２０００−１１９２０５号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Ｐｒｏｇｒｅｓｓ  ｉｎ Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｏａｔｉｎｇｓ，４７巻、７７項（２００３年）
【非特許文献２】Ｃｈｅｍ．  Ｃｏｍｍｕｎ．，２０１０年，４６巻，１４８８項
【非特許文献３】Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｃａｔａｌｙｓｉｓ  Ｂ，２０１０年，６５巻，３項
【非特許文献４】Ｇｒｅｅｎ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０１２年，１４巻，４７８項
【非特許文献５】Ｈｙｄｒｏｌａｓｅｓ  ｉｎ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，５項，Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ（１９９９年刊）
【非特許文献６】Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，５９巻、１７５１項（１９９４年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は 、グリセリンカーボネートとアクリル酸エステル化合物とを反応させることによりグリセリンカーボネートアクリレート化合物を製造するに当たり、塩基性触媒や金属成分を用いなければならないという問題点を解決し、特に、グリセリンカーボネートが、不斉炭素を有するグリセリンカーボネート（異性体混合物）を原料として用いた反応にも、好適に適用しうる製造方法を提供することである。本発明の目的は、更に、５０％を越える高い収率で目的物であるグリセリンカーボネートアクリレート化合物を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
式（Ｉ）
【００１４】
【化１】
2014183833.tif 000002
【００１５】
で表されるグリセリンカーボネートと、式（ＩＩ）
【００１６】
【化２】
2014183833.tif 000003
【００１７】
（式中、Ｒ２は、水素原子又は炭素原子数１〜４の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、Ｒ３は、炭素原子数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状のアルキル基である。）で示されるアクリル酸エステル化合物とを、リパーゼの存在下、反応させることを特徴とする、式（ＩＩＩ）
【００１８】
【化３】
2014183833.tif 000004
【００１９】
（式中、Ｒ２は、前記と同義である。）
で示されるグリセリンカーボネートアクリレート化合物の製造方法によって解決される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の方法により 、塩基性触媒や金属成分を用いず、リパーゼの存在下、グリセリンカーボネートとアクリル酸ビニル化合物から、グリセリンカーボネートアクリレート化合物を製造できる。特に、本発明の方法は、グリセリンカーボネートが不斉炭素を有するグリセリンカーボネート（異性体混合物）を原料として用いた反応にも、好適に適用しうるものである。本発明の方法によれば、更に、５０％を越える高い収率で目的物であるグリセリンカーボネートアクリレート化合物を得ることも可能である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の反応は、グリセリンカーボネートとアクリル酸エステル化合物とを、グリセリンカーボネートアクリレート化合物を製造するものである（下記式参照）。
【００２２】
【化４】
2014183833.tif 000005
【００２３】
（式中、Ｒ２は、水素原子又は炭素原子数１〜４の直鎖状又は分岐状のアルキル基であり、Ｒ３は、炭素原子数１〜１０の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基である。）
【００２４】
式（Ｉ）のグリセリンカーボネートは、どのような方法で製造されたものでもあってもよい。例えば、グリセリンと炭酸エステル（例えば、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸ジブチル、炭酸ジフェニル）とのエステル交換反応により製造されたグリセリンカーボネートや、グリセリンとホスゲンとの反応により製造したグリセリンカーボネートを使用することができる。グリセリンカーボネートは、純粋な光学異性体であっても、異性体混合物であってもよく、ラセミ混合物も使用することができる。
【００２５】
本発明で使用されるアクリル酸エステル化合物は、下記式（ＩＩ）で示される。
【００２６】
【化５】
2014183833.tif 000006
【００２７】
（式中、Ｒ２は、水素原子又は炭素原子数１〜４の直鎖状又は分岐状のアルキル基であり、Ｒ３は、炭素原子数１〜１０の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基である。）
【００２８】
Ｒ２が炭素原子数１〜４の直鎖状又は分岐状のアルキル基の場合、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基等が挙げられるが、好ましくは水素原子又はメチル基である。
【００２９】
Ｒ３が炭素原子数１〜１０の炭素原子数１〜１０の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基の場合、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、オクチル基、デシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が挙げられるが、好ましくは、メチル基、エチル基である。
【００３０】
式（ＩＩ）のアクリル酸エステル化合物としては、例えば、アクリル酸メチルや、アクリル酸エチル等アクリル酸アルキルエステルが挙げられるが、Ｒ３がより小さいアクリル酸メチル（Ｒ３がメチル基）、アクリル酸エチル（Ｒ３がエチル基）が好適に用いられる。
【００３１】
式（ＩＩ）のアクリル酸エステル化合物は、１種を単独で、又は２種以上を併用してもよい。
【００３２】
アクリル酸エステル化合物の使用量は、グリセリンカーボネート１モルに対して１．０〜１００モルとすることができ、１．０〜２０．０モルであることが好ましい。
【００３３】
（リパーゼの範囲）
本発明で使用するリパーゼとしては、特に限定されないが、好ましくは、バルクホルデリア・セパシア（Ｂｕｒｋｈｏｌｄｅｒｉａ  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）、シュードモナス・エスピー（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｓｐ．）を起源とするリパーゼ（例えば、ＬＩＰ−３０１（東洋紡製））、カンジダ・シリンドラセア（Ｃａｎｄｉｄａ  ｃｙｌｉｎｄｒａｃｅａ）を起源とするリパーゼ（例えば、Ｌｉｐａｓｅ  ＯＦ（名糖産業製））、アルカリジェネス・エスピー  （Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ  ｓｐ．）を起源とするリパーゼ（例えば、Ｌｉｐａｓｅ  ＰＬＧ（名糖産業製））。特に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）を起源とするリパーゼである。これらは、アルコール−カーボネート交換活性が低く、その一方で、アルコール−エステル活性を示すリパーゼであり、本発明において有利である。前記リパーゼの中でも、ポリカーボネート鎖の重合度の低下が少ない点から、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）を起源とするリパーゼ（例えば、Ａｍａｎｏ  ＰＳ（天野エンザイム製）やＡｍａｎｏ  ＰＳ−ＣＩ（アマノＰＳ／セラミック担体吸着、天野エンザイム製））がより好ましい。
【００３４】
リパーゼのアルコール−カーボネート交換活性は、ｎ−ブチルアルコールとジメチルカーボネート（ＤＭＣ）を、所定のリパーゼの存在下で、一定時間反応させ、転化率（ｎ−ブチルアルコール基準）を測定することより評価することができる。リパーゼのアルコール−エステル交換活性は、ｎ−ブチルアルコールとアクリル酸エチルを、所定のリパーゼの存在下で、一定時間反応させ、転化率（ｎ−ブチルルコール基準）を測定することより評価することができる。一定時間（例えば２４時間）反応させた際の、アルコール−カーボネート交換反応の転化率／アルコール−エステル交換反応の転化率が、０．１以下であることが好ましく、より好ましくは０．０１以下である。
【００３５】
上記のリパーゼは、上記のような微生物から得られたリパーゼをコードする遺伝子を、酵母や糸状菌のような適切な宿主に導入して得られた組換え体の培養物から得たものであってもよい。
【００３６】
加水分解酵素の組換え発現のために使用される組換えＤＮＡ技術は、当該分野において公知である。加水分解酵素のアミノ酸配列は上記のものに限定されず、例えば、これらの配列において、１個又は数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつ加水分解活性を有するタンパク質を本発明に好適に使用することができる。あるいは、これらの配列と、例えば９０％以上、好ましくは９５％、より好ましくは９７％以上の配列同一性を示すアミノ酸配列からなり、かつ加水分解活性を有するタンパク質も本発明に好適に使用することができる。
【００３７】
これらの加水分解酵素の形態は、特に限定されず、天然又は固定化酵素の形態であってもよい。
【００３８】
固定化酵素は、固定化担体に加水酵素を吸着等により担持させたものをいう。固定化担体としては、セライト、ケイソウ土、カオリナイト、シリカゲル、モレキュラーシーブス、多孔質ガラス、活性炭、炭酸カルシウム、セラミックス等の無機担体、セラミックスパウダー、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン、キトサン、イオン交換樹脂、疎水吸着樹脂、キレート樹脂、合成吸着樹脂等の有機高分子等が挙げられるが、特に酵素の吸着力が高い点から疎水吸着樹脂が好ましい。また、疎水吸着樹脂の中でも、大きな表面積を有することにより酵素の吸着量を高くできるという点から、多孔質であることが好ましい。
【００３９】
固定化酵素は、１種を単独で、又は２種以上を併用してもよい。
【００４０】
固定化酵素の使用量は、効率的な反応速度を実現する点から、式（Ｉ）のグリセリンカーボネート１．０ｇに対して、好ましくは０．０１〜１０ｇ、より好ましくは、０．１〜５ｇ、特に好ましくは０．２〜２ｇである。
【００４１】
本発明において、反応方式は、特に限定されず、バッチ方式又は酵素を固定化したカラムを通過させる流通連続式をはじめとする、いかなる方式でも行なうことができる。
（溶媒の範囲）
本発明の反応は、有機溶媒を使用して行なうことができる。有機溶媒としては、基質であるグリセリンカーボネートとアクリル酸ビニル化合物を溶解でき、かつ、加水分解酵素を失活させない溶媒であれば特に限定されない。
【００４２】
有機溶媒としては、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、１，４−ジオキサン等のエーテル類；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類；ｔ−ブチルアルコール、ｔ−アミルアルコール等のアルコール類が挙げられるが、好ましくは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、ｔ−ブタノール、ｔ−アミルアルコール、より好ましくは、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、ｔ−ブチルアルコール、特に好ましくはｔ−ブチルメチルエーテル、ｔ−ブチルアルコールである。これらの有機溶媒は、１種を単独で、又は２種以上を併用してもよい。
【００４３】
有機溶媒の使用量は、式（Ｉ）のグリセリンカーボネート１ｇに対して、好ましくは０．１〜１００ｍＬ、より好ましくは、０．２〜５０ｍＬ、特に好ましくは０．５〜５ｍＬである。
【００４４】
本発明の反応は、アクリレート部位の重合を防ぐため、重合禁止剤を共存させて行うことが好ましい。重合禁止剤は通常に使用されるものであれば特に限定されず、例えば、フェノール、クレゾール、ヒドロキノン、ｔ−ブチルヒドロキノン、ｐ−メトキシフェノール（メトキノン）、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、フェノチアジンなどが使用できる。重合禁止剤の使用量は、グリセリンカーボネート１モルに対して０．０００００１〜０．０５モル、更には０．０００００２〜０．０３モルであることが好ましい。
【００４５】
（分子ふるいとの接触工程）
本発明において、前記反応後、得られた反応液と分子ふるいとを接触させることによって、反応によって副生したアルコールを、減圧及び／又は加熱しながら反応液から除去することなく、原料であるポリカーボネートジオール化合物と関与しない状態にすることができる。これにより、反応がすみやかに進行するとともに、リパーゼの失活をも防ぐことができるため、前記反応において得られた反応液を分子ふるいと接触させる工程を含む方法が好適に使用される。
【００４６】
前記分子ふるいとしては、好ましくは１〜１０Å（オングストローム）の有効気孔サイズを有する分子ふるい、更に好ましくは天然ゼオライト及び合成ゼオライトから選択される群より選択される少なくとも１種の分子ふるいであり、具体的には、例えば、ゼオライト、モレキュラーシーブスが使用される。
【００４７】
（ゼオライト）
前記ゼオライトとしては、好ましくはゼオライトを多孔質支持体上に膜状に形成させたゼオライト膜が使用され、ゼオライト膜としては、好ましくはＹ型のゼオライトを多孔質支持体上に膜状に形成させたＹ型ゼオライト膜が使用される。
【００４８】
ゼオライト膜と反応液との接触は、ゼオライト膜を反応液中に浸漬させ、アルコールを含む混合溶液からアルコール蒸気として混合溶液からアルコールを選択的に透過させて除去するパーベーパレーション法が好ましい。
【００４９】
（モレキュラーシーブス）
前記モレキュラーシーブスとしては、好ましくはモレキュラーシーブス４Ａ、モレキュラーシーブス５Ａ、更に好ましくはモレキュラーシーブス４Ａが使用される。
【００５０】
モレキュラーシーブスと反応液との接触は、モレキュラーシーブスを直接反応液中に浸漬させる、あるいは、モレキュラーシーブスを詰めたカラムに反応液を流通させる方法が好ましい。
【００５１】
（反応温度、圧力範囲）
本発明において、反応温度は、０〜１００℃とすることができ、好ましくは１０〜７０℃であり、より好ましくは３０〜６０℃である。
【００５２】
本発明において、反応圧力は、特に限定されず、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。
本発明の方法は、アクリル酸エステルを還流させながら常圧でエステル交換反応を行う場合に比べて低温にて反応を行うことができ、効率及び安全性の点で優れている。
【００５３】
（反応形態）
本発明の反応は、バッチ式反応器、フロー式反応器のいずれでも行うことができ、「反応槽」と「分子ふるいとの接触工程を行う槽（以下、「分子ふるい槽」と称することもある」は同一でも異なっていても良い。また、反応液を連続的に流通させながら行うこともできる（以下、「流通連続式」と称することもある）。
流通連続式にて反応を行う場合、反応溶液中のグリセリンカーボネート化合物の濃度は、反応系の全質量に対して５〜５０質量％とすることが好ましく、アクリル酸ビニル化合物の濃度は反応系の全重量に対して５〜３０質量％が好ましい。また、反応液の通液線速度は、好ましくは０．５〜４００ｍｍ／分、更に１〜２００ｍｍ／分であるのが好ましい。この通液線速度（ｍｍ／分）は、１分間当りの送液量（ｍｍ３／分）（又は送液速度（１０-３ｍＬ／分）ともいう）を充填層断面積（ｍｍ２）で除した商で表わされる値をいう。
【００５４】
通液線速度を上げることによる充填塔内圧力の増大に伴い、通液が困難となり、耐圧性の高い酵素充填塔が必要となる他に、固定化酵素が塔内圧力増加により破砕される場合が生じることもあるため、通液線速度は４００ｍｍ／分以下とすることが好ましい。また、生産性の点から通液線速度は１ｍｍ／分以上とすることが好ましい。固定化酵素の発現活性は、通液線速度により変化するため、最適な通液線速度を選定して反応条件を決定することで、所望の生産能力、製造コストに見合った反応を行うことができる。反応容器中の反応溶液の流通時間は、３０秒〜６時間の範囲とすることができる。
【００５５】
（精製法）
本発明の製造方法では、反応後、常温にて、減圧下、溶媒留去することで、純度の高いグリセリンカーボネートアクリレート化合物を得ることができる。グリセリンカーボネートアクリレート化合物の純度は、ガスクロマトグラフィー分析による面積百分率から算出できる。例えば、原料のグリセリンカーボネートが残存した場合は、抽出操作により除去が可能である。
【００５６】
更に、本発明の製造方法によって得られた、グリセリンカーボネートアクリレート化合物は、蒸留、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。
【００５７】
本発明の製造方法にて得られるグリセリンカーボネートアクリレート化合物は、中性条件下、リパーゼを使用して製造されている。このため、従来のグリセリンカーボネートアクリレート化合物の製造方法において起こりうる、製品への酸塩基成分の混入や、金属塩又はハロゲン化物等の不純物混入の可能性は極めて低いことから、腐食等に極めて敏感な電子材料用途への使用が可能になることに加え、化学的により安全な製品が得られる。
【実施例】
【００５８】
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。
【００５９】
なお、本発明の反応で使用した市販リパーゼは、以下の通りである。
Ｎｏｖｏｚｙｍｅ４３５：ノボザイム社製  Candida antarctica lipase Bを多孔性樹脂担体に固定化したもの。
ＡｍａｎｏＰＳ−ＩＭ：天野エンザイム社製  Burkholderia cepacia由来リパーゼをセライト担体に吸着固定化したもの。
固定化リパーゼ：和光純薬製  Pseudomonas spリパーゼを無機担体に固定化したもの。
Ｌｉｐｏｚｙｍｅ  ＲＭ  ＩＭ：Rhizomucor miehei由来リパーゼをイオン交換樹脂に固定化したもの。
【００６０】
また、グリセリンカーボネート及びグリセリンカーボネートアクリレート化合物の定量、及び、転化率、収率、生成物純度の算出は、ガスクロマトグラフィーにより算出した。なお、ガスクロマトグラフィーによる分析条件は以下の通りである。
（ガスクロマトグラフィー分析条件）
ガスクロマトグラム  島津製  GC-2100
分析カラム：DB-1701 30m×0.53mmID 1.0μm
カラム温度：80℃（2min）→10℃/min→260℃（2min）
注入口温度： 200℃
検出口温度（FID）：250℃
キャリアーガス：ヘリウム
線速度：30cm/sec
スプリット比： 50:1
注入量 ： 1.0μ
保持時間
トリグライム（内部標準物質）：11.45min,
グリセリンカーボネート：16.1min
グリセリンカーボネートメタクリレート：17.0min,
【００６１】
実施例１（樹脂担体固定化リパーゼＰＳの調整）
リパーゼＰＳ「アマノ」ＳＤＨ  １５０ｇに１００ｍＭリン酸緩衝液（ｐＨ７．０）０．６Ｌと純水を加え溶解後、３Ｌに定容し、固定化液を調製した。そこに多孔性樹脂担体（ＬＥＷＡＴＩＴ  ＶＰＯＣ  １６００）６００ｇを加え、６℃にて１２時間攪拌した。その後、デカンテーションにて担体を回収し、純水で洗浄後、減圧乾燥し、樹脂担体固定化リパーゼＰＳ（３５２ｇ）を取得した。
【００６２】
実施例２（グリセリンカーボネートアクリレートの合成、及び単離精製）
【００６３】
【化６】
2014183833.tif 000007
【００６４】
２００ｍｌフラスコに、グリセリンカーボネート（Ｇｌｙｃｅｒｏｌ  １，２−Ｃａｒｂｏｎａｔｅ：東京化成製、異性体混合物 ）１０．０ｇ（８４ｍｍｏｌ）、アクリル酸メチル（東京化成製）７２．３ｇ（８４０ｍｍｏｌ）、モレキュラーシーブス４Ａ（１／１６）１０ｇ、実施例１で調製した樹脂担体固定化リパーゼＰＳ５．０ｇを加え、バス温５０℃で、マグネチックスターラー攪拌下、２４時間反応させた。
【００６５】
反応終了後、ろ過により固定化酵素、モレキュラーシーブスを除去した後、飽和食塩水（約１００ｍｌ）に対して、分液、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濃縮、薄黄色液体（約８ｇ）を得た。
【００６６】
得られた液体をシリカゲルクロマト（ＷａｋｏＣ−３００）で、溶離液ｎ−ヘキサン：酢酸エチル＝９：１〜１：１で精製した。
【００６７】
目的物を含むフラクションを濃縮し、無色透明液体２．９ｇを取得した。１Ｈ−ＮＭＲから、グリセリンカーボネートメタクリレートと同定した。
なお、グリセリンカーボネートアクリレートの物性値は、以下の通りであった（Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｏｆ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  １９巻６４１項（２００７年））。
【００６８】
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，δ（ｐｐｍ））；６．４２ｐｐｍ（ｄ、１Ｈ）、６．１５ｐｐｍ（ｄｄ，１Ｈ），５．９ｐｐｍ（ｄ，１Ｈ），４．９５ｐｐｍ（ｍ，１Ｈ），４．５８ｐｐｍ（ｔ，１Ｈ），４．４ｐｐｍ（ｑ，１Ｈ），４．３ｐｐｍ（ｍ，２Ｈ）
【００６９】
実施例３（種々リパーゼによるグリセリンカーボネートアクリレートの合成）
攪拌装置、温度調節及び上部冷却装置を備えた内容積約１９ｍｌのガラス製容器に、グリセリンカーボネート（ＧＣ）４００ｍｇ（３．３９ｍｍｏｌ）、内部標準物質として、トリグライム４０．０ｍｇを加えた後、アクリル酸メチル１．５９ｇ（１８．６ｍｍｏｌ）、を加えて２．０ｍｌに定容した反応液に、各種リパーゼを混合し、攪拌しながら５０℃にて２４時間反応させた。反応中、経時的に反応液５０μｌを採取し、９５０μlアセトンを加えたものをろ過し、１．０μｌをガスクロマト分析に供した。反応収率は、生成物標準品と内標比の検量線から、生成物量を定量して算出した。
【００７０】
その結果を表１に示す。
【００７１】
【表１】
2014183833.tif 000008
【００７２】
上記表１に示すように、種々リパーゼのなかで、バルクホルデリア・セパシア （Burkholderia cepacia ）を起源とするリパーゼのみが経時的に反応が進行することを示し、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））は、収率が反応時間に依存しない、若しくは、経時的に減少することから、生成物が分解されることを示す。
【００７３】
実施例４（バッチ式でのグリセリンカーボネートアクリレートの製造）
冷却管付き１００ｍｌガラス反応器に、グリセリンカーボネート（Ｇｌｙｃｅｒｏｌ  １，２−Ｃａｒｂｏｎａｔｅ：東京化成製  純度９０．１％、異性体混合物）５．０ｇ（０．０４２ｍｏｌ）、アクリル酸メチル７２．３ｇ（０．８４ｍｏｌ：和光純薬製  純度９９．９％）、内部標準物質として、トリグライム０．５ｇ、重合禁止剤としてｐ−メトキシフェノール２０ｍｇを加えた後、更に、ＭＴＢＥ（ｔ−ブチルメチルエーテル）４０ｍｌを加え、反応液を調製し、さらにモレキュラーシーブス４Ａ（１／１６）１０．０ｇとリパーゼ５．０ｇを加え、攪拌しながら４８時間反応させた。
その結果を表２に示す。
【００７４】
【表２】
2014183833.tif 000009
【００７５】
実施例５（バッチ式でのグリセリンカーボネートアクリレートの製造）
冷却管付き１００ｍｌガラス反応器に、グリセリンカーボネート（Ｇｌｙｃｅｒｏｌ  １，２−Ｃａｒｂｏｎａｔｅ：東京化成製  純度９０．１％、異性体混合物）２．５ｇ（０．０２１ｍｏｌ）、アクリル酸メチル３６．２ｇ（０．４２ｍｏｌ：和光純薬製  純度９９．９％）、実施例１で調製した樹脂担体固定化リパーゼＰＳ  ５．０ｇ、内部標準物質として、トリグライム０．５ｇ、重合禁止剤としてｐ−メトキシフェノール１０ｍｇを加えた後、更に、モレキュラーシーブス４Ａ（１／１６）１０．０ｇを加え、攪拌しながら７２時間反応させた。
その結果を表３に示す。
【００７６】
【表３】
2014183833.tif 000010
【００７７】
以上の結果により、分子ふるいを添加することで反応収率が大きく向上することが分かった。
【００７８】
実施例６（グリセリンカーボネートアクリレート単離収率と純度）
２００ｍｌフラスコに、グリセリンカーボネート（Ｇｌｙｃｅｒｏｌ  １，２−Ｃａｒｂｏｎａｔｅ：東京化成製（純度９０．７％）、異性体混合物）１０．０ｇ（８４ｍｍｏｌ）、アクリル酸メチル（東京化成製）７２．３ｇ（８４０ｍｍｏｌ）、モレキュラーシーブス４Ａ（１／１６）２０ｇ、実施例１で調製した樹脂担体固定化リパーゼＰＳ１０．０ｇ、重合禁止剤としてｐ−メトキシフェノール１０ｍｇ、ＭＴＢＥ（ｔ−ブチルメチルエーテル）５０ｍｌを加え、バス温４０℃で、マグネチックスターラー攪拌下、７２時間反応させた。
反応終了後ＭＴＢＥ（ｔ−ブチルメチルエーテル）１００ｍｌを加え、ろ過により固定化酵素、モレキュラーシーブスを除去した後、純水（約１００ｍｌ）次いで飽和食塩水（約１００ｍｌ）に対して、分液、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濃縮、薄黄色液体（約９．２ｇ）を得た。
得られた液体を標準物質（トリグライム）を添加する内部標準法にてＧＣ分析により、グリセリンカーボネートアクリレート含有量を定量し、取得物の純度と単離収率を算出したところ、グリセリンカーボネートアクリレート純度は８０．６％であり、単離収率は５６．２％であった。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明によれば、プロトン酸や金属成分を用いず、特定のリパーゼを用いてグリセリンカーボネートとアクリル酸エステル化合物から、グリセリンカーボネートアクリレート化合物を製造できる。本発明の方法は、比較的低温にて反応を行うことができ、効率及び安全性の点で優れている。即ち、本発明により、入手しやすい原料を使用して、高品質のグリセリンカーボネートアクリレート化合物を容易に製造することができる。