(57)【要約】【課題】ポリエトキシレートのエーテル結合を切断させることによってそれを分解するための生物触媒の処理を提供する。【解決手段】ポリエトキシレートのエーテル結合を切断する方法を開示する。新規で純粋な微生物の培養物、シュードモナス・ニトロレデュセンス(Pseudomonas nitroreducens) ＴＸ１（受託番号ＢＣＲＣ９１０２２８、ＰＴＡ−６１６８）を、カルボキシル化端又はエトキシル端に隣接するエーテル結合を切断するために、好気的条件下に用いる。この方法は、０．０５％及び２０％の間の初濃度のポリエトキシレートを含む水性緩衝溶液中で、ポリエトキシレートのエーテル結合を順次に切断するのに有用である。この方法は、また、１〜３個のエトキシル単位を有する短鎖ポリエトキシレート中のエーテル結合の切断にとって有効である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエトキシレートのエーテル結合を切断する方法であって、ポリエトキシレートのエーテル結合を順次に切断するために、新規な微生物の純粋培養物、シュードモナス・ニトロレデュセンス・ＴＸ１（受託番号ＢＣＲＣ９１０２２８、ＰＴＡ−６１６８）を用いることを特徴とする方法。
【請求項２】
好気的条件下及びｐＨ６〜８でエーテル結合を切断するために、培養物を用いることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
０．０５％を超える濃度の水溶液中でエーテル結合を切断するために、培養物を用いることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
さらに、ポリエトキシレートのエトキシル端のカルボキシル化を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
各々のポリエトキシレート上のエトキシル単位の数が、１〜２０に及ぶことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
各々のポリエトキシレート上のエトキシル単位の数が、２０を超えることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
９６時間以内に、５０％〜９０％のアルキルフェノールポリエトキシレートのエーテル結合を切断し、及び分解するために、アルキルフェノールポリエトキシレート含有媒体中で培養物を用いることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
９６時間以内に、９０％を超えるアルキルフェノールポリエトキシレートのエーテル結合を切断し、及び分解するために、アルキルフェノールポリエトキシレート含有媒体中で培養物を用いることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項９】
ポリエトキシレートが、アルキルフェノールポリエトキシレート、ドデシルオクタエトキシレート、ポリエチレングリコール、１，４−ジオキサン、トリオキサン、環状エーテル、又はそれらの任意の混合物であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
本発明は、概して、生物触媒作用の方法、より一層詳しくは、ポリエトキシレートにおいてエーテル結合を切断するための生物触媒作用の方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
関連技術の記載
重合体は、工業上、農業上及び他の社会経済上の活動において広く用いられている。重合体は、より一層詳しくは、アルキルフェノールポリエトキシレートは、表面活性物質として用いられる。しかし、アルキルフェノールポリエトキシレートを含有する表面活性剤がひとたび環境中に排出されると、表面活性剤からの代謝産物は、土壌中又は水中に蓄積される傾向があり、及び生態系及びヒトの健康に対して損害を引き起こす環境ホルモン作用を有することがある。結果として、アルキルフェノールポリエトキシレートに関連する環境問題は、世界中で世間の注目を引いている。加えて、土壌中及び地下水中の石油化学系汚染物質のバイオレメディエーション(微生物を利用した環境浄化)処理中に、表面活性物質が添加剤として用いられ、石油化合物の分解を促進することが多く、従って、これらの表面活性物質を除去し、二次汚染から環境を保護する必要性がある。
【０００３】
目下、化学的酸化の技術が、通常、かかる環境汚染問題に関するポリエトキシレートを取り扱うのに用いられる。言い換えれば、通常の化学的酸化の方法を用い、ポリエトキシレートを分解し、有機重合体によって引き起こされる汚染問題を解消することが多い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、化学的酸化方法は、大量のエネルギー使用を必要とし、環境において他の形態の汚染を引き起こすことがある。したがって、生物触媒の処理を使用することは、環境の保護及び生物学的修復のために有機重合体を分解する手段として非常に有用である。
【０００５】
発明の概要
本発明の目的は、ポリエトキシレートのエーテル結合を切断させることによってそれを分解するための生物触媒の処理を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
したがって、上記目的及び本発明の他の利点に従って、本明細書において、広範に具現化し及び記載するように、本発明は、ポリエトキシレートのエーテル結合を切断する方法を提供する。特に、新規な、分離された純粋な微生物の培養物シュードモナス・ニトロレデュセンス(Pseudomonas nitroreducens) ＴＸ１（ＢＣＲＣ９１０２２８、ＰＴＡ−６１６８）を、ポリエトキシレートのエトキシル端をカルボキシル端に転換するために、好気的条件下に用い、次いでそれがカルボキシル化端に隣接するエーテル結合を切断する。この新規な純粋な微生物の培養物は、０．０５％及び２０％の間の初濃度のポリエトキシレートを含む水性緩衝溶液中で、ポリエトキシレートのエーテル結合を順次に切断することができ、及びまた、１〜３個のエトキシル単位を有する短鎖ポリエトキシレートのエーテル結合の切断に有効である。短鎖ポリエトキシレートはエストロゲン様活性を持つことが示されている。
【０００７】
従来の化学的酸化の方法に比べ、本発明の生物学的方法は、エーテル結合を切断し、有機重合体を分解させるために、新規な純粋な微生物の培養物を利用し、より一層少ないエネルギーを用い、より一層環境に優しい。
【０００８】
上述の一般的な記載及び次の詳細な記載は双方共に例示的なものであり、特許請求の範囲に記載したよう本発明の更なる説明を提供することを意図する。
【０００９】
図面の簡単な記載
添付図面は、本発明の更なる理解を提供するために含め、及び本明細書中に組込み、本明細書の１部を構成する。図面は、本発明の具体例を例示し、本明細書の記載と一緒に、本発明の本質を説明するのに役立つ。
【００１０】
図１は、本発明の１例に従う新規で純粋な培養物によって分解されたオクチルフェノールポリエトキシレートの生産物を示す液体クロマトグラフィ−質量スペクトルである。
【００１１】
図２は、４時間の分解処理後の短鎖オクチルフェノールポリエトキシレートからの生産物としてのオクチルフェノールポリエトキシカルボキシレート（ＯＰＥＣｎ）を示す質量スペクトルである。
【００１２】
図３は、４時間の分解処理後のオクチルフェノールポリエトキシレートからの生産物としてのオクチルフェノールを示す質量スペクトルである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
好適例の記載
以下は、添付する図面（図１、２及び３）において例示するように、本発明の好適例の記載であるが、本発明の十分な理解を提供するためのもので、説明の目的のために示し、限定するものではない。
【００１４】
本発明は、微生物の培養物を用い、重合体を分解するためにエーテル結合を切断する方法を提供する。本発明において用いられる培養物（Pseudomonas nitroreducens TX1）は、２００３年８月６日付けで、Institute of Food Industrial Research and Development, R. O. C.（台湾の食品工業研究開発研究所）のBiological Resources Depository and Research Center（BRDRC、生物資源寄託及び研究センター）に寄託した。培養物の受託番号はＢＣＲＣ９１０２２８である。また、本出願についての微生物試料のAmerican Type Culture Collection(ATTC)受託番号はＰＴＡ−６１６８である。Pseudomonas nitroreducens TX1の純粋で新規な培養物の特徴及び関連情報は台湾特許出願第９２１２６３０５号において開示している。
【００１５】
本発明において、Pseudomonas nitroreducens TX1の純粋な培養物を、好気的条件下、特に、ｐＨ６及びｐＨ８の間で用い、ポリエトキシレートのエトキシル端をカルボキシル化端に転換し、次いで、カルボキシル化端に近いエーテル結合を開裂させる。ポリエトキシレートが含まれる化合物は、アルキルフェノールポリエトキシレート、ドデシルオクタエトキシレート、ポリエチレングリコール、１，４−ジオキサン、トリオキサン、及び環状エーテルであることができる。１好適例において、ポリエトキシレートは、例えば、１〜２０個のエトキシル単位を持つポリエトキシレートである。かかるポリオキシレートの例は、１〜２０個のエトキシル単位（ＯＣＨ２ＣＨ２）及びアルキル鎖（Ｒ：ＣｍＨ２ｍ＋１，ｍ≧１）を有するアルキルフェノールポリエトキシレートであり、これは、次の式（１）：
【化１】
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を持つ。
【００１６】
注目すべきは、本発明で用いられるPseudomonas nitroreducens TX1の培養物が、０．０５％〜２０％の広い初濃度のポリエトキシレートを含む水性緩衝溶液中で、ポリエトキシレートのエーテル結合を切断するのに有効であることにある。加えて、切断は、ポリエトキシレートのエーテル結合が順次に開裂するように選択的である。また、注目すべきことは、本発明の方法が、異なる数のエトキシル単位を有するポリエトキシレートのエーテル結合を切断することができ、また、１〜３個のエトキシル単位を持つ短鎖ポリエトキシレートのエーテル結合を開裂させるのに効果的であることにある。
【００１７】
さらに、本発明を、その他の好適例において記載し、そこでは、オクチルフェノールポリエトキシレート(OPEOn)を、切断機構を例示するために用いる。オクチルフェノールポリエトキシレートのエトキシル単位を、カルボキシル化端又はエトキシル端に隣接するエーテル結合の開裂によって短くする。また、オクチルフェノールポリエトキシレートのエトキシル端を、次の反応図式（２）：
【化２】
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に示すように、エーテル結合の開裂の前又は後にカルボキシル化する。
【００１８】
前述の図式に示すように、Pseudomonas nitroreducens TX1の培養物を本発明の１部として用いることによって、オクチルフェノールポリエトキシレートのエトキシル端を、エーテル結合の開裂の前又は後にカルボキシル化する。カルボキシル化及び開裂の処理を繰り返すにつれて、オクチルポリエトキシレートのエトキシル鎖がより一層短くなる。
【００１９】
図１は、０、48及び96時間を超える範囲に及ぶ時間にわたりPseudomonas nitroreducens TX1の培養物によって分解されたオクチルフェノールポリエトキシレートからの生産物を同定する液体クロマトグラフ−質量スペクトルを示す。液体クロマトグラフィは、移動相としてのアセトニトリル及び0.1％ギ酸水(1:1)による高圧液体クロマトグラフ〔Water Alliance(ウォーター・アライアンス) 2690〕及びＣ18カラム〔μBondapak(ボンダパック)、3.9×150mm〕を用いて行った。さらに、質量分光測定は、ポジティブモードにおいて、電子スプレーイオン化マススペクトロメータ〔Platform(プラットフォーム) LC, Micromass(マイクロマス社)〕を用いて行い、そこでは、キャピラリ電位は3.5V、コーン電位は35V、入口温度は100℃、及び窒素流速は300L／時間であった。
【００２０】
図２は、４時間の分解処理後の短鎖オクチルフェノールポリエトキシレートからの生産物としてのオクチルフェノールポリエトキシルカルボキシレート(OPECn)を示す質量スペクトルであり、そこでは、ｎは、１〜３の範囲にわたり及び生産物のエトキシル単位の数に言及する。液体クロマトグラフィは、40分間にわたる30％〜90％で変化するアセトニトリルの比率での勾配において移動相を用いて行った。加えて、質量分光測定は25Vのコーン電位を用いて行った。
【００２１】
図３は、４時間の分解処理後のオクチルフェノールポリエトキシレートからの生産物としてのオクチルフェノール(OP)を示す質量スペクトルである。液体クロマトグラフィは90％のアセトニトリルを有する移動相を用ることによって行った。加えて、質量分光測定は、ネガティブモードにおいて電子スプレーイオン化マススペクトロメータを用いることによって行い、そこで、キャピラリ電位は3.0Vであり、及びコーン電位は50Vであった。
【００２２】
図１に関して、Pseudomonas nitroreducens TX1の培養物を用い、オクチルフェノールポリエトキシレートのエーテル結合を順次に開裂させ、従って、オクチルフェノールポリエトキシレートの鎖が徐々により一層短くなる。さらに、図２及び３に関して、オクチルフェノールポリエトキシレートの４時間の分解後に、分解生産物のスペクトルは、オクチルフェノール及び１〜３個のエトキシル単位を有するカルボキシル化短鎖オクチルフェノールポリエトキシレートの双方の存在を示す。したがって、上記結果は、培養物が、１〜３個のエトキシル単位を持つカルボキシル化オクチルフェノールポリエトキシレートを生成させ得、及びまた、エーテル結合が十分に開裂した後、オクチルフェノールが形成されることを示す。
【００２３】
上述の結果は、本発明が、エーテル結合の開裂の前又は後にポリエトキシレートのエトキシル端をカルボキシル化する機構を開示することを示す。ポリエトキシレートの鎖はカルボキシル化端又はエトキシル端に隣接するエーテル結合の開裂を介して順次により一層短くなる。
【００２４】
本発明は、異なる数のエトキシル単位を持つポリエトキシレートのエーテル結合を開裂させることができ、及びまた、１〜３個のエトキシル単位を有する短鎖ポリエトキシレートのエーテル結合を開裂させるのに有効である処理を提供する。この特性は、未だ、何らの従来の技術によって開示されておらず、この特性は、エーテル結合の切断のために純粋な微生物の培養物を利用するもので；すなわち、以前の確認された微生物の培養物は短鎖ポリエトキシレートのエーテル結合を切断し得ることが知られていない。先行技術の参考文献は、参考として本明細書に組込むが、これには：〔Hideaki(ヒデアキ) M., N. Masuda(マツダ), Y. Fujiwara(フジワラ), M. Ika(イカ), 及びM. Fujika(フジカ), Appl. Environ. Microbiol.(アプライド・アンド・エンバイアロンメンタル・ミクロバイオロジ), 60: 2265-71 (1994年); Dominic(ドミニク) M. J., 及びG. F. White(ワイト), J. Bacteriol.(ジャーナル・オブ・バクテリオロジ), 180: 4332-38 (1998年); Nguyen(グエン) M. H. 及びJ. C. Shigoillot(シゴイロット), Biodegradation(バイオデグラデイション), 7: 369-75 (1997年); Sato(サト) H., A. Shibata(シバタ), Y. Wang(ワン), H. Yoshikawa(ヨシカワ),及びH. Tamura(タムラ), Polymer Degradation and Stability(ポリマー・デグラデイション・アンド・スタビリティ), 74: 69-75 (2001年); Nishio(ニシオ) E., Y. Ichiki(イチキ), H. Tamura,及びS. Morita(モリタ), Biosci. Biotechnol. Biochem.(バイオサイエンス・バイオテクノロジ・アンド・バイオケミストリ), 66: 1792-98 (2002年);又はSato H., A. Shibata, Y. Wang, H. Yoshikawa,及びH. Tamura, Biomacromolecules(バイオマクロモリキュールズ), 4: 46-51 (2003年)〕が含まれる。
【００２５】
本発明の他の好適例では、培養物Pseudomonas nitroreducens TX1を、アルキルフェノールポリエトキシレートを含有する培体中に配置し、及び50〜90％のアルキルフェノールポリエトキシレートを、96時間以内にエーテル結合の開裂を介して分解する。上記培体は、例えば、MSB(塩類基礎培地)である。MSBの関連する条件は、以下の刊行物中に開示されており、それを参考として本明細書中に組込む：R. Y. G. Stanier(スタニエ), C. Bazire(バジイレ),及びW. R. Sistrom(シストロム), Kinetics Studies of Pigment Synthesis by Non-sulfur Purple Bacteria(非硫黄性紅色細菌による顔料合成の動力学的研究), J. Cell Comp. Physiol.(ジャーナル・オブ・セルラー・アンド・コンパラティブ・フィジオロジ), 49: 25-28 (1966年)。
【００２６】
本発明は、生物学的処理を利用し、重合体の除去又は生物学的転換のための有機重合体のエーテル結合を切断するので、本発明の方法は、それがより一層低いエネルギー消費及びより一層高い環境適合性を持つように、従来の化学的方法を超えて有利である。
【００２７】
加えて、本発明は順次に開裂されるポリエトキシレートのエーテル結合を生じさせるので、生物学的反応は選択的である。
【００２８】
さらに、本発明の方法は、異なる数のエトキシル単位を持つポリエトキシレートのエーテル結合を開裂させることができ、及びまた、１〜３個のエトキシル単位を有する短鎖ポリエトキシレートのエーテル結合を開裂させるのに効果的である。出版された報告は、短鎖ポリエトキシレートのエーテル結合を開裂させるために用い得るかかる純粋な培養物を記載していない。
【００２９】
当業者にとって、種々の改良及び変形を本発明の構成に対して本発明の範囲又は精神から逸脱することなく行えることは明らかである。上記の点を考慮して、本発明は、提供される本発明の改良及び変形に及び、これらは本出願の特許請求の範囲及びその均等物の範囲内に入る。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の１例に従う生産物の質量スペクトルである。
【図２】他の生産物の質量スペクトルである。
【図３】さらに他の生産物の質量スペクトルである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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