第３号

2002.１

No.3

GSCNは化学技術の革新を通して「人と環境の健康・安全」を目指し，持続可能な社会の実現に貢献する活動を推進する組織です

GSCN
Green & SustainableChemistry Network

GSCNシンポジウム（2001よこはま）を終えてGSCN研究支援グループ座長

瀬 川幸 一（上智大学 理工学部 化学科）

「グリーン・サステイナブル・ケミストリー（GSC）」は今まで " Environmental Benign Chemistry ", " Green Chemistry ", " Sustainable Chemistry "などと呼ばれてきたものを統合した言葉と概念です。米国の環境保護局 （EPA）によれば " Green Chemistry " は「化学品の設計・製造から廃棄・リサイクルまで全ライフサイクルにわたって、人間の健康や環境に害を与える原料、反応試薬、反応、溶媒、製品をより安全で環境に影響を与えないものへの変換を進めること。また、変換収率、回収率、選択性の高い触媒やプロセスの開発によって廃棄物の少ないシステムを構築する。」こととされています。
日本においては（財）化学技術戦略推進機構（JCII）が事務局となり1998年に化学関連11団体をメンバーとした「グリーンケミストリー連絡会（GC 連絡会）」が発足し、GSCとすることおよびその基本理念、活動の基本骨格が決めらました。2000年には GSC 活動の中心組織として、10団体（化学工学会、高分子学会、日本化学会、物質工業技術研究所、化学情報協会、新化学発展協会、日本化学工業協会、バイオインダストリー協会、化学物質評価研究機構、化学技術戦略推進機構）３オブザーバー（通産省、NEDO、IUPAC）から構成される「グリーン・サステイナブル・ケミストリー・ネットワーク（GSCN）」が発足し、現在に至っています（団体名の呼称は全て当時のまま）。
昨年度からJCII事務局と GSCN の研究支援グループが実行委員となり、本年度、第二回目の GSCNシンポジウムが、去る11月12日より13日の二日間、横浜で開催され、無事終了しました。今回はJames H. Clark （York University）および Terry Collins （Carnegie Mellon University）両教授をはじめ10件の招待講演と公募による70件のポスター発表が行われました。参加者も多く、講演もポスター発表も共に活発な討論が行われ、大変意義のあるシンポジウムになったと喜んでいるところです。これ
からは、シンポジウム会場で垣間見ることができた熱気を絶やすことなく、益々「グリーン・サステイナブル・ケミストリー（GSC）」の概念と、その重要性が認識されることと、継続的なシンポジウムをインターフェイスとしてグリーンケミストリー運動の成果を挙げることを願って止みません。

話

No.3

題

新規グリーンプラスチック材料の創製を目指して
東京工業大学大学院生命理工学研究科
井 上 義 夫
生分解性プラスチックの開発と実用化の現状を述べ、生分解速度の制御に関する著者らの研究の一事例を紹介する。
どの種々の環境に広く分布すること、PHA分解酵素が単離され構造と性質が調べられていることな
どから PHA は高分子材料の生分解機構、生分解に影響を及ぼす因子、環境中のプラスチック分解菌の種類と分布、などの研究を行うための格好のポリマー材料でもある。
図２は微生物産のポリ（3-ヒドロキシ酪酸-co-3プロピオン酸）共重合体 P (HB-co-HB)のフィルムについて調べたポリ（3 -ヒドロキシ酪酸）（PHB）分解酵素による分解の速度の HP 組成依存性を示している。HP 組成100％のポリマーは化学合成法により合成したポリプロピオラクトン(PHP)である。
図中には熱分析とＸ線回折により決定した P (HBco-HP)の形態も表示した。HP 組成50〜70モル％にて分解速度が著しく低下しているのは、この組成領域ではポリマー材料が非晶質であり、生分解性高分子材料によるポリマー鎖の揺らぎが大きい（ガラス転持続可能な材料システム
移点は約-10℃）のでフィルム表面に酵素・高い環境親和性が安定的に吸着することが困難なことに・石油資源を利用せずに生産が可能よる。

新世紀に入りグリーンケミストリーと持続型社会の構築の必要性が声高に叫ばれるようになる中で、ポリマー材料分野においても生分解性プラスチック（わが国では愛称を"グリープラ"とすることが数年前に提案された。）を初めとする環境低負荷型、環境調和型ポリマー材料の実用化の動きが一段と活発になってきている。米国にて2002年にポリ乳酸が年産14万トン規模で本格生産されることが、グリーンプラ普及の先駆けになるものと期待されている。
グリーンプラへの期待は、(1)環境負荷が低いこと、(2)再生可能な生物誘起資源から生産可能なことの２点にあり、グリーンサステイナブルケミストリーの観点からは(1)と(2)を同時に満たす材料が理想的である（図１）。

微生物合成

日光

化学合成

生分解性高分子材料

4.0

再生可能資源PHB型結晶シート

結晶化度
コンポスト化、埋め立て

ケミカルリサイクル

光合成

環境使用

化学分解

O2
CO2CO2

微生物分解
バイオリサイクル

微生物分解

分解速度（mg・h-1・cm-2）

びん3.0

大

非結晶

PHP型結晶結晶化度
大2.01.0

ポリ乳酸の原料である乳酸は、生物有機資源の典型であるデンプンの微生物醗酵により得られることからこの理想を満たすポリマーと言えよう。
0.0
現在知られているグリーンプラは、化学構造に020406080100
基づいて分類するとポリエステル、ポリエステルHP単位組成（モル％）カーボネート、ポリアミド、ポリエステルアミド、都市型河川の典型である多摩川の水中に生息すポリビニルアルコール、多糖などに大別される。
る微生物は PHP をほとんど分解しない。これは生分解性ポリマーが生分解されるために持つべきPHP が天然には存在しない人造物であるために微基本的化学構造は現在ほぼ解明されていると言って良い。しかし、(1)生分解機構の解明、(2)生分 生物が分解酵素を分泌しないからである。これに対して P (HB-co-HP)は、HB 組成が数％程度であ解速度の制御、(3)高機能・高性能化、など今後検っても速やかに分解される。このように、ポリマ討すべき課題は山積している。
ー材料の生分解はポリマーの化学構造と物理的状ある種の微生物が生産する一連のポリヒドロキ態（結晶、非晶、ガラス転移点）に依存すること
シアルカン酸( PHA )は糖質、脂肪酸などの再生可がわかる。ポリマー材料の生分解速度を制御する
能原料から生合成可能な生分解性ポリエステルでためには、まず生分解機構を解明しなければならあり、実用上重要なポリマー材料である。またない。それには学際的研究が必要である。
PHAを生分解する微生物は土壌、河川、海水中な研究最前線No.3

化学企業におけるグリーンケミストリー
住友化学工業（株） 有機合成研究所
戸 田 昭 二地球環境にやさしい画期的な製品を提供し、より豊かな社会を実現するとともに、われわれの子孫に豊かな自然環境を残していくことが化学企業の使命でありことから、グリーンケミストリー的立場に立った企業活動が、われわれ化学企業にとって必要不可欠なものとなっている。
実際に、これまでに開発してきた技術にも多くのグリーンケミストリーの要素が含まれており、現在取り組んでいる製品開発・合理化研究においてもグリーンケミストリーは、すでに実践的な考え方として化学企業では認識されている。今回は有機合成プロセスに焦点を紋ってその一例を紹介する。
グリーンケミストリーの実例
しかしながら、企業の開発研究では、現実的に、合成ゴムの原料であるエチリデンノルボルネン
化合物の物性や反応の特性、ならびに開発期間とはビニルノルボルネンの異性化によって合成されコストの制約があり、最初から理想のプロセスにる。従来は溶媒中で強塩基を用いていたが、住友仕上げるのは非常に難しい。したがって、一旦完
化学では超強塩基性をもつ新規固体触媒の開発に成したプロセスも必ず合理化研究を行い、少しず成功した1）。これにより「選択的触媒反応が室温、 つ理想のグリーン・プロセスヘと完成度をあげて無溶媒で定量的に進行し、濾過して触媒を除去すいく場合が多い。
れば製品が得られる」という、理想の反応を達成
例えば、ピレスロイド殺虫剤の中問体である光できた。しかも、中和すれば「廃触媒は無害化で学活性菊酸（（＋）菊酸）は光学分割で得られるき」アルミナと食塩になる。
が、当初、副生する不要対掌体（（−）菊酸）は廃棄せざるをえない状況であった。しかし鋭意なる検討の結果、カルボン酸を一旦酸クロライド化して不要対掌体をラセミ化する方法を開発し、原料のリサイクルが可能となった。
Al2O3/NaOH/Na
CO2H

合成（±）菊酸（共重合ゴム成分）

有機合成ブロセス開発におけるグリーンケミスト
リー
このように当社におけるプロセス開発研究には以下の目標を立てて実施している。
1. 触媒反応を採用する
2. 反応の無溶媒化を考える
3. より安全な原料・溶媒を使用する
4. 再生可能な資源を活用する
まず研究立案の段階からこのグリーンケミストリー的アプローチで計画を立てる。
特に、触媒反応の開発は、産業界のみならず、学術的にもインパクトが大きく、グリーンケミストリーの中核技術であるので、当社においても長期的な視野で研究を継続している。

ラセミ化

光学分割

（＋）菊酸

（−）菊酸

その後のさらなる検討の結果、カルボン酸を直接ラセミ化する反応を開発し、酸クロライド化に使用していた副原料の塩化チオニルを使用することなく、グリーン・プロセスヘと大きく前進した2）。
このように、一旦製造プロセスが完成した後も、あらゆる観点からよりグリーンなプロセスへと改良を重ねていくのが、われわれ化学企業の使命と考えている。
参考文献
1)鈴鴨剛夫 触媒 32, 230(1990)
2)鈴鴨剛夫,深尾正美,先砥庸治,村上信二
薬学会誌 15, 473(1990)

日本農行事と解説No.3

GSC関連ニュースを二つお知らせします。
１．GSC賞
GSCNで募集していたGSC賞の募集が2001年10月末で締め切られ、現在栄えある第１回の受賞者の選考が進められている。３月中には受賞者が決定，公表される予定。応募された分野は、技術開発に関するもの、新規概念の研究に関するもので、教育・啓発に関する応募はなかった。企業から10件大学等の研究機関からが７件の計17件であった。2002年度も募集される予定。2002年度の募集要項が決まったらこの News Letter でも紹介します。

２．Academia Show Case
GSCNメンバーの（財）化学技術戦略推進機構（JCII）は、産学官の共同研究/開発を推進するため、「シーズとニーズの出会いの場」を提供する
AcademiaShow Case を設けている。大学・研究機関などの学界から産業化・実用化を目指した技術開発・研究テーマを募集し、これらのテーマを企業に紹介・斡旋するもので、さらに直接共同研究に結びつかなかったテーマの中から１件200万円の研究助成（５件以内/年）をする制度。今年度募集中のテーマは、「グリーン・サステイナブル ケミストリー」に関するもので締め切りは、2002年１月21日（月）。詳細、応募は JCII の web site （http://www.jcii.or.jp）
へ。 2002年度も募集される予定。

GSC用語解説
ラセミ化（Racemization）＊有機化合物の中には、同じ組成でも立体構造が人間の右手、左手と同様、鏡に映したように対称的な２つの形（鏡像体）を持つ化合物（キラル）があります。その２種の1：1混合物をラセミ体（racemate）、ラセミ体のその成分への分離を光学分割（optical resolution）といい、物理的、化学的、および生物的分割の３つの方法に大別されます。逆に、本文中にあるような方法で一方のキラルな分子に対して分子内のねじれ要素が逆ねじれに変化するように操作して、最終的に両方向のねじれが半分ずつの混合物、すなわち光学不活性なラセミ体にすることをラセミ化と呼びます。医薬・農薬・食品・飼料・香料などの分野では、光学活性体によって生理活性が大きく異なることが多いため、光学活性体を効率的に合成することが重要です。2001年のノーベル化学賞、野依良治先生の「キラル触媒による不斉反応の研究」は、まさにこの分野の成果です。

ガラス転移点（Glass transition temperature）＊ポリマーは、低分子化合物のように一定の温度を境にして固体、液体、気体の三相に変化することはなく、温度を次第に上げていくと、非結晶部分の分子が運動を開始し，この温度をガラス転移点Ｔgといいます．Ｔg以下の状態をガラス状態，Ｔg 以上の状 態をゴム状態と呼ぶことがあります．ガムベースに用いられているポリ酢酸ビニルの Tg は約35℃で，寒いときはガラス状態で固くて折れたりしますが，口に入れて体温以上になると ゴム 状態になることは身近な例です．用途により、適当な低分子（可塑剤）を混入することにより Ｔg を低下させる場合もあります。

GSCN
Green & Sustainable
Chemistry Networkグリーンサスティナブル ケミストリー ネットワーク（GSCN)
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