[发明专利]包含4-羟基丁酸酯单元和乳酸酯单元的共聚物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及包含4-羟基丁酸酯单体单元和乳酸酯单体单元的共聚物或者包含4-羟基丁酸酯单体单元、乳酸酯单体单元和3-羟基链烷酸酯单体单元的共聚物及这种聚合物的制备方法。

背景技术

聚乳酸酯(PLA)为源自乳酸酯的典型生物可降解聚合物，其作为普通或者医用聚合物具有多种应用。目前，PLA是通过聚合由微生物发酵产生的乳酸酯而制备的，但是通过乳酸酯的直接聚合只能产生低分子量(1000-5000道尔顿)PLA。为了合成高分子量(＞100,000道尔顿)的PLA，可以使用通过链偶联剂聚合由乳酸酯的直接聚合得到的低分子量PLA的方法。然而，其具有如下缺点：如由于加入溶剂或者链偶联剂而使高分子量PLA的制备方法复杂，且还不容易除去该溶剂或者链偶联剂。目前，在制备高分子量的商业上可用的PLA的方法中，正使用一种其中将乳酸酯转化成交酯以通过交酯环的环化脱水作用合成PLA的方法。

同时，聚羟基链烷酸酯(PHA)是一种在例如磷、氮、镁、氧的其它营养元素缺乏而碳源过量时微生物积累在其中作为碳和能量储存化合物的聚酯。PHA由于与源于石油的合成聚合物具有相似的性质，并且同时呈现出优异的生物降解性质，所以其被认为是合成塑料的替代性材料。

现有的PHA分为具有短的碳链的SCL-PHA(短链长度PHA)和具有长碳链的MCL-PHA(中链长度PHA)。合成PHA的基因从富养罗尔斯通氏菌(Ralstonia eutropha.)、假单胞菌(Pseudomonas sp.)微生物中克隆，并且由多种单体组成的PHA通过重组微生物合成(Qi等人，FEMSMicrobiol.Lett.，157：155，1997；Qi等人，FEMS Microbiol.Lett.，167：89，1998；Langenbach等人，FEMS Microbiol.Lett.，150：303，1997；WO01/55436；US 6,143,952；WO 98/54329；以及WO 99/61624)。

为了在微生物中产生PHA，需要将微生物代谢物转化成PHA单体的酶和使用PHA单体合成PHA聚合物的PHA合酶。PHA合酶使用羟酰-辅酶A作为底物合成了PHA，并且已知克隆自富养罗尔斯通氏菌等的α-酮硫解酶(PhaA)、乙酰乙酰-辅酶A还原酶(PhaB)，克隆自假单胞菌属的3-羟基癸酰-ACP：辅酶A转移酶(PhaG)，源自豚鼠气单胞菌(Aeromonas caviae)和铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)的(R)特异性烯酰基-辅酶A水合酶(PhaJ)(Fukui等人，J.Bacteriol.，180：667，1998；Tsage等人，FEMS Microbiol.Lett.，184：193，2000)，源自大肠杆菌、铜绿假单胞菌等的3-酮脂酰-ACP还原酶(FabG)(Taguchi等人，FEMSMicrobiol.Lett.，176：183，1999；Ren等人，J.Bacteriol.，182：2978，2000；Park等人，FEMS Microbiol.Lett.，214：217，2002)，源自丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutyricum)的磷酸丁酰转移酶(phosphotransbutylase，Ptb)和丁酸激酶(BuK)(Liu和Steinbuchel，Appl Environ Microbiol，66：739，2000)，源自科氏梭菌(Clostridium kluyveri)的Cat2(Hein等人，FEMSMicrobiol.Lett.，15：411，1997)等为能够产生作为PHA底物的羟酰-辅酶A的酶。使用在碳链的多种位置(主要是3、4、5和6位)羟基化的羟基链烷酸酯通过这些酶已经合成了多种PHA。