[发明专利]由对苯二甲酸钾盐制造有用化学品的方法

说明书

技术领域

本发明涉及以对苯二甲酸钾盐为原料、使用表达对苯二甲酸1,2-双加氧酶的微生物制造对苯二甲酸-1,2-顺式-二羟基二醇（以下根据需要简称为TPA-DHD）的方法、进一步将TPA-DHD转变成原儿茶酸、没食子酸的方法以及通过废弃聚酯的解聚获得作为原料的对苯二甲酸钾盐的方法。予以说明，本发明中对苯二甲酸钾盐是指对苯二甲酸二钾盐、对苯二甲酸1-钾4-钠盐及对苯二甲酸1-钾4-铵盐等对苯二甲酸的、对苯二甲酸的至少1个羧基残基与钾离子形成了盐的化合物。

背景技术

对苯二甲酸是主要作为聚对苯二甲酸乙二醇酯（以下简称PET）、聚对苯二甲酸丙二醇酯（以下简称PTT）及聚对苯二甲酸丁二醇酯（以下简称PBT）等对苯二甲酸系聚酯的原料而大量生产的廉价化学品。由于对苯二甲酸廉价，因此还开发了使用微生物以对苯二甲酸为原料制造TPA-DHD、2-吡喃酮-4,6-二甲酸、原儿茶酸、没食子酸等有用化学品的技术（文献1～5）。还已知通过TPA-DHD的脱水反应可以制造作为药品、树脂材料的原料的2-羟基对苯二甲酸（专利文献1和2）。

在以对苯二甲酸为原料使用微生物制造有用化学品时，理想的是：不是将对苯二甲酸自身、而是将水溶性优异的对苯二甲酸盐添加在培养基中。氢氧化钠由于比氢氧化钾廉价，因此一直以来虽然使用对苯二甲酸的钠盐作为其原料，但是尚不存在以对苯二甲酸的钾盐为原料使用微生物来制造有用化学品的报告、以及与对苯二甲酸的钠盐相比使用对苯二甲酸的钾盐时目标化合物的生产性更优异的报告。

关于对苯二甲酸系聚酯的再利用，特别是以废弃PET瓶的再利用为核心开发了多种再利用技术，产业化也正在推进。但是，其再利用成本高，需要收益性更高的再利用技术。从而，在以对苯二甲酸为原料的化学品制造中由于以源自废弃聚酯的对苯二甲酸为原料关系到环境问题的解决和制造成本的降低，因此是重要的研究开发课题。

作为废弃聚酯的再利用方法，除了获得原聚酯的资源再利用法外，还已知将聚酯化学解聚而获得对苯二甲酸、双-2-羟乙基对苯二甲酸酯等的化学再利用法（专利文献6～11）。已知通过在含有氢氧化钠等碱金属氢氧化物的乙二醇反应溶剂或醇反应溶剂中加热PET等聚酯可以解聚。此时，由于氢氧化钠廉价，一般使用氢氧化钠作为碱金属氢氧化物。但是，由于获得的对苯二甲酸碱金属盐的利用用途尚不存在，因此期待再利用事业推进为：进一步通过对对苯二甲酸碱金属盐进行酸处理，以此获得对苯二甲酸。但该再利用事业的制造成本偏高且获得的对苯二甲酸廉价，因此基本未实施。

虽然已知PET在含有氢氧化钾的乙二醇溶剂中可以解聚（非专利文献1），但对于PET在乙二醇溶剂中的氢氧化钾和氢氧化钠中的解聚差异的比较结果尚无报告。进而，尚未报告在含有氢氧化钾的乙二醇反应溶剂中通过将PET、PTT或PBT解聚而获得对苯二甲酸钾盐后，使用微生物将该对苯二甲酸钾盐转变为其它有用化学品这样的废弃聚酯的再利用技术。

虽然已经报道了：在含有氢氧化钠的1-丁醇反应溶剂中将废弃PET解聚、通过添加硫酸获得对苯二甲酸的实验例（专利文献12），但尚未报告：在含有氢氧化钾的1-丁醇反应溶剂中将废弃PET解聚的事例，以及对于在包含碱的1-丁醇反应溶剂中的聚酯解聚反应中氢氧化钾和氢氧化钠的差异进行比较的事例。

在含有氢氧化钾的乙二醇中将废弃聚酯解聚时，若想获得纯度高的对苯二甲酸钾盐，则其再利用成本增加。因此，期待以含有乙二醇的纯度低的对苯二甲酸钾盐为原料、使用微生物将其转变为有用化学品。但是，尚不存在在对苯二甲酸盐和乙二醇共存的状态下利用微生物生产化学品的报告。予以说明，目前已知：对于在基础研究领域和工业生产领域被广泛使用的埃希氏大肠杆菌（Escherichia coli；以下适宜简称为大肠杆菌。）K-12株能够通过乳醛还原酶及乳醛脱氢酶将乙二醇转变为乙醇酸，在此基础上还报告了通过对乳醛还原酶导入突变，提高乙二醇的代谢能力（非专利文献2～4）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：United States Patent5,068,414

专利文献2：United States Patent5,124,479

专利文献3：日本特开2007-104942

专利文献4：日本特开2009-65839

专利文献5：日本特开2009-213392

专利文献6：日本专利第3715812号

专利文献7：日本特开2000-169623