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1、288?：QQ...62R8S63@0化学通报"$$&年第9期·%’!·!"!!!!!!"!化学史!"!!!!!!"!生物降解材料聚乳酸合成史略汪朝阳!，"赵耀明"（!华南师范大学化学系广州#!$%&!；"华南理工大学材料学院广州#!$%’$）!"#$%&’(’)(’$*+"*,-(*.&/+0.012&30$&+(024*2"205$(565(.;+/0<2+34+/0!，"，<2+3=+3*,/0"（!>7?+@8*7/83AB27*,C8@4，D3E82B2,/+F3@*+-G/,H7@C,84，IE+/0123E#!$%&!；"J/C8,8E873AK+8
2、7@,+-C，D3E82B2,/+G/,H7@C,843AL7M2/3-304，IE+/0123E#!$%’$，B2,/+）7聚乳酸研究的兴起世界塑料产量已经超过!亿吨，其广泛应用使废弃物迅速增加，估计世界年废塑料量可达"$$$万吨，已引起严重的环境污染问题。减少废塑料污染的重要方法之一是使用在自然界无论生物体内外都可以自然降解、不会造成环境污染的生物降解材料［!］。图7聚乳酸合成、降解循环示意图8(/97:%&5(+5;20$(*#’<&$5%*,4=6’’’"#$%&’&’0#..&/+0.0$(*#在生物降解材料中，聚乳酸（NOP）具有其特殊性，这不仅是因为
3、聚乳酸具有很好的生物降解性能，具有良好的生物相容性和生物可吸收性，而且是因为聚乳酸是一种生物原料制品。乳酸是乳酸杆菌产生的一种碳水化合物，也是生物体中常见的天然化合物，人体内也有这种物质。通过乳酸环化二聚、丙交酯开环聚合的二步法或乳酸的直接聚合，可以得到聚乳酸［"］。可以说，人类合成和利用聚乳酸是自然界碳循环的一部分（图!）。聚乳酸的研究在生物降解材料中尤其引人注目。近几年来，关于聚乳酸方面的综述，仅中文的汪朝阳男，&"岁，副教授，主要从事有机化学方面的科研与教学工作。()*+,-：.+/0.+/012+34+/05!%&6/78高等学校博士学科点专项科研基金（9
4、:$#%!!$）、广东省自然科学基金（9:$#$’、$"$::#）资助项目"$$")$9)"#收稿，"$$&)$")"!修回·,+%·化学通报%""(年第&期:99>：IIJJJ5:K9L587M报道，且仅篇名提及聚乳酸的就有!"篇左右。在全球范围内，聚乳酸的研究也日趋活跃，这可以从#$的聚乳酸类聚合物的收录情况，特别是其进入%"世纪&"年代后期以来的增长速度可见一斑（表［(］。!）。不仅如此，国际市场上几年前就已经有’种牌号的聚乳酸树脂出售表!"#中!$%&’(&&!聚乳酸类聚合物的收录情况)*+,!)-./0.1.234/*/.53678906:.;.:06"
5、#:<506=!$%&’(&&!年份!&)"*!&)&!&&"!&&!!&&%!&&(!&&+!&&’!&&,!&&-!&&)!&&&%"""%""!篇数%&,!%!,!+!&!’(!(&++()+!(-如果从绿色化学的观点进行分析，生物降解材料的合成是目标产物绿色化。绿色化学的研究范畴包括［+］：（!）单一反应的原子利用率；（%）目标产物的绿色化；（(）反应试剂的绿色化；（+）反应条件（反应溶剂、实验手段、催化剂）的绿色化。同时，对聚乳酸而言，由于其合成原料乳酸对人类无害、天然，聚乳酸的合成也是化学试剂（合成原料）的绿色化。因此，生物降解材料聚乳酸的合成研究是绿
6、色化学的重要组成部分之一［’］，聚乳酸研究的兴起正顺应了绿色化学潮流。(聚乳酸等聚酯合成研究的先驱工作聚乳酸的研究和开发可追溯到%"世纪二三十年代。!&%)年，年仅(%岁的卡罗瑟斯博士（./010/23456/789:37;，!)&,*!&(-）受聘于当时美国最大的工业公司———杜邦（<=>8?9）公司成立才两年的基础化学研究所的有机化学部任负责人，进行有机化学部的基础研究。他试图寻找一种有用的合成纤维材料，因此对脂肪族聚酯的合成进行了深入的研究。!&("年，卡罗瑟斯成功地用乙二醇和癸二酸缩合制取了可以抽丝的聚酯，随后又对一系列的聚酯化合物进行了深入的研究。由于当
7、时所研究的聚酯都是脂肪酸和脂肪醇的聚合物，具有易水解、熔点低（@!""A）、易溶解在有机溶剂中等缺点，卡罗瑟斯因此得出了聚酯不具备制取合成纤维的结论，最终放弃了对聚酯的研究。其中，包括!&(%年发表的聚乳酸的合成研究，这些聚乳酸的分子量低，机械性能差，实际用途不大；同时，他还研究了聚乳酸与丙交酯的关系［,］。然而，当年卡罗瑟斯所认为的“易水解”缺点，正是目前科学家们普遍认为的可降解聚酯的优点：存在酯键的脂肪族高分子材料最易于生物降解［%］。就在卡罗瑟斯放弃了聚酯的研究以后，英国的温费尔德（B5C5.:D?ED30F，!&"!*!&,,）在吸取卡罗瑟斯上述研究成果的
8、基础上，改
