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　　2015年底，美國科羅拉多州立大學(xué)的華裔化學(xué)家EugeneChen教授和他團隊中的博士后MiaoHong在《NatureChemistry》雜志上發(fā)表了一個令人驚喜的研究成果——“可回收”的生物塑料(相關(guān)閱讀：“美國總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎”華裔得主發(fā)明真正化學(xué)意義上“可回收”的生物塑料)。

可降解塑料制品成競相追逐的“熱點”

　　在該篇論文中，作者嘗試了金屬催化劑與一些強堿，最終發(fā)現(xiàn)La金屬螯合催化γ-丁內(nèi)酯(GBL)，成功在低溫條件下實現(xiàn)內(nèi)酯的開環(huán)聚合，得到了線形與環(huán)狀兩種聚合產(chǎn)物，最高轉(zhuǎn)化率高達90%。最為重要的是：所得聚合物可以在加熱條件下回到單體，實現(xiàn)降解循環(huán)利用。這篇文章實現(xiàn)了從無到有的突破，但是還是存在一個顯著的問題——還需要使用金屬催化劑。眾所周知，金屬催化劑價格昂貴，并且可能污染產(chǎn)物。

　　高分子的出現(xiàn)無疑給人們的生產(chǎn)和生活帶來了極大的便利，幾乎隨處都能看到它的身影。不過，由于其多為石油基原料制備而成，且在制備過程中需要用到金屬催化劑，因此可持續(xù)性較差，并會對環(huán)境帶來很大的隱患，隨后而來的“白色污染”問題也令人憂心。近年來開環(huán)聚合法(ROP)以內(nèi)酯小分子開環(huán)聚合成可生物降解的脂肪族聚酯備受關(guān)注。但是該方法通常需要在高溫(160度左右)以及超高壓的嚴(yán)苛條件下才能進行，因此開發(fā)新型的溫和條件制備可降解的塑料制品成為競相追逐的熱點。

　　為了解決這個問題，而且之前的工作也證明利用有機堿亦可得到聚合產(chǎn)物，EugeneChen教授和MiaoHong博士于是再度做出改進，使用了一種更強的有機堿tert-Bu-P4，在容易拔氫的同時該分子的正離子也有利于穩(wěn)定γ-丁內(nèi)酯拔氫后的負(fù)離子，首次在不使用金屬催化劑的情況下實現(xiàn)了γ-丁內(nèi)酯的低溫開環(huán)聚合。

　　這一次他們依然實現(xiàn)了高達90%的單體轉(zhuǎn)化率，并且用時更少(四個小時或更短)，可得到高分子量的聚合物(Mn高達26.7 kg/mol)。所得到的聚合物產(chǎn)品為粉末狀，并表現(xiàn)為聚酯材料的典型特征，可被澆鑄成不同的形狀。而最重要的，這些聚酯產(chǎn)品完全可回收，對其進行加熱就可使其轉(zhuǎn)化成純的單體。作者強調(diào)：“使用有機聚合的方法得到的Poly-GBL可完全轉(zhuǎn)化成純單體而得到回收，要做的僅僅是對這種聚合物進行加熱。”

　　由于該反應(yīng)沒有金屬催化劑參與其中，因此對于那些強調(diào)“無金屬”的產(chǎn)品和工藝來說(例如生物制藥)，該反應(yīng)特別有吸引力。