聚乳酸(poly(lactic acid), PLA)具有生物可降解性以及生物相容性等特点，是一种环境友好的脂肪族聚酯材料。rac-LA单体制备成本低，由其立构选择性开环聚合可以直接得到PLA立构复合物，极大地提高聚合物的各项性能。值得注意的是，PLA的立构规整度与其熔点(T_m)、降解行为以及力学性质等密切相关。尽管有机催化剂可以催化rac-LA的开环聚合反应，制备具有高立构规整度(P_m > 0.9)的PLA，但是目前高效、高立构选择性且易制备的有机催化剂相对较少。

基于上述背景，青岛科技大学李志波教授团队利用L-苯丙氨酸甲酯(L-Phe-OMe)、L-丙氨酸甲酯(L-Ala-OMe)以及L-缬氨酸甲酯(L-Val-OMe)分别与4-三氟甲基苯异氰酸酯反应得到3种含手性中心的脲(L-Phe-U，L-Ala-U以及L-Val-U)。这些手性脲与有机碱1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)形成的二元催化体系可以在常温下催化外消旋丙交酯立构选择性开环聚合，制备具有高立构规整度的聚乳酸(P_m = 0.87)，降低聚合温度可以进一步提高聚乳酸的立构规整度，在−20 °C时P_m高达0.90。

由氨基酸甲酯盐酸盐与4-三氟甲基苯异氰酸酯反应生成的手性脲合成过程简单，比一般的有机脲溶解性好，且手性脲/DBU体系的催化效率高，反应速率快，rac-LA单体在10 min内转化率高达97%，L-Phe-U/DBU二元催化体系可以实现rac-LA的可控聚合，得到的聚乳酸分子量分布窄(Р= 1.18)，熔点T_m为154 °C，属于半结晶聚合物，具有良好的性能。

上述工作以题为“手性脲/有机碱二元体系协同催化外消旋丙交酯立构选择性开环聚合”论文形式发表在《高分子学报》2020年第10期“有机催化聚合专题”(高分子学报, 2020，51(10): 1121-1129, doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20117)，青岛科技大学寇新慧博士是该论文的第一作者，李志波教授、沈勇副教授为论文共同通讯作者。该工作得到国家自然科学基金(基金号 201901134，21801151)，国家外专局111创新引智基地(项目号D17004)和山东省泰山学者优势特色学科团队计划(项目号 tsqn20161031)资助。

引用本文:

寇新慧, 沈勇, 李志波. 手性脲/有机碱二元体系协同催化外消旋丙交酯立构选择性开环聚合.  高分子学报, 2020，51(10): 1121-1129
Xin-hui Kou, Yong Shen and Zhi-bo Li. Stereoselective Ring-opening Polymerization of rac-Lactide Using Chiral Urea/Strong Organobase Binary Catalyst System. Acta Polymerica Sinica, 2020，51(10): 1121-1129

doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20117