脂肪酶催化合成聚R-3-羥基丁酸乙酯寡聚物研究

夏波 , 吳起 (. 浙江農(nóng)林大學暨陽學院， 浙江 諸暨3800； . 浙江大學 化學系， 浙江 杭州3007)

脂肪酶催化合成聚R-3-羥基丁酸乙酯寡聚物研究

夏波1, 吳起2
(1. 浙江農(nóng)林大學暨陽學院， 浙江 諸暨311800； 2. 浙江大學 化學系， 浙江 杭州310027)

聚R-3-羥基丁酸酯是一類具有重要生理作用的聚合物，其合成方法一直是手性聚合物合成領(lǐng)域的研究熱點之一. 在充分考察底物構(gòu)型、溶劑等因素對酶促動力學拆分/聚合反應(yīng)影響的基礎(chǔ)上，結(jié)合過渡金屬配合物對醇的原位外消旋化作用與酶促聚合反應(yīng)，建立了一種綠色、高效的酶促動態(tài)動力學拆分/聚合一鍋合成聚R-3-羥基丁酸酯的方法. 通過該方法制備所得聚合物的分子量可以達到2.0×103Da. 通過改變聚合單體的光學純度還可實現(xiàn)對聚合物分子量的調(diào)控，在不同光學純度聚合單體的聚合反應(yīng)中，聚合物的分子量可以較為均勻地分布在0.3×103～1.3×103Da內(nèi). 該方法具有高效、無毒等優(yōu)點，對進一步研究手性聚酯的應(yīng)用具有重要的理論和現(xiàn)實意義.

酶促聚合；立體選擇性縮合；手性聚酯；分子量調(diào)控

聚酯材料被視作最有可能替代傳統(tǒng)塑料,解決“白色污染”的新型生物可降解材料之一. 與傳統(tǒng)塑料相比，連接聚酯材料單體的酯鍵更易降解，從而被生物體或自然界代謝所吸收[1-7]. 近年來，學術(shù)界對生物可降解聚酯材料的研究一直抱有極大的興趣.聚羥基丁酸酯(poly hydroxybutyrate, PHB)是1925年由法國微生物學家Maurice Lemoigne首次分離得到的一種天然聚酯材料. 20世紀70年代研究發(fā)現(xiàn)該類聚合物具有天然塑性，此后該化合物就被認為是最具開發(fā)價值的聚酯材料之一.

近年來，人們在對PHB合成和應(yīng)用的研究過程中發(fā)現(xiàn)，與普通PHB相比，光學純PHB結(jié)構(gòu)更加明晰、應(yīng)用范圍更加廣泛. 研究表明，聚R-3-羥基丁酸酯可以穩(wěn)定人體內(nèi)的蛋白質(zhì)以及多磷酸鈣鹽并能形成DNA通道[8]. 同時發(fā)現(xiàn)聚R-3-羥基丁酸乙酯廣泛存在于細菌、真菌以及動植物的組織結(jié)構(gòu)中[9-11]. 各項研究表明，聚R-3-羥基丁酸乙酯是“第5類在生理上具有重要作用的有機生物聚合物”[12].

PHB的合成方法包括生物合成法和化學合成法. 研究表明，木醋桿菌、醋桿菌、農(nóng)桿菌、氫細胞等在合適的條件下都能產(chǎn)生PHB[13]. 但是生物合成很難得到構(gòu)型單一的聚3-羥基丁酸酯. 單一構(gòu)型的聚3-羥基丁酸酯多由化學合成法得到. JEDLINSKI等[14-16]發(fā)展了一種超分子催化β-丁內(nèi)酯的立體選擇性開環(huán)聚合合成聚R-3-羥基丁酸的方法. SEEBACH等[17-19]則采用R-3-羥基丁酸乙酯的四聚體合成聚合度為8，16，32，64，96和128的聚R-3-羥基丁酸酯. 這些方法雖然為聚R-3-羥基丁酸酯的合成提供了多種途徑，但是仍然存在催化劑昂貴、光學純度不高等不足. 因此，開發(fā)光學純度高的聚R-PHB合成方法具有重要的理論和現(xiàn)實意義.

酶促聚合是近些年發(fā)展起來的一種新型聚合方法. 該方法具有環(huán)境友好度高、立體選擇性專一等優(yōu)點，在手性聚酯合成中具有廣泛的應(yīng)用前景. 以MEJER和HEISE為代表的課題組開發(fā)了一系列酶促開環(huán)聚合和酶促縮聚合成手性聚酯的方法，所得手性聚酯具有分子量高、分布窄以及光學純度高等優(yōu)點[20-22]. 因此，在充分借鑒酶促聚合反應(yīng)優(yōu)點的基礎(chǔ)上發(fā)展了一種合成聚R-3-羥基丁酸乙酯的立體選擇性縮合聚合方法.

本文建立的脂肪酶催化立體選擇性動態(tài)動力學拆分/聚合合成聚R-3-羥基丁酸乙酯的方法如圖1所示. 首先，考察了底物構(gòu)型、溶劑等對聚合反應(yīng)的影響，實現(xiàn)了酶促動力學拆分和聚合一鍋合成聚R-3-羥基丁酸酯的目的. 在此基礎(chǔ)上結(jié)合過渡金屬配合物對醇的原位外消旋化作用與酶促聚合反應(yīng)，提出了更加綠色、高效的酶促動態(tài)動力學拆分/聚合一鍋合成聚R-3-羥基丁酸酯的方法. 通過該方法制備所得聚合物的分子量可以達到2.0×103Da，同時聚合物降解所得單體ee值高達93%. 此外，還通過改變聚合單體的光學純度實現(xiàn)對聚合物分子量的調(diào)控，在不同光學純度聚合單體的聚合反應(yīng)中，聚合物的分子量可以較為均勻地分布在0.3×103～1.3×103Da內(nèi). 該方法具有高效、無毒等優(yōu)點，對進一步研究手性聚酯的應(yīng)用具有重要的理論和現(xiàn)實意義.

圖1 酶促立體選擇性縮聚合成聚R-3-羥基丁酸酯Fig 1 Lipase-catalyzed stereo-selective condensation of rac-ethyl-3-hydroxybutyrate

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

乙醇，乙醇鈉，rac-3-羥基丁酸乙酯 (分析純，阿拉丁)，R-3-羥基丁酸乙酯 (分析純，韶遠試劑)，S-3-羥基丁酸乙酯(分析純，韶遠試劑)，Shov’s試劑 (分析純，百靈威).

化合物的核磁共振氫譜(1H-NMR)采用Bruker Advance DMX 400MHz 型核磁共振儀測定，其中四甲基硅烷(TMS)作為內(nèi)標.

R/S-3-羥基丁酸乙酯的對映體過量值(ee %)采用手性氣相色譜儀測定，型號為島津2014C. 檢測條件為： 手性色譜柱CP-chirasil-DEX CB 25×0.25 (Agilent)，升溫速度為1.0 ℃·min-1,從70 ℃升至100℃，保持10 min.

1.2 實驗過程

1.2.1 酶促動力學拆分/聚合合成聚R-3-羥基丁酸酯

200 mg CAL-B(lipase B from Candida antarctica，南極假絲酵母脂肪酶，10 000 U·g-1，immobilized on)加入裝有1.0 g rac-3-羥基丁酸乙酯的單口燒瓶中，并在氮氣保護下加熱至70 ℃反應(yīng)24 h，然后拆去氮氣保護抽真空. 反應(yīng)體系繼續(xù)在0.01 MPa條件下反應(yīng)48 h (70 ℃反應(yīng)24 h，拆去氮氣保護，將反應(yīng)體系抽真空，反應(yīng)壓強維持在0.01 MPa，反應(yīng)24 h). 反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)體系冷卻到室溫，加入正己烷洗滌(5.0 mL×6)，回收上清液并濃縮得到未反應(yīng)的3-羥基丁酸乙酯，用手性氣相檢測其ee值. 通過NMR和GPC分別表征所得聚合物的結(jié)構(gòu)及分子量.

1.2.2 酶促動態(tài)動力學拆分/聚合合成聚R-3-羥基丁酸酯

將200 mg CAL-B酶、10 mg Shov’s試劑加入含有2.0 mL rac-3-羥基丁酸乙酯(1.0 g)苯甲醚溶液的單口燒瓶中，然后將燒瓶內(nèi)的空氣置換為氮氣，并在氮氣保護下加熱到70 ℃預(yù)聚合24 h. 待預(yù)聚合結(jié)束后，拆去氮氣保護，將反應(yīng)體系抽真空，反應(yīng)壓強維持在0.01 MPa，反應(yīng)48 h. 反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)體系冷卻至室溫，加入正己烷洗滌(5.0 mL×6)，回收上清液并濃縮得到未反應(yīng)的3-羥基丁酸乙酯，用手性氣相檢測其ee值. 通過NMR和GPC分別表征所得聚合物的結(jié)構(gòu)及分子量.

1.2.3 聚合物純化

動力學拆分/聚合所得聚合物由于分子量較低，形態(tài)為黏稠液體，純化較為困難，因此通過正己烷不斷洗滌就可以除去未反應(yīng)的單體. 動態(tài)動力學拆分/聚合所得聚合物的分子量較高，因此在反應(yīng)結(jié)束分離所得粗產(chǎn)物后需要進一步純化聚合物. 具體操作過程為： 將黏稠的產(chǎn)物溶于0.2 mL氯仿，并逐漸加入3.0 mL甲醇，然后將所得懸濁液放入4 ℃冰箱靜置過夜. 待聚合物完全析出后將上層清液移除，并用甲醇(1.0 mL)洗滌聚合物3次，然后真空干燥.

2 結(jié)果與討論

2.1 聚R-3-羥基丁酸酯酶促動力學拆分/聚合一鍋合成研究

為實現(xiàn)酶促動態(tài)動力拆分/聚合一鍋合成聚R-3-羥基丁酸乙酯，首先優(yōu)化了酶促動力學拆分/聚合合成該手性聚合物的反應(yīng)條件. 在動力學拆分/聚合反應(yīng)中，考察了酶的立體選擇以及溶劑對反應(yīng)結(jié)果的影響. CAL-B是立體選擇性聚合反應(yīng)以及動力學拆分反應(yīng)中應(yīng)用最廣泛的脂肪酶之一，因此也被選擇作為制備聚R-3-羥基丁酸酯的催化劑. 分別考察了R-、S-、rac-3-羥基丁酸乙酯的酶促動力學拆分/聚合反應(yīng)，結(jié)果如表1所示.

實驗結(jié)果表明，CAL-B不能催化S-3-羥基丁酸乙酯的聚合反應(yīng)，與CAL-B催化仲醇與仲胺的動力學拆分的立體選擇性一致. 當聚合單體為R-3-羥基丁酸乙酯時，聚合反應(yīng)可以順利進行，所得R-構(gòu)型聚合物為白色固體，分子量能夠達到1.3×103Da (見表1, entry 4). 當聚合單體為3-羥基丁酸乙酯外消旋體時，結(jié)果較差，所得聚合物為黏稠狀液體，分子量僅為0.4 ×103Da. 通過計算可知，這些聚合物為三聚體或四聚體 (見表 1, entry 1). 盡管CAL-B催化rac-3-羥基丁酸乙酯的縮聚反應(yīng)效率不高，其立體選擇性仍然十分優(yōu)異. 反應(yīng)結(jié)束后剩余單體的ee值高達90% (見表1，entry 1～3). 由此可知，該反應(yīng)的立體構(gòu)型選擇性為R-構(gòu)型. 得到上述結(jié)果后，繼續(xù)優(yōu)化了rac-3-羥基丁酸乙酯的聚合反應(yīng)條件，包括延長預(yù)聚合時間以及采用不同的反應(yīng)溶劑等. 結(jié)果顯示，延長預(yù)反應(yīng)時間對反應(yīng)結(jié)果影響不大，而采用不同的溶劑(例如： DMF和苯甲醚)時，聚合度有一定程度的提高. 聚合物的分子量從0.4 ×103Da上升到0.6×103Da，因此在后續(xù)反應(yīng)中將采用溶劑聚合.

表1 酶促動力學拆分/聚合合成聚R-3羥基丁酸酯

Table 1 Lipase-catalyzed synthesis of Poly (R-HB) via kinetic resolution/polymerizationa

entryR/SsolventeebMcn/DaYield/%1rac?-93400362rac?DMF90600383rac?anisole92600304R?anisole991300755S?anisole99?c-

a： Reaction conditions： 1.0 g hydroxyl ester, 200 mg CAL-B, 70 ℃, N2, pre-polymerization for 24 h, then polymerization under 0.1 MPa for 48 h; b: ee values of left substrate were determined by chiral GC; c:Mnof polymers were determined by GPC (THF as solvent).

圖2 聚R-3-羥基丁酸酯GPC與核磁氫譜Fig. 2 GPC and 1H-NMR spectrum of Poly (R-HB)

表1中所有聚合物的分子量由GPC測定. 以rac-3-羥基丁酸乙酯的聚合為例，GPC所測得的分子量為數(shù)均分子量，Mn=0.6×103Da，重均分子量Mw為0.9×103Da，多分散性DPI為1.45，如圖2(a)所示. 還采用1H-NMR對聚合物的結(jié)構(gòu)進行表征(見圖2(b)). 同時，根據(jù)1H-NMR提供的信息計算聚合物的分子量.

聚R-3-羥基丁酸酯的1H-NMR譜圖中共有4組峰，分別為：δ=5.24×10-6～5.17 ×10-6(主鏈次甲基氫)、δ=4.15×10-6～4.06 ×10-6(末端次甲基與亞甲基氫)、δ=2.57×10-6～2.34 ×10-6(主鏈亞甲基上氫)和δ=1.27×10-6～1.14×10-6(末端與主鏈甲基氫).由聚合物的1H-NMR譜圖(δ=4.15×10-6～4.06×10-6，δ=1.27×10-6～1.14 ×10-6)2組峰的比例可知，聚合物末端為酯基. 圖1(b)中聚合物末端次甲基、亞甲基的吸收峰(δ=4.14×10-6～4.06 ×10-6)與聚R-3-羥基丁酸乙酯重復(fù)結(jié)構(gòu)單元中次甲基的吸收峰(δ=5.24×10-6～5.17×10-6)之比可以計算末端與重復(fù)單元的比例，從而計算其分子量. 具體計算公式如下：

其中，n為聚合物的聚合度,a′為聚合物主鏈次甲基吸收峰的面積積分,b′為聚合物末端次甲基、亞甲基吸收峰的面積積分,a為聚合單體次甲基吸收峰的面積積分,b為聚合單體末端次甲基、亞甲基吸收峰的面積，根據(jù)單體結(jié)構(gòu)可知(a/b)=1/3.

由上述公式計算得圖1(b)聚合物的聚合度為4.5，分子量為0.5×103Da. 該分子量與GPC測定的一致，因此在后續(xù)實驗中將直接采用1H-NMR計算所得的聚合物的分子量.

2.2 聚R-3-羥基丁酸酯酶促動態(tài)動力學拆分/聚合一鍋合成研究

通過優(yōu)化溶劑、底物構(gòu)型等反應(yīng)條件后獲得分子量為1.3×103Da的聚R-3-羥基丁酸酯. 但是動態(tài)動力學拆分/聚合的底物利用效率仍然較低. 反應(yīng)中只用S-構(gòu)型聚合單體參加反應(yīng)，反應(yīng)的最大理論產(chǎn)率為50%. 除此之外，S-構(gòu)型聚合單體的存在會阻礙聚合反應(yīng)的順利進行. 聚合過程S-構(gòu)型單體的羰基可以參與反應(yīng)，與R-構(gòu)型單體的羥基反應(yīng)生成大量含S-構(gòu)型的寡聚物. 這些寡聚物的存在會產(chǎn)生一種封端效應(yīng)，從而降低寡聚物的反應(yīng)活性，最終導(dǎo)致聚合物分子量過低(見圖3). 為了克服動力學拆分/聚合的上述缺點，結(jié)合過渡金屬配合物進行醇的原位消旋化以及酶的立體選擇性拆分，實現(xiàn)了酶促動態(tài)動力學拆分/聚合制備聚R-3-羥基丁酸酯的目的.

圖3 S-構(gòu)型單體阻礙聚合機理示意圖Fig. 3 Inhibition mechanism of S-substrate in the polymerization

近年來，過渡金屬催化醇或胺的酶促動態(tài)動力學研究發(fā)展迅速，各種消旋化試劑層出不窮，其中使用最廣泛的是金屬釕(Ru)的配合物. 本文采用shov’s試劑來實現(xiàn)rac-3-羥基丁酸乙酯的消旋. 實驗結(jié)果表明, 將shov’s試劑引入反應(yīng)體系后，聚合物分子量可以得到較大提高. 最優(yōu)條件下得到的聚R-3-羥基丁酸乙酯分子量可達到2.0×103Da，同時反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率維持在89%. 所得聚合物的結(jié)構(gòu)和分子量通過1H-NMR表征，如圖4所示.

圖4 聚R-3-羥基丁酸酯的核磁氫譜Fig. 4 1H-NMR spectrum of Poly (R-HB)

在利用核磁成功對聚合物分子量進行表征的基礎(chǔ)上，還對聚合物的光學純度進行了測試. 聚合物與小分子化合物不同，其光學純度很難利用色譜進行表征. 因此，采用檢測其降解后單體的ee值來間接表征聚合物的ee值. 最初通過氣相色譜分別檢測了聚R-3-羥基丁酸乙酯的水解產(chǎn)物和醇解產(chǎn)物. 由于聚R-3-羥基丁酸乙酯的水解產(chǎn)物3-羥基丁酸的標樣很難在氣相色譜檢測中實現(xiàn)基線分離，若要準確測得3-羥基丁酸的ee值, 則需要對3-羥基丁酸進一步衍生化. 因此采用聚R-3-羥基丁酸乙酯的醇解產(chǎn)物來間接表征聚合物的ee值，具體結(jié)果如圖5所示. 圖5中保留時間為13.48 min的色譜峰為R-3-羥基丁酸乙酯，保留時間為13.7 min的色譜峰為S-3-羥基丁酸乙酯. 測試結(jié)果顯示，通過該方法制備的聚R-3-羥基丁酸乙酯的ee值高達93%.

圖5 聚R-3-羥基丁酸乙酯醇解產(chǎn)物的氣相色譜圖Fig. 5 Monomer GC spectrum of poly (R-PHB)

2.3 聚R-3-羥基丁酸分子量調(diào)控

控制聚合反應(yīng)的進度一直是高分子合成中的難點之一. 在研究過程中發(fā)現(xiàn)，S-構(gòu)型單體在聚合過程中會產(chǎn)生封端效應(yīng), 因此嘗試了R-/S-比例不同的聚合單體的酶促聚合反應(yīng)，以期達到控制反應(yīng)進度的目的，從而實現(xiàn)對聚合物分子量的調(diào)控.

研究過程中一共考察了7組不同R-、S-比例聚合單體的聚合反應(yīng)，結(jié)果如圖6所示. 從圖6中可以看出，當反應(yīng)底物全部由S-構(gòu)型的底物組成時，不能得到聚3-羥基丁酸乙酯. 隨著R-構(gòu)型單體比例的不斷增加，可以得到不同分子量的聚合物，其分子量與R-構(gòu)型單體的含量成正比. 當聚合單體R-/S-達到5： 1時，聚合物分子量基本達到穩(wěn)定(1.3×103Da)，繼續(xù)增加R-構(gòu)型的含量對聚合物分子量的影響不大. 產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是當聚合單體R-/S-達到5： 1后繼續(xù)增加R-構(gòu)型單體，使得聚合過程中形成含S-單體寡聚物的幾率大大降低，因此所得聚合物分子量也與純R-構(gòu)型單體的聚合反應(yīng)所得聚合物的分子量接近.

圖6 R-與S-構(gòu)型比例對聚合物分子量的影響Fig. 6 Effect of different substrates ratio (R：S) on the molecular weights of poly (R-PHB)

3 結(jié) 論

報道了一種高效的酶促動態(tài)動力學拆分/聚合合成聚R-3-羥基丁酸酯的方法. 研究過程中充分考慮了底物構(gòu)型、溶劑等因素對酶促聚合反應(yīng)的影響. 通過該方法制備所得聚合物的分子量可以達到2.0×103Da，同時聚合物降解所得單體ee值高達93%；此外，還考察了聚合單體R-和S-比例對聚合物分子量的影響. 研究結(jié)果表明： 不同比例的R-、S-單體制備的聚合物分子量可以比較均勻地分布在0.2×103～1.3×103Da. 該方法具有高效、無毒等優(yōu)點，對進一步研究手性聚酯的應(yīng)用具有重要的理論和現(xiàn)實意義.

[1] POULHES F, MOUYSSET D, GIL G, et al. Novozym 435-catalyzed synthesis of polyetherimides from amino-esters, or diesters and diamines built on ethylene-and diethylene-glycol moieties [J].Polymer, 2012, 53： 1172-1179.

[2] XU F L, ZHONG J R, QIAN X Q,et al. Multifunctional poly(amine-ester)-type hyperbranched polymers： Lipase-catalyzed green synthesis, characterization, biocompatibility, drug loading and anticancer activity [J].PolymChem, 2013(4)： 3480-3490.

[3] YAMAGUCHI S, TANHA M, HULT A,et al. Green polymer chemistry： lipase-catalyzed synthesis of bio-based reactive polyesters employing itaconic anhydride as a renewable monomer [J].PolymerJournal, 2014, 46： 2-13.

[4] INPRAKHON P, PANLAWAN P, PONGTHARANKUL T, et al. Toward one-pot lipase-catalyzed synthesis of poly (?-caprolactone) particles in aqueous dispersion [J].ColloidsandSurfacesB：Biointerfaces, 2014, 113： 254-260.

[5] JIANG Z Z, ZHANG J W. Lipase-catalyzed synthesis of aliphatic polyesters via copolymerization of lactide with diesters and diols [J].Polymer, 2013, 54： 6105.

[6] ZHAO X Y, SUN L, WANG M Z,et al. Review of crosslinked and non‐crosslinked copolyesters for tissue engineering and drug delivery [J].PolymInt, 2014, 63： 393-401.

[7] MA J P, PANG Y, WANG M,et al. The copolymerization reactivity of diols with 2, 5-furandicarboxylic acid for furan-based copolyester materials [J].JMaterChem, 2012, 22： 3457-3461.

[8] REUSCH R N. Biological complexes of poly-β-hydroxybutyrate [J].FEMSMicrohiolRev, 1992, 103： 119-130.

[9] NAVES A F , FERNANDES H T C , IMMICH A P S, et al. Enzymatic syntheses of unsaturated polyesters based on isosorbide and isomannide [J].JournalofPolymerScience,PartA：PolymerChemistry, 2013, 51： 3881-3891.

[10] KELLER A. CORRIGENDUM： Polymer crystals[J].ReportsonProgressinPhysics, 1969, 32(2)： 769.

[11] WELLAND E J, STEJNY J, HALTER A,et al. Selective degradation of chain folded single crystals of poly (β-hydroxybutyrate) [J].PolymCommun, 1989, 30： 302-304.

[12] SEEBACH D, BRUNNER A, BURGER H M,et al. Isolation and1H‐NMR spectroscopic identification of poly (3‐Hydroxybutanoate) from Prokaryotic and Eukaryotic organisms [J].EurJBiochem, 1994, 224： 317-328.

[13] POOL R. The periaqueductal gray matter mediates opiate-induced immunosuppression [J].Science, 1989, 245： 188-190.

[17] SEEBACH D, BüRGER H M, MüLLER H M, et al. Synthesis of linear oligomers of (R)-3-hydroxybutyrate and solid-state structural investigations by electron microscopy and X-ray scattering [J].HelvChimActa, 1994, 77： 1099-1123.

[18] LENGWEILER U D, FRITZ M G, SEEBACH D. Synthase monodisperser linearer und cyclischer oligomere der (R)-3-hydroxybutters?ure mit bis zu 128 Einheiten [J].HelvChimActa, 1996, 79： 670-701.

[19] BACHMANN B M, SEEBACH D. Synthesis and structure of linear and cyclic oligomers of 3-hydroxybutanoic acid with specific sequences of (R)-and (S)-configurations [J].HelvChimActa, 1998, 81： 2430-2461.

[20] BUIJTENEN J V, MEULDIJK J, PALMANS A R A, et al. Chiral polymers by iterative tandem catalysis [J].ChemCommun, 2006, 30： 3169-3171.

[21] BUIJTENEN J, VERBRUGGEN M, ROUMEN L, et al. Switching from S- to R-selectivity in the Candida antarctica Lipase B-catalyzed ring-opening of ω-methylated lactones： Tuning polymerizations by ring size [J].JAmChemSoc, 2007, 129： 7393-7398.

[22] HILKER I, RABANI G, VERZIJL G K M, et al. Chiral polyesters by dynamic kinetic resolution polymerization [J].AngewChemIntEd, 2006, 45： 2130-2132.

XIA Bo1, WU Qi2
(1.JiyangCollegeofZhejiangA&FUniversity,Zhuji311800,ZhejiangProvince,China; 2.DepartmentofChemistry,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China)

Lipase-catalyzedsynthesisofR-Poly(3-hydroxybutyrate)oligomer.Journal of Zhejiang University (Science Edition),2018,45(1)： 112-117

R-poly (3-hydroxybutyrate) is an important organic polymer with significant physiological effects and its synthesis is always the focus of polymer chemistry. Herein, we report a new strategy for the synthesis of poly (R-3-hydroxyl) butyrate. In this strategy, high molecular weight chiral polyester is obtained through lipase-catalyzed stereo-selective condensation of rac-ethyl-3-hydroxyl-butyrate, and the highest molecular weight can reach to 2.0 ×103Da. The successful combination of enzyme-catalyzed dynamic kinetic resolution and enzyme-catalyzed condensation makes this strategy more efficient. Moreover, the adjusting of molecular weight has also been done by changing the optical purity value of monomer. The molecular weight of the obtained chiral polymer can be uniformly distributed within 0.3×103to 1.3×103Da.

lipase-catalyzed polymerization; stereo-selective condensation; chiral polyester; molecular weight adjusting

2017-05-31.

浙江省自然科學基金資助項目(LY17B040002)； 浙江農(nóng)林大學暨陽學院人才啟動基金項目(JY2015RC009).

夏波(1981—)，ORCID： http： //orcid.org/0000-0002-7791-2636,男，博士，講師，主要從事手性聚合物合成及生物催化研究，E-mail： bobohao424@126.com.

10.3785/j.issn.1008-9497.2018.01.016

O 631.5

A

1008-9497(2018)01-112-06