聚苹果酸是聚酯类聚合物,是完全生物降解高分子, 降解产物无毒无害,是潜在的包装材料,可作为药物载体及微胶囊材料、生物医学材料、吸水物质、化妆产品和某些微生物DNA 聚合酶的抑制剂等,具有广泛优良的应用前景。聚苹果酸主要有三种结构,即α、β、γ三种,目前在自然界生物体内发现的主要是β-聚苹果酸,它具有良好的生物相容性。三种结构的聚苹果酸中β-聚苹果酸的用途最广,是当今研究的热点。β-聚苹果酸的合成方法较多,但都以β-烷氧羰基β-丙内酯为单体,在引发剂的条件下,通过开环聚合得到。因此研究简单经济的β-烷氧羰基β-丙内酯制备方法成为规模合成β-聚苹果酸的关键。本论文通过实验研究,以苹果酸为出发原料,探索β-苄氧羰基β-丙内酯的两条合成路线,并以β-苄氧羰基β-丙内酯为单体开环聚合得到了β-聚苹果酸,同时通过L-苹果酸的直接聚合得到了γ-聚苹果酸,对合成工艺进行了优化,采用红外光谱和核磁共振等方法对中间产物、β-苄氧羰基β-丙内酯、β-聚苹果酸苄基酯及β-聚苹果酸的结构进行了表征。改进的Mitsunobu 反应路线中以乙酰氯代替昂贵的三氟乙酸酐作为脱水剂使苹果酸脱水成环为酸酐,随后经开环、脱水环化反应得到β-苄氧羰基β-丙内酯,总收率为32.2%。苹果酸氯代法是先将苹果酸分子上的羟基用氯取代,然后苄基保护α羧基,得到氯代苹果酸苄基酯,最后在pH 7.3 条件下环化成为β-苄氧羰基β-丙内酯,总收率为3.5%,该合成方法操作简单,未见文献报道。以β-苄氧羰基β-丙内酯为单体,加入0.1 wt%的自制的苯甲酸四乙基铵为引发剂,温度60℃,反应时间6 天,阴离子开环聚合反应合成β-聚苹果酸苄基酯,然后以钯-碳为催化剂室温下氢解得到β-聚苹果酸。同时制备了γ-聚苹果酸,以L-苹果酸为原料,加入0.29wt%氯化亚锡作催化剂,110℃以上的高温真空环境中反应45 小时,苹果酸分子直接缩聚脱水结合得到γ-聚苹果酸,收率为90%。