第４８卷第６期 生 物 质 化 学 工 程 Ｖｏ１．４８ Ｎｏ．６ ２０１４年１１月 Ｂｉｏｍａｓｓ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＮＯＶ．２０１４ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－５８５４．２０１４．０６．００９ ・综述评论——生物质化学品・ 聚天冬氨酸合成与应用研究进展 肖风龙，卫民 ，赵剑 （中国林业科学研究院林产化学工业研究所；生物质化学利用国家工程实验室；国家林业局林产化学工程 重点开放性实验室；江苏省生物质能源与材料重点实验室，江苏南京２１００４２） 摘要：综述了聚天冬氨酸在合成方法、可生物降解性及在水处理、金属缓蚀剂、农药、化肥、日用化学品、医药卫生等领 域应用方面的新进展，并对未来聚天冬氨酸的发展方向进行了展望。 关键词：聚天冬氨酸；合成方法；生物降解 中图分类号：ＴＱ３５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３－５８５４（２０１４）０６—００５０—０６ Ａｄｖａｎｃｅ ｉｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｐｏｌｙａｓｐａｒｔｉｃ Ａｃｉｄ ＸＩＡＯ Ｆｅｎｇ—ｌｏｎｇ，ＷＥＩ Ｍｉｎ，ＺＨＡＯ Ｊｉａｎ （Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｏｆ Ｆｏｒｅｓｔ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，ＣＡＦ；Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｌａｂ．ｆｏｒ Ｂｉｏｍａｓｓ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｕｔｉｌｉｚａｂｌｅ ｐｒｏｐｅ￣ｙ； Ｋｅｙ ａｎｄ Ｏｐｅｎ Ｌａｂ．ｏｆ Ｆｏｒｅｓｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳＦＡ；Ｋｅｙ Ｌａｂ ｏｆ Ｂｉｏｍａｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌ， Ｊｉａｎｇｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００４２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｅｗ ａｄｖａｎｃｅｓ ｏｆ ｐｏｌｙａｓｐａｒｔｉｃ ａｃｉｄ ｉｎ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ，ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｔｏ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｍｅｔａｌ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ，ｐｅｓｔｉｃｉｄｅｓ，ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ，ｄａｉｌｙ ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，ｍｅｄｉｃａｌ，ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｆｉｅｌｄｓ ｗｅｒｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｌｙａｓｐａｒｔｉｃ ａｃｉｄ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｗａｓ ｐｒｏｓｐｅｃｔｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｏｌｙａｓｐａｒｔｉｃ ａｃｉｄ；ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ；ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ 聚天冬氨酸（ＰＡＳＰ）是一种人工仿生合成的高分子物质，聚天冬氨酸含有肽键和羧基等活性基团结 构，具有极强的螯合、分散、吸附等作用。聚天冬氨酸可作为肥料增效剂广泛应用于农业、林业领域，也 可作为阻垢缓蚀剂广泛应用于工业冷却循环水、反渗透水、油田回注水、金属切削液、锅炉和蒸汽管路等 水处理领域，在造纸、印染、洗涤等行业可用作分散剂，也可用于１３用化学品领域。该产品具有无磷、无 毒、无公害、可完全生物降解的特性，是国际公认的“绿色化学品”。随着对环境污染问题的１３益重视， 这类环境友好型的聚天冬氨酸产品必将得到更为广泛的应用。本文作者将对聚天冬氨酸的合成方法、 应用领域及可生物降解性等方面进行综述，并对未来聚天冬氨酸的发展方向进行了展望。 １ 聚天冬氨酸的合成方法 目前合成聚天冬氨酸主要有以下２种方法：１）以天冬氨酸为原料合成Ｎ一羧酸酐（ＮＣＡ）法¨ ；２） 以 ．天冬氨酸、Ｄ（，Ｊ）一天冬氨酸、马来酸、马来酸酐或富马酸等为原料通过齐聚或共聚生成聚琥珀酰亚 胺，经过水解得到聚天冬氨酸盐，再分离纯化得到聚天冬氨酸。 １．１ ＮＣＡ法合成聚天冬氨酸 聚天冬氨酸的ＮＣＡ法合成路线如下： 收稿日期：２０１４—０５—２１ 基金项目：“十二五”国家科技支撑计划资助（２０１２ＢＡＤ３２Ｂ０８） 作者简介：肖风龙（１９８９一），男，山东『临沂人，硕士生，从事合成树脂方面的研究；Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｏｎｇｌ１０５１ｌ＠１６３．ｃｏｎ 通讯作者：卫民（１９６１一），男，副研究员，硕士生导师，从事生物质利用和合成树脂方面的研究；Ｅ・ｍａｉｌ：ｎａｎｊｉｎｇｗｍ＠１６３．ＣＯＢ。 第６期 肖凤龙，等：聚天冬氨酸合成与应用研究进展 ５１ ０ ０ ０ ０Ｈ ０ＣＨ．Ａｒ ＡｒＣＨ２ＯＯＣ／＾、、／＼ｏ ｜ Ｕ ／ Ｈ２Ｎ ０Ｈ Ｈ２Ｎ ＯＨ ０ ０ ｏ 天冬氨酸 一 一苄酯 Ｎ一羧酸酐（ＮＣＡ） ａｓｐａｒｔｉｃ ａｃｉｄ ｂｅｎｚｖｌ ｅｓｔｅｒ ｃ —Ｃ０２，一Ｒ’ＮＨ２，—ＡｒＣＨ２ＯＨ ＼｝ｃ。／Ｌ／＼ Ｃ０ ２Ｈ 活泼亲电中Ｉ司体 聚天冬氨酸 ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｉ］● ｌｉｃ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉ＿＿］ ａｔｅ ｐｏｌｙａｓｐａｒｔｉｃ ａｃｉｄ 天冬氨酸先与苯甲醇反应生成苄酯，保护其中的一个羧基，得到的苄酯与光气反应制得Ｎ．羧酸酐 （ＮＣＡ），然后加入引发剂Ｒ ＮＨ 引发ＮＣＡ自聚、去保护就得到产品聚天冬氨酸。该合成路线中需要使 用毒性较强的光气，且工艺复杂、产率低，现在的实际生产中很少用此法。但由于ＮＣＡ法是最早制备聚 天冬氨酸的方法，曾一度成为研究的热点，很多聚天冬氨酸的衍生物都是由ＮＣＡ法制备；聚（乙二 醇）－聚（天冬氨酸）便是由ＮＣＡ法制备的药物载体，Ｙｏｋｏｙａｍａ等 分别通过化学和物理方法将抗癌药 物阿霉素（ＤＯＸ）与聚（乙二醇）．聚（天冬氨酸）结合，药物接枝率最高可达７７％，大幅度提高了抗癌药 物的活性。 １．２聚琥珀酰亚胺水解法合成聚天冬氨酸 此类方法是指先形成中间体聚琥珀酰亚胺（ＰＳＩ），然后再用碱水解，生成聚天冬氨酸。其中又以合 成中间体聚琥珀酰亚胺的起始原料不同分为２类，一类是直接以天冬氨酸为原料，另一类是以二元羧酸 马来酸酐等为原料。 １．２．１ 以天冬氨酸为原料以天冬氨酸为原料生产聚天冬氨酸，采用的聚合工艺有直接缩聚、酸催化 缩聚和溶液缩聚等。缩聚工艺需要解决物料的均匀受热、缩合中副产物水分的脱除、聚合物分子质量的 控制等问题，反应过程中的ＰＳＩ得率随时间和反应温度的增大而增大。该方法的优势在于工艺简单，反 应后处理容易，其工业化应用的工艺代表是美国Ｄｏｎｌａｒ公司于‘１９９６年建成的年产１．８万吨聚天冬氨酸 生产装置 。 溶液缩聚可一定程度改善物料均匀受热的问题，从而降低反应温度，有利于提高产物的品质和控制 产物性能。如Ｔｏｍｉｄａ等 采用１，３，５一三甲基苯和环丁砜作为混合溶剂，在１６０℃反应３～５ ｈ，ＰＳＩ得率 可达９６％以上。此类反应对设备要求和后处理工艺要求较高，溶剂的选择方面必须满足耐高温、易被 回收和清洗、尽量不产生二次污染等要求。 １．２．２以二元羧酸为原料以二元羧酸与铵类物质为原料生产聚天冬氨酸，二元羧酸主要为Ｃ 型 不饱和二元酸，主要有马来酸、马来酸酐、富马酸等，铵类物质主要为尿素和一些热解能产生氨的铵 盐等。一些常见合成体系如：马来酸酐与氨溶液直接热缩聚，马来酸酐溶于聚乙二醇中与氨气聚合 反应，马来酸酐与碳酸铵直接高温固相聚合，富马酸和尿素液相体系聚合等等，这些工艺的收率都达 ８０％以上 。 也有专利报道 在不含活性氢的极性溶剂的存在下进行马来酸酐和氨的缩聚以得到聚琥珀酰 亚胺，水解得到的聚琥珀酰亚胺从而获得聚天冬氨酸。该发明的特点在于，通过在马来酸中引入取 代基从而使聚合过程中的马来酸的分解和降解最小化，而得到较高品质的聚琥珀酰亚胺和聚天冬 氨酸。 以马来酸为例的工艺路线如下： ５２ 生物质化学工程 第４８卷 一 聚琥珀酰亚胺 ｐｏｌｙｓｕｃｃｉｎｉｍｉｄｅ Ｈ］ Ｈ Ｎ Ｎ－上 ０ 聚天冬氨酸 ｐｏｌｙａｓｐａｒｔｉｃ ａｃｉｄ 由马来酸与尿素反应制得马来酸铵盐，将制得的马来酸铵盐与磷酸反应便可得到聚琥珀酰亚胺，聚 琥珀酰亚胺再经过水解、纯化便制得比较纯净的聚天冬氨酸。 １．３其它合成方法 根据最新研究进展，生物法合成聚天冬氨酸也已经变得比较成熟。安徽科宝生物工程有限公司开 发出了高效微生物膜法固相合成聚天冬氨酸的方法 ，固相合成工艺存在的难题是反应物团聚混合不 均匀，而其自主开发的盘式连续缩聚反应器，可以很好地解决这一问题。采用膜生物反应器，以富马酸 为原料制备、分离 一天冬氨酸，以盘式连续缩聚反应器固相缩合合成无水聚天冬氨酸，并且聚合反应可 以连续化进行。 ２聚天冬氨酸的生物降解性 面看，聚天冬氨酸的生物降解性主要是由其结构决定的。聚天冬氨酸的分子问通过肽键连接，与蛋白质 的连接方式类似，这就意味着聚天冬氨酸会有类似于蛋白质的生物降解性。 崔科等 应用摇床实验法对所合成的聚天冬氨酸的生物降解性能进行了系统研究，结果表明：不 同相对分子质量的聚天冬氨酸降解所需时间长短不一，但是所有样品的降解率均达到了１００％，因此他 认为聚天冬氨酸是可以完全降解的，降解时间主要跟聚天冬氨酸的浓度、相对分子质量以及合成原料 有关。 良好的生物降解性是聚天冬氨酸最大的优点，而且已经获得了国内外学者的一致认可，但从分子层 ］●Ｔ 王大勇等 采用重铬酸钾（ＣＯＤ）测定法，研究了ＰＡＳＰ的生物降解性。研究结果表明：ＰＡＳＰ是一 种易于降解的物质，但不能完全无机化，可能是ＰＡＳＰ大分子中存在一些难以断开的化学键，使得它不 能完全被微生物所利用。 因此，对ＰＡＳＰ的生物降解性还需更加深入的研究，特别是化学法和生物法合成的ＰＡＳＰ在特性上 的差异等可作为进一步研究的方向。 ３ 聚天冬氨酸的应用领域 ３．１水处理 聚天冬氨酸（ＰＡＳＰ）是一种阴离子型水处理剂，其溶于水时，会电离成带负电荷的羧基负离子，这些 带负电的基团可以与溶解在水中的金属离子形成可溶性的络合物，降低了水中金属离子的浓度，使成垢 化合物的溶解能力增加，从而起到阻垢作用 。。。杨士林等¨ 的研究也表明在溶液中起阻垢分散作用 的主要是ＰＡＳＰ阴离子，通过晶格畸变和凝聚分散作用达到阻垢的目的。相对分子质量、羧基的含量和 羧基的排列方式是决定聚天冬氨酸阻垢性能的３个主要因素，如果相对分子质量相同，则碳链上羧基越 多，阻垢效果越好，因为当羧基聚集密度高时，阻碍了相邻原子的自由旋转作用，相对固定了相邻碳原子 第６期 肖凤龙，等：聚天冬氨酸合成与应用研究进展 ５３ 上羧基的空间位置，增加了它们与金属离子晶格的缔合程度，从而提高了阻垢能力。聚天冬氨酸尤其能 够改变钙盐晶体结构，使其形成软垢，可用于工业循环水、锅炉水、反渗透水、油田水、海水淡化等水处理 领域。Ｚｅｎｇ等¨ 采用分子动力学模拟，研究了聚天冬氨酸和水中碳酸钙晶体的相互作用，研究结果表 明聚天冬氨酸可以有效阻止碳酸钙垢生长。由于聚天冬氨酸具有良好生物降解性，与有机磷阻垢缓蚀 剂（ＡＴＭＰ）、共聚物分散剂（ＨＰＭＡ）水处理剂相比，聚天冬氨酸有着明显的优势。孙建军等 对上述３ 种水处理剂进行了比较研究，结果表明：在处理剂的浓度低于６．４ ｍｇ／Ｌ时，３种水处理剂的效果是 ＡＴＭＰ＞ＰＡＳＰ＞ＨＰＭＡ，但是当处理剂浓度大于６．４ ｍｇ／Ｌ时，ＰＡＳＰ和ＡＴＭＰ的阻垢性能相当，均优于 ＨＰＭＡ。这也直接说明了聚天冬氨酸处理剂是代替有机磷阻垢缓蚀剂的较好选择，而且还间接地缓解 了水体富营养化的问题。聚天冬氨酸处理剂一般和其他处理剂复配使用，以期能达到更好的处理效果， 配方如下：聚天冬氨酸钠５～７．５ ｍｇ／Ｌ，羟基乙又二膦酸５～７．５ ｍｇ／Ｌ，该配方在总投加浓度＜１５ ｍｇ／Ｌ 时，对碳酸钙垢已有良好的阻垢性能；聚天冬氨酸１０ ｍｇ／Ｌ、有机磷阻垢缓蚀剂１０ｍｇ／Ｌ，该配方在总投 加浓度＜２０ ｍｇ／Ｌ时，对碳酸钙垢已有优良的阻垢性能¨ 。 ３．２金属缓蚀剂 缓蚀剂的缓蚀作用机理主要有３种理论：成膜理论、吸附膜理论和电化学理论＿１ 。聚天冬氨酸的 缓蚀机理主要以吸附膜理论来解释，聚天冬氨酸的羧酸根负离子和ｃｕ¨、Ｆｅ¨离子形成螯合物，使聚天 冬氨酸吸附在铜、铁表面，相当于形成了一层保护膜，抑制了铜、铁的腐蚀 。从其分子结构看，聚天冬 氨酸实际上是一种水溶性的大分子多肽链，有较多的羧基、羰基、氨基等极性基团，由于其中都含有较多 的孤对电子，这些富电子基团中的电子均可离域到ｃｕ、Ｆｅ等原子的空轨道，使这些极性基团吸附在金 属表面；而非极性基团则产生较大的空间位阻作用，阻碍Ｈ 向金属表面扩散而抑制阴极的还原反应， 因此，阻碍阳极金属的腐蚀。霍宇凝等 认为，由于聚天冬氨酸的极性基团（一ｃ００Ｈ，一ＮＨ：）吸附于 金属表面，改变了双电层的结构，提高了金属离子化的活化能；而非极性基团（由Ｃ、Ｈ原子组成）远离 金属表面作定向排布，形成一层疏水膜，成为腐蚀反应物扩散的屏障，使腐蚀反应受到抑制。ｐＨ值对聚 天冬氨酸金属缓蚀剂的影响比较大，由于聚天冬氨酸金属缓蚀剂是阴离子型，其缓释效果与ｐＨ值成正 比，在ｐＨ值达到１０以上时能得到比较理想的缓蚀效果，ｐＨ值处于８～９时低浓度的聚天冬氨酸缓蚀剂 在海水中有较好的缓蚀效果 。与市面上现有的有机羧酸类、聚磷酸盐类、有机胺类、咪唑类相比，聚 天冬氨酸缓蚀剂克服了它们高温易分解、分解后产生Ｐ、不易分解、在环境中累积等缺点，成为环境友好 型缓蚀剂。另外，聚天冬氨酸分别与有机磷、钨酸钠、季铵盐、锌盐、钼酸盐、氧化淀粉等复配，可以取得 更好的缓蚀效果。 目前聚天冬氨酸缓蚀剂的主要配方有以下２种，一是聚天冬氨酸与葡萄酸钠、甲基苯并三氮唑、咪 唑啉、去离子水的质量比是１０：１０：０．１５：２：７７．８５型的缓蚀剂，该缓蚀剂主要用于循环水的缓蚀；二是 三元协同缓蚀剂，组分配比如下：聚天冬氨酸钠３０ ｍｇ／Ｌ，氯化锌３ ｍｇ／Ｌ，２一膦酸丁烷．１，２，４一三羧酸 （ＰＢＴＣＡ）２０ ｍｇ／Ｌ，该配方的优势在于不需要在金属表面预先成膜即可达到比较好的缓蚀效果，而且用 量小 。 ３．３农药、肥料 ２００５年多肽尿素 。。（聚天冬氨酸尿素）在山东禹城中农润田化工公司试车成功，并随之转批 量生产之后，多肽肥料受到国内专家学者的一致好评。就其本质来说聚天冬氨酸本身不是肥料，但是它 和肥料配合使用后可以大幅度提高肥料的利用率，增加农作物产量，因此聚天冬氨酸在农业上又称肥料 增效剂。目前，配合肥料使用主要有２种方法：一是将ＰＡＳＰ与肥料掺混在施肥时使用。如利用沸石、 腐植酸、草炭等载体与聚天冬氨酸共同造粒，制成固体颗粒状的肥料增效剂与肥料混拌使用；二是在肥 料生产厂采取液体喷淋技术，或经喷浆高塔造粒而生成。将聚天冬氨酸添加到肥料中制成含聚天冬氨 酸的肥料。聚天冬氨酸可以螯合土壤中的Ｋ 、Ｃａ 等金属离子，并能起到富集氮、磷、钾及微量元素的 作用，从而实现对肥料的缓控作用，使植物更有效地利用肥料，提高农作物的产量和品质，并能改善土壤 质量。冷一欣等 研究表明聚天冬氨酸的添加能够有效地提高农作物产量，将相对分子质量３ ０００～ 生物质化学工程 第４８卷 ５ ０００的ＰＡＳＰ与肥料配合施用，能增强植物对肥料的利用率，使植物更有效地利用养分。在施肥量相同 的情况下，加人不同浓度的聚天冬氨酸，能增加谷物产量５％～３０％不等。目前生产一吨多肽尿素需要 添加亚硒酸钠６０ ｇ、聚天冬氨酸３００ ｇ、复硝酚钠６０ ｇ，而且该配方针对稻谷设计，可以有效增加稻谷产 量。由于聚天冬氨酸可完全降解，其在缓控释肥的应用越来越普遍。另外，随着土地沙漠化的不断加 剧，防沙固土也越来越受到重视，由于聚天冬氨酸具有超强的吸水性能，因此可作为土壤稳定剂使用。 Ｙａｎｇ等 以环己烷二胺为交联剂研制了一种基于聚天冬氨酸的新型土壤稳定剂，可以增强土壤颗粒 抗压强度和抗风侵蚀，土样的抗压强度从０．１７５ ＭＰａ提高到０．６１２ ＭＰａ，抗风侵蚀从２２．４３ ｇ／（ｍ・ｍｉｎ） 降低到１Ｏ．５６ ｇ／（ｍ・ｍｉｎ）；而且土壤含水量非常高，对种子发芽和生长没有任何副作用，该产品作为保 水剂应用于干旱地区作物生长取得了很好的效果。 ３．４ 日用化学品 由于绿色环保的特性，聚天冬氨酸及其衍生物已经被广泛应用于各种Ｅｌ化产品。采用７射线辐照 或交联等方法可将聚天冬氨酸制成高效吸水材料，并应用于尿不湿等领域，其对尿液吸收速率快，有效 地解决了聚丙烯酸酯类材料吸收速度缓慢的缺点，是丙烯酸酯类材料的优良替代品。相对分子质量大 于４０ ０００的聚天冬氨酸可制成水凝胶，其溶胀性和可透性较好，制成的离子交换树脂具有优良的分离 效果。 由于磷或聚丙烯酸类螯合分散剂对水资源污染严重，我国已经摒弃了含有磷或聚丙烯酸类螯合分 散剂的洗涤产品。目前，国内外洗涤产品添加剂中已经开始使用聚天冬氨酸类，国内在日用化学品方面 的聚天冬氨酸年需求量在３ ０００ ｔ左右。国外在这方面的应用比国内更加广泛，如德国Ｂａｙｅｒ公司的 ＤＸ１００（聚天冬氨酸钠盐）应用于洗涤业中，年销售量达６ ０００ ｔ左右。 ３．５医药卫生 聚天冬氨酸及其衍生物是一种两亲性聚合物，由于其具有良好的生物相容性、易于降解、易引入侧 链、合成单体可同其他氨基酸共聚等特点，在医药高分子领域的应用受到各国研究人员的重视。两亲 性聚合物同时存在亲水基团和疏水基团，当其溶于水中时会自发形成具有适当大小和结构的聚合物 胶束，其中亲水基团形成胶束的外壳，疏水基团聚集成核，许多不易进行键合反应的疏水性药物可通 过物理包埋的方式进入胶束内核，既有效提高药物的水溶性及机体利用率，且能部分阻止药物的降 解 。聚天冬氨酸及其衍生物主要用于药物控制释放体系（又称药物靶向输送），不仅可缓释药剂， 还可将药物释放到特定的用药位置，从而防止药物在非目标组织上聚集，造成不必要的药物副作用 或药物浪费。聚天冬氨酸还可通过其羧酸基团与一些药物形成酰胺基团而被键合到聚天冬氨酸分子 链上，形成大分子药物，从而达到控制释放的目的 。Ｘｉｎｇ等 的研究表明，对于疏水性的ＭｎＯ 纳 米颗粒，可用聚天冬氨酸对其进行改性，聚天冬氨酸包裹的ＭｎＯ 纳米颗粒具有良好的水分散性，因此 可以更好的应用与肺部成像领域，而相比其他尺寸的颗粒，内核为１０ ｎｍ的颗粒对成像有最好的效果。 Ｗａｎｇ等 通过聚天冬氨酸包覆ＬａＶＯ ：Ｅｕ¨荧光纳米晶体，获得了具有红色强荧光纳米晶体材料，聚 天冬氨酸包覆ＬａＶＯ ：Ｅｕ¨纳米晶体材料已成功用于肿瘤细胞的荧光成像研究。 聚天冬氨酸及其衍生物还可作药物缓释载体 ，可控制药物在人体内的释放速度，并可以有效解 决药物在血液中浓度衰减过快的问题，大幅度提高药效。许多蛋白质类药物、脂溶性药物只能通过针剂 方式或摄入较大量剂量药物才能达到治疗的目的，造成很大的毒副作用，而聚氨基酸类的高分子药物载 体可以有效地解决这一问题，因此，研究聚天冬氨酸及其衍生物在医药领域的应用具有重要意义。 ４展 望 聚天冬氨酸及其衍生物是一类环境友好型和可生物降解性的高分子材料，具有良好的生物相容性 和亲水性，未来的研究方向应重点侧重于其衍生物的研究。由于聚天冬氨酸的活性基团主要是羧基和 氨基，因此，未来的研究重点可以是通过在羧基上接枝不同的活性基团，从而改良聚天冬氨酸的各方面 性能。根据一些最新研究进展，聚天冬氨酸衍生物在水处理领域、缓蚀领域、医药领域展现出比聚天冬 第６期 肖凤龙，等：聚天冬氨酸合成与应用研究进展 ５５ 氨酸更好的性能，具有更好的前景。聚天冬氨酸可以与异丙醇胺类化合物反应制备聚天冬氨酸衍生物， 制得的聚天冬氨酸衍生物由于具有更高比例的羟基，使得其比聚天冬氨酸在水处理领域拥有更好的阻 垢效果 。通过与双羟基类化合物制备的聚天冬氨酸衍生物与聚天冬氨酸相比，可以大幅度提高缓蚀 效果。医药领域应用的聚天冬氨酸衍生物种类繁多，这主要是根据药物的不同，在合成时接入不同的活 性基团，从而更有效的键合药物，这样才能达到对药物更好的缓控目的。另外，通过寻求新的改性手段， 聚天冬氨酸衍生物将在上述领域之外的其他领域拥有广泛的应用前景。 参考文献： ［１］ＲＡＯ Ｖ Ｓ，ＬＡＰＯＩＮＴＥ Ｐ，ＭＣＧＲＥＧＯＲ Ｄ Ｎ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｕｎｉｆｏｒｍ ｐｏｌｙ（ａｓｐａｒｔｉｃ ａｃｉｄｓ）［Ｊ］．Ｄｉｅ Ｍａｋｒｏｍｏｌｅｋｕｌａｒｅ Ｃｈｅｍｉｃ，１９９３，１９４ （４）：１０９５－１１０４． ［２］ＹＯＫＯＹＡＭＡ Ｍ，ＭＩＹＡＵＣＨＩ Ｍ，ＹＡＭＡＤＡ Ｎ，ｅｔ ａ１．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎｔｉｃａｎｅｅｒ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｍｉｃｅｌｌｅ—ｆｏｒｍｉｎｇ ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ ａｎｔｉｃａｎｃｅｒ ｄｒｎｇ ａｄｆｉａｍｙｃｉｎ‘ｃｏｎｊｕｇａｔｅｄ ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏ１）一ｐｏｌｙ（ａｓｐａｒｔｉｃ ａｃｉｄ）ｂｌｏｃｋ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ［Ｊ］．Ｃａｎｃｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，１９９０，５０（６）：１６９３—１７００． ［３］汪家铭．聚天冬氨酸生产应用与发展前景［Ｊ］．精细化工原料及中间体，２０１０（１）：２０—２４． ［４］ＴＯＭＩＤＡ Ｍ，ＮＡＫＡＴＯ Ｔ，ＭＡＴＳＵＮＡＭＩ Ｓ，ｅｔ ａ１．Ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｗｅｉｇｈｔ ｐｏｌｙ（ｓｕｃｃｉｎｉｍｉｄｅ）ｂｙ ａｃｉｄ．ｃａｔａｌｙｓｅｄ ｐ０ｌｙｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ ０ｆ Ｌ－ａｓｐａｒｔｉｃ ａｃｉｄ［Ｊ］．Ｐｏｌｙｍｅｒ，１９９７，３８（１８）：４７３３—４７３６． 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