1.1#160;D-乳酸概述#160;#160;

1.1.1#160;D-乳酸的结构与理化性质

乳酸的学名为α-羟基丙酸,分子式为#160;C2H5OCOOH,是一种天然存在的有机酸,广泛存在于人体、动物、植物和微生物中。乳酸是自然界最小的手性分子,分子中羧基α位碳原子为不对称碳原子,具有#160;L( )和D(-)两种构型。L-乳酸为右旋型,D-乳酸为左旋型,#160;L-乳酸和D-乳酸等比例混合即为消旋的DL-#160;型。D-乳酸和L-乳酸除旋光性外,它们的其它理化性质相同[2],但DL-型的物理性质与它们有所差别,表现在其熔点和熔化热比单一D或L构型的低。D-乳酸具有一元羧酸的典型化学性质,水溶液呈弱酸性,浓度达到50%以上时会部分形成乳酸酐,与一些醇类物质反应生成醇酸树脂,在加热条件能够进行分子间酯化反应,形成乳酰乳酸(C6H10O5),稀释并加热可再水解成D-乳酸。在脱水剂氧化锌作用下,两分子D-乳酸脱去两分子水,自聚形成环状二聚体D-丙交酯(C6H8O4,#160;DLA)。充分脱水则可形成聚合D-乳酸。由于乳酸越浓自身酯化趋势越强,因此乳酸通常是乳酸和丙交酯的混合物。[1]。

1.1.2#160;应用

D-乳酸在手性化合物合成中的应用

#160;#160;#160;#160;高光学纯度D-乳酸(97%以上)作为一个手性中心是多种手性物质的前体,是重要的手性中间体与有机合成原料,广泛应用于制药、高效低毒农药及除草剂、化妆品等领域的手性合成。例如,日本タィセル化学工业公司利用D-乳酸制造优良除草剂骠马(Puma#160;Super)。德国#160;Hoeehst公司也开发了以D-乳酸为原料的新型高效除草剂威霸(Whip#160;Super)。德国BASF公司以D-乳酸异丙酯为原料生产除草剂Duplosan,并已大规模投放市场。此外,钙拮抗剂降压药、皮考啉酸衍生物以及二甲四氯丙酸、氟系除草剂等也以高光学纯度D-乳酸作为原料。

D-乳酸衍生物在化学工业中的应用

以D-乳酸为原料的乳酸酯类在香料、合成树脂涂料、胶粘剂及印刷油墨等生产中应用广泛,在石油管道和电子工业的清洗等方面也有应用。其中,D-乳酸甲酯能与水及多种极性溶剂均匀混合,能充分溶解硝化纤维素、醋酸纤维素、乙酰丁酸纤维素等以及多种极性合成高分子聚合物,同时具有熔点高、蒸发速度慢的优点,是一种优秀的高沸点溶剂,可作为混合溶剂的成分改善作业性和增溶性,此外,还可用作医药、农药的原料和其它手性化合物合成的前体、中间体。

D-乳酸在聚乳酸类生物降解性材料中的应用

#160;#160;#160;乳酸是生物塑料聚乳酸(polylactide,#160;PLA)的原料。聚乳酸材料的物理性质依赖于D,L两种异构体的组成和含量。由消旋型D,#160;L-乳酸合成的消旋体D,#160;L-聚乳酸(PDLLA)为无定型结构,其机械性能较差,降解时间较短,且在体内会发生收缩,收缩率达50%以上,应用受到局限。L-聚乳酸(PLLA)和D-聚乳酸(PDLA)的链段排列规整,结晶度、机械强度和熔点等都远超过#160;PDLLA。