综述：超临界二氧化碳中内酯的酶促开环聚合：综述

这篇综述系统探讨了利用超临界二氧化碳(scCO2 )和酶催化（如Novozym? 435脂肪酶）实现内酯开环聚合(ROP)的绿色合成路径，重点分析了该技术在生物材料（如聚ε-己内酯PCL、聚ω-十五内酯PPDL）制备中的优势与挑战，包括溶剂可回收性、酶稳定性及工业化成本问题，为生物医学领域可定制聚酯材料的开发提供前瞻视角。

　　

超临界二氧化碳中内酯的酶促开环聚合：技术前沿与挑战

Abstract
内酯聚合技术展现了聚内酯在生物医学材料领域的巨大潜力。采用超临界二氧化碳(scCO₂
)作为绿色溶剂与脂肪酶催化剂的结合，为聚酯合成提供了环境友好路径。尽管Novozym? 435脂肪酶的高压稳定性优异，但其成本制约了工业化推广。本文综述了该技术的现状、挑战及未来方向，强调开发低成本酶与CO₂
循环利用系统的必要性。

Introduction
塑料污染问题促使学术界探索可再生原料与清洁聚合技术。内酯衍生的脂肪族聚酯（如PCL、PLA）因生物相容性和可降解性成为再生医学的理想材料。超临界二氧化碳(scCO₂
)凭借其无毒、不可燃及可调物性的特点，成为替代传统有机溶剂（如甲苯、THF）的理想选择。过去20年相关研究文献达500篇，但酶催化聚合仅占14项，凸显技术复杂性。

Supercritical carbon dioxide in the polymerization of lactones
超临界流体(SCF)技术符合绿色化学原则，其兼具气体扩散性与液体溶解度的特性可优化反应效率。scCO₂
对酶活性的影响呈现双重性：适度压力（如10-15 MPa）可维持酶结构稳定，但过高压力可能导致失活。典型案例显示，ω-十五内酯(ω-PDL)在scCO₂
中聚合时，单体转化率可达90%以上。

Enzymatic ring-opening polymerization of lactones in supercritical carbon dioxide
脂肪酶B（如N435）催化内酯ROP的机制涉及酰基-酶中间体形成。scCO₂
环境可显著提高聚全球酯(PGl)的分子量（Mw>50 kDa），但反应温度需控制在60-80°C以避免酶变性。与有机溶剂相比，scCO₂
体系产物纯度更高，残留溶剂含量低于0.01%。

The challenges
主要瓶颈包括：1）N435成本占工艺总成本60%以上；2）连续化生产中CO₂
回收能耗高；3）高分子量聚酯（如PPDL）的结晶度导致反应体系传质困难。

Concluding remarks and future perspectives
开发耐高压嗜热酶（如来自深海微生物的酯酶）是突破方向。共聚酯合成（如PCL-co-PPDL）可通过scCO₂
参数精确调控链段序列分布。建立酶-CO₂
循环集成系统将推动该技术向工业4.0标准迈进。