介绍一本新书——《来自微生物的塑料-聚合物和聚合物先驱物的生物合成》

材料学院郭宝春

近几十年以来，生物过程已成为许多产品可靠的和经济的来源，这些产品包括抗生素（如青霉素）和低成本化学品（如柠檬酸）等等。七十年代出现的基因工程技术进一步刺激了生物产品的发展。尽管生物重组药物正吸引着众多的研究者，但生物技术的其他方面也在不断地向前发展。利用生物系统作为化学合成和转变催化剂的研究已在十几年前就出现了，这使得人们可以利用微生物和酶的作用生产各种材料，包括农用化学品和聚合物等。D.P.Mobley主编的《来自微生物的塑料——聚合物和聚合物先驱物的生物合成》(Plastics Microbes—Microbial Synthesis of Polymers and Polymerprecursors)是一本论述微生物合成塑料的新著作。该书侧重于塑料的内容，是一本特点鲜明的专著。

1.本书的基本特点

1.全书总览了生物合成聚合物的技术现状。但本书并不是概括了所有生物科学在聚合物中的应用内容。特别地，本书没有讲述已商业化生产的生物聚合物——多糖，这是因为多糖不应用在塑料行业，而且最近已有专著对此综述过。另外，由于分离酶应用于聚合物及其先驱物合成也超出了本书的范围，因而也没有将其包括在书中。

2.历史上，生物科学与聚合物科学的研究者联系很少。本书的出现无意可以促进生物聚合物这一交叉学科的发展。从本书中，生物科学研究者可以更好地了解聚合物的种类和性能；同时，聚合物研究者对生物聚合物的范围和特点也能有更深的了解。

3.作者既论述了微生物合成的优点，也说明了其缺点。一些微生物合成的聚合物已商业化生产，对此作者讨论了对生产方法出现的挑战；对一些还处于发展中的微生物合成聚合物，作者讨论了这一类材料进一步发展和商业化需要做的工作。

2.主要内容介绍

全书共包括八章。

第一章简单介绍了该领域的发展历史和应用情况。

第二章和第三章讲述了关于聚合物直接生物合成的例子。在第二章中，作者评述了聚羟基烷酸酯

和微生物聚合物，这一类聚合物不仅具有较好的物理性能，还具有不寻常的生物降解性和生物相容性。第三章讲述了各种蛋白质聚合物、由特定重复单元组成的合成蛋白质以及如何利用基因工程手段鉴定聚合物的分子水平结构，进而确定其力学性能和生物活性。

第四到第七章详细论述了如何利用微生物制备聚合物先驱物。先驱物可通过生物合成或生物催化得到。在生物合成中，生物体从其生长的营养物中产生先驱物，这一方法在第四章中讲述。主要内容包括乳酸的生物合成和用于生物医药及生物降解包装的生物降解和生物相容聚合物。利用生物合成的方法，聚乳酸可由廉价的农副产品得到。在生物催化方法中，微生物将化合物催化转变为所需的产物。具体的例子在第五到第七章中讲述，每一章讲述了芳香化合物的氧化变化产生高性能聚合物先驱物的过程。生物催化的主要优点是它能使在非生物过程无法产生的转变过程发生。第五章讲述了顺-二羟基环己二烯的生物催化制取以及将这一中间产物转变为聚苯撑，聚苯撑是非常适宜作为电绝缘涂料的热稳定性极高的聚合物。第六章详细论述了间-羟基苯基乙炔和4-羟基苯并环丁烯的生物和化学合成。解释了如何将这些中间产物转变为韧性的、高热氧化稳定性的聚合物，以应用于航空工业。第七章讲述了如何将对-羟基化生物活性聚合物作用应用于制备难于用化学方法得到的羟基化的芳香单体。同时还阐述了如何应用这些单体提高聚合物的耐溶剂性和韧性等性能。

第八章对全书作了简单的总结。

本书适宜聚合物科学与技术、生物科学与技术的研究人员和研究生参考。

本书馆藏索书号：TQ32P71/5.2