2015年底，美國科羅拉多州立大學的華裔化學家EugeneChen教授和他團隊中的博士后MiaoHong在《NatureChemistry》雜志上發表了一個令人驚喜的研究成果——“可回收”的生物塑料(相關閱讀：“美國總統綠色化學挑戰獎”華裔得主發明真正化學意義上“可回收”的生物塑料)。
可降解塑料制品成競相追逐的“熱點”
在該篇論文中，作者嘗試了金屬催化劑與一些強堿，最終發現La金屬螯合催化γ-丁內酯(GBL)，成功在低溫條件下實現內酯的開環聚合，得到了線形與環狀兩種聚合產物，最高轉化率高達90%。最為重要的是：所得聚合物可以在加熱條件下回到單體，實現降解循環利用。這篇文章實現了從無到有的突破，但是還是存在一個顯著的問題——還需要使用金屬催化劑。眾所周知，金屬催化劑價格昂貴，并且可能污染產物。
高分子的出現無疑給人們的生產和生活帶來了極大的便利，幾乎隨處都能看到它的身影。不過，由于其多為石油基原料制備而成，且在制備過程中需要用到金屬催化劑，因此可持續性較差，并會對環境帶來很大的隱患，隨后而來的“白色污染”問題也令人憂心。近年來開環聚合法(ROP)以內酯小分子開環聚合成可生物降解的脂肪族聚酯備受關注。但是該方法通常需要在高溫(160度左右)以及超高壓的嚴苛條件下才能進行，因此開發新型的溫和條件制備可降解的塑料制品成為競相追逐的熱點。
為了解決這個問題，而且之前的工作也證明利用有機堿亦可得到聚合產物，EugeneChen教授和MiaoHong博士于是再度做出改進，使用了一種更強的有機堿tert-Bu-P4，在容易拔氫的同時該分子的正離子也有利于穩定γ-丁內酯拔氫后的負離子，首次在不使用金屬催化劑的情況下實現了γ-丁內酯的低溫開環聚合。
這一次他們依然實現了高達90%的單體轉化率，并且用時更少(四個小時或更短)，可得到高分子量的聚合物(Mn高達26.7 kg/mol)。所得到的聚合物產品為粉末狀，并表現為聚酯材料的典型特征，可被澆鑄成不同的形狀。而最重要的，這些聚酯產品完全可回收，對其進行加熱就可使其轉化成純的單體。作者強調：“使用有機聚合的方法得到的Poly-GBL可完全轉化成純單體而得到回收，要做的僅僅是對這種聚合物進行加熱。”
由于該反應沒有金屬催化劑參與其中，因此對于那些強調“無金屬”的產品和工藝來說(例如生物制藥)，該反應特別有吸引力。
