随着高分子材料聚乳酸（PLA）及其共聚物在生物材料领域的应用日益广泛。制备聚乳酸的中间体丙交酯（Lactide）的合成也越来越受到重视。丙交酯的合成长期以来存在合成温度高，收率较低的现状，以致生产成本偏高，限制了聚乳酸这一环境友好高分子材料的大规模生产和应用。目前，丙交酯的研究热点主要包括合成工艺条件的改进，催化剂的选择与优化两方面。丙交酯整个反应是一个酯化和分子内的酯交换反应过程。本文从改善合成反应的催化条件入手，从催化剂效率和成本的综合因素考虑，对比传统的催化剂辛酸亚锡，本文提出了使用稀土化合物（第二部分）、坡缕石及其负载轻稀土氯化物（第三部分）和蒙脱土及其负载轻稀土氯化物（第四部分）作为合成反应的催化剂。论文主要工作和结论如下：第一部分：综述聚乳酸是目前应用最为广泛的可降解材料之一，丙交酯是由乳酸制备聚乳酸的中间体，产率偏低是制约聚乳酸大规模应用的关键。对乳酸合成丙交酯近20年来的现状作了比较全面的回顾，包括乳酸合成丙交酯的主要方法、工艺及影响丙交酯产率的主要因素。进而提出了提高丙交酯产率应采取的相应措施。第二部分：稀土化合物催化合成丙交酯用于酯化反应的路易斯酸催化剂目前也同样应用于丙交酯的合成反应，如AlCl₃、SnCl₄等；氧化物催化剂如氧化亚锡，氧化钛。大量的稀土氧化物可作酯化反应的催化剂，这些氧化物和氯化物在本质上也属于路易斯酸。所以我们认为乳酸寡聚体的解聚成环反应本质上属于酸催化反应；并且由于稀土元素极易与羰基氧配位络合，从而促进了低聚体的解聚成环反应。本文主要是选择了一些配位能力较强，原子核外层空电子轨道较多的轻稀土元素作催化剂，如Nd、Pr、Sm、Y等的氧化物、氯化物、及其有机化合物，如与8-羟基喹啉、乙酰丙酮等形成的配合物。本文所用的稀土化合物对合成丙交酯具有较好的催化作用，和传统催化剂相比，有用时短，产率高，产品色泽好等优点。用稀土化合物作催化剂，不但原料来源广泛，价格低廉，而且制备过程简单，因此具有潜在的市场应用前景。第三部分：酸化坡缕石及其负载稀土氯化物催化合成丙交酯坡缕石是最近引起注意的一种新型无机高分子载体。随产地不同而在其中含有其它金属离子如Al³⁺、Fe³⁺、Fe²⁺等。由于结构中有0.37nm×0.64nm的空腔，所以其表面和空腔表面都具有良好的吸附功能，因而在工业中经常将含坡缕石粘土进行活化或改性处理，用作催化剂载体。前期的实验证明稀土化合物对合成丙交酯有一定的催化活性，为了进一步提高它的催化活性，我们将几种轻稀土氯化物负载到盐酸酸化的坡缕石上，并且和坡缕石原土及酸活化坡缕石的催化性能作了比较，结果发现酸化坡缕石比未处理的原土活性有所提高，而坡缕石负载的轻稀土化合物的催化活性更好，尤其坡缕石负载的三氯化镨作催化剂时丙交酯的收率高达66.6％，并且反应条件温和。由于坡缕石资源广泛，价格低廉，对丙交酯的工业化生产有一定的推动作用。第四部分：酸化蒙脱土及其负载稀土氯化物催化合成丙交酯膨润土是以蒙脱石为主的一类天然层状铝硅酸盐矿物，在裂化、氧化、加氢和聚合等方面的催化活性已被人们所证实。但在酯化催化方面的研究很少。随着蒙脱土插入化学方面的研究新进展，作为催化剂或催化剂载体材料方面的价值已越来越引起人们的关注。本文旨在利用稀土和蒙脱土两方面的催化性能，研究一类新的高活性、低成本及综合性能好的制备丙交酯的催化剂的方法。结果发现未用酸活化的蒙脱土对此催化活性较低，酸活化可以使蒙脱土的催化活性得到较大幅度的提高，而稀土的加入则可以使蒙脱土的催化活性得到进一步的提高。反应条件比使用辛酸亚锡催化温和了许多。脱水时间缩短了，脱水温度和解聚温度都有所降低。