Il professor Hideto Tsuji e l'assistente professore Yuki Arakawa alla Toyohashi University of Technology hanno sviluppato un metodo per sintetizzare un copolimero alternato "puro" di acidi L- e D-lattici in cui gli acidi L- e D-lattici sono disposti alternativamente, cioè., un acido polilattico sindiotattico. I risultati del presente studio sono stati pubblicati il ​​10 aprile in Chimica dei polimeri , una rivista pubblicata dalla Royal Society of Chemistry (RSC). I risultati di questo studio consentono di sintetizzare poliesteri sindiotattici in cui i monomeri di tipo L e D sono disposti alternativamente. Questi poliesteri erano tradizionalmente considerati difficili da sintetizzare. Si prevede che i risultati attuali facilitino lo sviluppo di nuovi poliesteri con caratteristiche senza precedenti, come una buona produttività grazie a un rapido tasso di cristallizzazione.

Questo gruppo di ricerca conduce ricerche fondamentali e applicate sui polimeri a base biologica con particolare attenzione agli "acidi polilattici, " che sono poliesteri che possono essere prodotti da risorse riutilizzabili. Un esempio di tale polilattide è l'amido derivato dal mais o dalla patata. I poli (acido lattico) sono anche tipicamente noti come "polimeri biodegradabili" e subiscono idrolisi in vivo, con l'acido lattico nei prodotti di decomposizione che viene metabolizzato senza influenzare negativamente il corpo umano. Queste caratteristiche possono essere utilizzate per sforzi medici e ambientali, Per esempio, per materiali da ponteggio nella rigenerazione dei tessuti.

L'acido lattico è un monomero in poli(acido lattico) e contiene monomeri di tipo L e D, che hanno una relazione simmetrica, e poli(L-acido lattico) composto solo da acido lattico di tipo L e poli(D-lattico) composto solo da acido lattico di tipo D. Questi poli(acido lattico) sono anche conosciuti come poli(acido lattico) "isotattico". L'acido poli (lattico) contiene anche l'acido poli (DL-lattico), che possiede sia acido L-lattico che acido D-lattico in quantità uguali. L'acido poli(DL-lattico) è composto principalmente da acido poli(lattico) "atattico" in cui gli acidi lattici di tipo L e D sono disposti casualmente, e poli(acido lattico) "sindiotattico" in cui gli acidi lattici di tipo L e D sono disposti alternativamente. Sebbene sia semplice sintetizzare l'acido polilattico atattico, e il poli(acido lattico) sindiotattico possono essere sintetizzati da meso-lattide (un estere ciclico composto da una molecola di acido L-lattico e una molecola di acido D-lattico) utilizzando un particolare catalizzatore, sintetizzare poli(acido lattico) sindiotattico con una purezza dell'arrangiamento vicino al 100% si è rivelato estremamente difficile.

In questo studio, i ricercatori sono riusciti a sintetizzare un dimero comprendente una molecola di acido L-lattico e una molecola di acido D-lattico per sintetizzare un copolimero alternato "puro" con acidi L- e D-lattico, cioè., un acido polilattico sindiotattico, aumentando ulteriormente il peso molecolare collegando tra loro questi dimeri (FIG. 1). La disposizione alternata degli acidi L- e D-lattici in questo poli(acido lattico) sindiotattico sintetizzato è approssimativamente del 100%, e la diffrazione di raggi X ad ampio angolo mostra che la sua struttura cristallina differisce da poli(L-acido lattico) e poli(D-acido lattico) (con poli(acido lattico) atattico essendo amorfo). È stato riscontrato che il poli(acido lattico) sindiotattico ha un'eccellente produttività grazie alla sua velocità di cristallizzazione più elevata rispetto ai poli(acido lattico) isotattico. Inoltre, pur essendo un diverso tipo di polimero, è noto che il polistirene sindiotattico differisce dal polistirene convenzionale in termini di elevata resistenza termica ed elevata resistenza chimica. Di conseguenza, si prevede che le varie caratteristiche dell'acido poli(lattico) sindiotattico differiscano notevolmente da quelle dei poli(acido lattico) isotattico e dell'acido poli(lattico) atattico.

Il presente metodo di sintesi divulgato può essere applicato anche a poliesteri derivati ​​da monomeri di vari acidi idrossicarbossilici otticamente attivi aventi una struttura simile a quella dell'acido lattico, per sintetizzare così un copolimero alternato "puro" di monomeri di tipo L e D, cioè., un poliestere sindiotattico. Un poliestere sindiotattico sintetizzato con questo metodo dovrebbe essere un nuovo materiale diverso dai poliesteri isotattici e atattici che realizza caratteristiche senza precedenti.