Le professeur Hideto Tsuji et le professeur adjoint Yuki Arakawa de l'Université de technologie de Toyohashi ont mis au point une méthode de synthèse d'un copolymère alterné « pur » d'acides L- et D-lactiques dans lequel les acides L- et D-lactiques sont disposés en alternance, c'est à dire., un poly(acide lactique) syndiotactique. Les résultats de la présente étude ont été publiés le 10 avril dans Chimie des polymères , une revue publiée par la Royal Society of Chemistry (RSC). Les résultats de cette étude permettent de synthétiser des polyesters syndiotactiques dans lesquels les monomères de type L et D sont disposés alternativement. Ces polyesters étaient traditionnellement considérés comme difficiles à synthétiser. Les présents résultats devraient faciliter le développement de nouveaux polyesters avec des caractéristiques sans précédent, comme une bonne productivité due à une vitesse de cristallisation rapide.

Ce groupe de recherche mène des recherches fondamentales et appliquées sur les polymères biosourcés en mettant l'accent sur les « poly(acide lactique)s, " qui sont des polyesters qui peuvent être produits à partir de ressources réutilisables. Un exemple d'un tel polylactide est l'amidon dérivé du maïs ou de la pomme de terre. Les poly(acide lactique) sont également généralement appelés "polymères biodégradables" et subissent une hydrolyse in vivo, l'acide lactique contenu dans les produits de décomposition étant métabolisé sans nuire au corps humain. Ces caractéristiques peuvent être utilisées pour des efforts médicaux et environnementaux, par exemple, pour les matériaux d'échafaudage dans la régénération tissulaire.

L'acide lactique est un monomère dans les poly(acide lactique) et contient des monomères de type L et D, qui ont une relation symétrique, et poly(acide L-lactique) composé uniquement d'acide lactique de type L et poly(acide D-lactique) composé uniquement d'acide lactique de type D. Ces poly(acide lactique) sont également appelés poly(acide lactique) "isotactiques". Le poly(acide lactique) contient également du poly(acide DL-lactique), qui possède à la fois de l'acide L-lactique et de l'acide D-lactique en quantités égales. Le poly(acide DL-lactique) est principalement composé de poly(acide lactique) "atactique) dans lequel les acides lactiques de type L et D sont disposés de manière aléatoire, et le poly(acide lactique) « syndiotactique » dans lequel les acides lactiques de type L et D sont disposés en alternance. Bien qu'il soit simple de synthétiser du poly(acide lactique) atactique, et le poly(acide lactique) syndiotactique peut être synthétisé à partir du méso-lactide (un ester cyclique composé d'une molécule d'acide L-lactique et d'une molécule d'acide D-lactique) en utilisant un catalyseur particulier, la synthèse de poly(acide lactique) syndiotactique avec une pureté d'arrangement proche de 100 % s'est avérée extrêmement difficile.

Dans la présente étude, les chercheurs ont réussi à synthétiser un dimère comprenant une molécule d'acide L-lactique et une molécule d'acide D-lactique pour synthétiser un copolymère alterné « pur » avec les acides L- et D-lactiques, c'est à dire., un poly(acide lactique) syndiotactique, en augmentant encore le poids moléculaire en reliant ces dimères les uns aux autres (figure 1). L'arrangement alterné des acides L- et D-lactiques dans ce poly(acide lactique) syndiotactique synthétisé est d'environ 100 %, et la diffraction des rayons X aux grands angles montre que sa structure cristalline diffère du poly(acide L-lactique) et du poly(acide D-lactique) (le poly(acide lactique) atactique étant amorphe). Le poly(acide lactique) syndiotactique s'est avéré avoir une excellente productivité en raison d'un taux de cristallisation plus élevé que les poly(acide lactique) isotactiques. En outre, bien qu'étant un type différent de polymère, Le polystyrène syndiotactique est connu pour différer du polystyrène conventionnel en termes de résistance thermique élevée et de résistance chimique élevée. Par conséquent, les diverses caractéristiques du poly(acide lactique) syndiotactique devraient être très différentes de celles des poly(acide lactique) isotactiques et du poly(acide lactique) atactique.

Le présent procédé de synthèse décrit peut également être appliqué à des polyesters dérivés de monomères de divers acides hydroxycarboxyliques optiquement actifs ayant une structure similaire à celle de l'acide lactique, pour ainsi synthétiser un copolymère alterné « pur » de monomères de type L et D, c'est à dire., un polyester syndiotactique. Un polyester syndiotactique synthétisé à l'aide de cette méthode devrait être un nouveau matériau différent des polyesters isotactiques et atactiques qui présente des caractéristiques sans précédent.