Le polypropylène (PP) est l'un des plastiques les plus utilisés dans le monde. En contrôlant l'orientation spatiale des blocs de construction en propylène et des composants polaires supplémentaires, il devrait être possible de créer une nouvelle génération de conçu, plastiques spéciaux, avec une mouillabilité améliorée ou une dégradabilité améliorée, basé sur le PP. Dans la revue Angewandte Chemie , Des scientifiques japonais ont introduit la base d'une nouvelle classe de catalyseurs au palladium pour de telles polymérisations.

Les propriétés du PP dépendent en grande partie de l'orientation spatiale des monomères individuels lorsqu'ils sont ajoutés à la chaîne en croissance (tacticité). Dans le PP atactique (aPP), l'orientation est aléatoire. Dans la PP syndiotactique (sPP) le CH 3 -les groupes latéraux sur le monomère pointent alternativement vers les deux côtés du squelette polymère. La version la plus recherchée - le PP isotactique (iPP) dont tous les groupes latéraux pointent de la même façon - présente des propriétés mécaniques particulièrement intéressantes. Intégration de fonctions supplémentaires, monomères polaires en iPP est une étape importante vers le développement de nouveaux plastiques.

Ce type de copolymérisation est fortement limité avec les catalyseurs conventionnels Ziegler-Natta et métallocène, car les monomères polaires typiques doivent d'abord être "masqués". Cela signifie qu'ils doivent être attachés à des groupes de protection spéciaux. Avec des catalyseurs au nickel et au palladium, il est possible d'y parvenir sans masque mais avec des pertes d'isotacticité importantes. Il y a eu un certain succès avec des complexes spéciaux de nickel et de palladium phosphine (un type de composé organique contenant du phosphore), bien que la synthèse de ces catalyseurs soit ardue et longue.

Des chercheurs travaillant avec Kyoko Nozaki à l'Université de Tokyo ont maintenant développé une nouvelle approche qui permet de produire beaucoup plus facilement des catalyseurs plus adaptés. L'orientation spatiale des monomères de propylène pendant la polymérisation est influencée par la structure spatiale particulière (stéréogénicité) de certains atomes de carbone dans les substituants organiques du menthol sur la phosphine. Les chercheurs voulaient développer des composés de phosphine ayant la stéréogénicité requise au niveau de l'atome de phosphore.

Pour éviter les fastidieux défis synthétiques rencontrés à ce jour, ils ont développé des protocoles synthétiques beaucoup plus rapides en utilisant des blocs de construction modulaires et phosphinites (une classe de composés organiques contenant du phosphore et de l'oxygène). Cela a permis la synthèse rapide et facile de nombreuses phosphines différentes et de leurs complexes de palladium correspondants. Un processus de criblage rapide a donné avec succès des candidats catalyseurs appropriés.

De cette façon, les scientifiques ont trouvé des catalyseurs qui polymérisent le propylène avec des monomères polaires pour former des copolymères avec une isotacticité particulièrement élevée, un matériau qu'ils ont appelé polypropylène polaire isotactique (iPPP).