O polipropileno (PP) é um dos plásticos mais utilizados no mundo. Ao controlar a orientação espacial dos blocos de construção de propileno e componentes polares adicionais, deve ser possível criar uma nova geração de atrativos, projetado, plásticos especiais, com molhabilidade aprimorada ou degradabilidade aprimorada, baseado em PP. No jornal Angewandte Chemie , Cientistas japoneses introduziram a base para uma nova classe de catalisadores de paládio para tais polimerizações.

As propriedades do PP dependem em grande parte da orientação espacial dos monômeros individuais à medida que são adicionados à cadeia crescente (tacticidade). No PP atático (aPP), a orientação é aleatória. No PP sindiotático (sPP), o CH ₃ –Grupos laterais no monômero apontam alternadamente para os dois lados da estrutura do polímero. A versão mais procurada - PP isotático (iPP) em que todos os grupos laterais apontam da mesma maneira - tem propriedades mecânicas particularmente vantajosas. Incorporação de funcional adicional, monômeros polares em iPP é um passo importante para o desenvolvimento de novos plásticos.

Este tipo de copolimerização é fortemente restrito com catalisadores Ziegler-Natta e metaloceno convencionais porque monômeros polares típicos primeiro precisam ser 'mascarados'. Isso significa que eles devem ser anexados a grupos de proteção especiais. Com catalisadores de níquel e paládio, é possível conseguir isso desmascarado, mas com perdas significativas na isotacticidade. Tem havido algum sucesso com complexos especiais de níquel e paládio fosfina (um tipo de composto orgânico contendo fósforo), embora a síntese desses catalisadores seja árdua e demorada.

Os pesquisadores que trabalham com Kyoko Nozaki na Universidade de Tóquio desenvolveram agora uma nova abordagem que permite que catalisadores mais adequados sejam produzidos com muito mais facilidade. A orientação espacial dos monômeros de propileno durante a polimerização é influenciada pela estrutura espacial especial (estereogenicidade) em certos átomos de carbono nos substituintes mentol orgânicos na fosfina. Os pesquisadores queriam desenvolver compostos de fosfina que tivessem a estereogenicidade necessária no átomo de fósforo.

Para evitar os tediosos desafios sintéticos enfrentados até agora, eles desenvolveram protocolos sintéticos significativamente mais rápidos usando armazenáveis, blocos de construção modulares e fosfinitos (uma classe de compostos orgânicos que contêm fósforo e oxigênio). Isso permitiu a síntese rápida e fácil de muitas fosfinas diferentes e seus complexos de paládio correspondentes. Um rápido processo de triagem rendeu candidatos a catalisadores adequados.

Desta maneira, os cientistas descobriram catalisadores que polimerizam o propileno com monômeros polares para formar copolímeros com isotacticidade particularmente alta - um material que eles chamam de polipropileno polar isotático (iPPP).