Naše civilizace je přesycena plastovým odpadem a tento problém bohužel stále narůstá. Proto se hledají cesty, jak se odpadu ekologicky zbavit a hlavně, jak zamezit vzniku nového odpadu. Jednou z možností je vytvořit uzavřený cyklus produkce a degradace plastů.
Japonská výzkumná skupina publikovala článek věnovaný polymerům na bázi polykarbonátů, které je možné připravit z glukózy a po jejich využití je zpracovat na hnojivo pro rostliny, které budou zpět produkovat glukózu.[1,2]
Polykarbonáty jsou polymery obsahující planární uhličitanové jednotky (-C-O-(C=O)-O-C-). Nejběžnější polykarbonát získáme reakcí fosgenu (COCl2) s bisphenolem A.
Nový polykarbonát byl připraven polymerací isosorbidu s difenylkarbonátem. Isosorbid je bicyklická sloučenina, kterou lze připravit z biomasy, např. z celulósy nebo škrobu. Biopolymer je nejprve nutné rozštěpit na glukózové jednotky, které se hydrogenují a pak dehydratují za vzniku isosorbidu ((3R,3aR,6S,6aR)-hexahydrofuro[3,2-b]furan-3,6-diol).[3]
Celá syntéza probíhá v jedné baňce, reaktanty jsou nejprve zahřívány na 160 °C v atmosféře dusíku a reakční směs je míchána po dobu 30 minut., poté se reaktor zahřeje na 200 °C a udržuje se při této teplotě dalších 30 minut.
Poslední krok probíhá při teplotě 220 °C ve vakuu, což umožní posouvání rovnováhy oddestilováváním vznikajícího fenolu.
Autoři studovali i možný rozklad polymeru. Zahříváním s vodným roztokem amoniaku (NH3) dochází k ammonolýze za vzniku isosorbidu a močoviny (diamid kyseliny uhličité, CO(NH2)2), obě látky jsou využitelné jako hnojiva. Tím se může přeměnit zpět na biomasu, ze které byl získán isosorbid pro polymeraci. Amoniak je chemikálie, která se vyrábí v obrovských množstvích, proto je pro tyto účely velmi vhodný a nebude způsobovat zvýšení ceny degradace polymeru.