نتایج پژوهش محققان دانشگاه زنجان به عنوان یک مقاله پژوهشی کامل در معتبرترین مجله تخصصی شیمی سبز جهان منتشر شد.

به گزارش خبرنگار پژوهشی ایسنا منطقه زنجان، نتایج پژوهش دکتر علی رمضانی، استاد‌ تمام دانشگاه زنجان و حمیده آهن‌کار با موضوع «جوهر لیمو و امواج فرا‌صوت در شیمی سبز»، به عنوان یک مقاله پژوهشی کامل در معتبرترین مجله تخصصی شیمی سبز جهان با ضریب تاثیر 8.02 در مارس 2016 منتشر شد.

بر اساس این پژوهش، جوهر لیمو (سیتریک اسید) یکی از اسیدهای آلی است که در اکثر مرکبات بویژه در لیموترش، انار ترش و پرتقال یافت می‌شود. فرمول مولکولی آن C6H8O7 است و به عنوان ماده نگهدارنده در برخی از مواد غذایی و چاشنی مناسب برای ایجاد مزه ترش در غذاها، نوشابه‌ها و آب میوه ها کاربرد دارد. از جوهر لیمو در صنایع آرایشی، بهداشتی و دارویی استفاده می‌شود و مقداری خاصیت آنتی اکسیدانی نیز دارد.

در دمای اتاق، سیتریک اسید به صورت پودر کریستالی سفید است و در آب به خوبی حل می‌شود. در دمای بالاتر از 175درجه سانتیگراد تجزیه شده و کربن دی اکسید و آب آزاد می‌کند. جوهر لیمو در قرن هشتم میلادی توسط جابر بن حیان (شیمیدان و داروساز ایرانی و شاگرد امام جعفر صادق (ع)) کشف شده است. دانشمندان قرون وسطی در اروپا در قرن سیزدهم میلادی با خواص اسیدی لیمو ترش و آب لیمو ترش آشنا شدند. جوهر لیمو (سیتریک اسید) در سال 1784 میلادی توسط یک شیمیدان سوئدی به نام کارل ویلملم از آب لیمو ترش جداسازی شد. در حال حاضر یکی از عمده‌ترین کشورهای تولیدکننده آن چین است. امروزه بیشتر سیتریک اسید مورد نیاز در جهان به روش زیست فناوری (نوع خاصی از کپک اسپرژیل می‌تواند مواد قندی را در شرایط ویژه‌ای به آن تبدیل کند) تولید می‌شود. در گذشته‌های دور سیتریک اسید از انارهای وحشی جنگلی ترش و یا از لیمو ترش تهیه می‌شد که در حال حاضر این روشها اقتصادی نیستند.

استفاده از امواج فراصوت برای تسریع و بهبود واکنش‌های شیمیایی را «سونوشیمی» می‌گویند. در برخی از واکنش‌های شیمیایی، استفاده از امواج فراصوت در قیاس با شرایط حرارتی، روش بسیار کارآمدتری است. اثرات امواج فراصوت در واکنش‌های شیمیایی، به خاطر پدیده حفره سازی است. حفره سازی یک پدیده فیزیکی است که طی آن حفرات گازی و بخاری ایجاد شده در یک مایع تحت امواج فراصوت بزرگ شده و سپس منفجر می‌شوند. این پدیده ایجاد جریان آشفته در مایع و افزایش سرعت انتقال جرم و نفوذ مولکولی را سبب می‌شود که نتیجه آن افزایش سرعت واکنش شیمیایی است. البته امواج فراصوت در ایجاد دماها و فشارهای نقطه‌ای بسیار بالا در محلول نیز نفش دارند. سونوشیمی در برخی اهداف از جمله حداقل استفاده از مواد شیمیایی و حلال‌های خطر ناک، مصرف انرژی کمتر و افزایش گزینش پذیری واکنش‌های شیمیایی، با شیمی سبز هماهنگ است.

الکل میوه (اتانول) یکی از حلال‌های سبز در سنتز آلی و ماده واسطه شیمیایی برای تولید ترکیبات آلی است. علاوه بر این در صنایع مختلف از جمله در صنایع عطر، ضد یخ، رنگ و ترکیبات ضد عفونی کننده کاربرد فراوان دارد. امروزه همچنین به عنوان سوخت مناسب و ماده افزودنی به بنزین کاربرد دارد. در حال حاضر برخی از پسماندهای کشاورزی و غذایی با روش زیست فناوری به اتانول تبدیل می‌شوند.

با توجه به اصول دوازده گانه شیمی سبز، جستجو برای یافتن محیط واکنش جایگزین برای حلال‌های فرار آلی و اغلب سمی که عموما در روش‌های سنتز آلی مورد استفاده قرار می‌گیرند، هدفی مهم در توسعه فرآیندهای شیمیایی سبز است. از دیدگاه زیست-محیطی و اقتصادی، استفاده از حلال سبز برای انجام واکنش‌های آلی، توجه بسیاری از محققان را در بخش‌های صنعتی و پژوهشی به خود جلب کرده است. حلال‌های سبز عوارض زیست-محیطی کمتری دارند. از سوی دیگر، استفاده از انرژی امواج مکانیکی در مدت زمان کوتاه‌تر مانند امواج فراصوت به جای استفاده از روش‌های بازروانی و همزدن طولانی و مصرف زیاد آب و انرژی حرارتی، می‌تواند قدمی دیگر در رسیدن به اهداف شیمی سبز باشد.

بر اساس این گزارش، در این پژوهش با استفاده از جوهر لیمو، امواج فراصوت و اتانول، تعداد زیادی از مشتقات پیرولیدینون از مواد اولیه ساده و در دسترس تهیه شده است. از جمله ویژگی‌های این روش جدید می‌توان به استفاده از جوهر لیمو (سیتریک اسید) به عنوان کاتالیزگر و افزودنی سبز، اتانول به عنوان حلال سبز و امواج فراصوت به عنوان انرژی سبز اشاره کرد.

از ویژگی‌های مهم دیگر این پژوهش، تهیه مشتقات پیرولیدینون با بازده بالاتر، زمان کوتاه‌تر و جداسازی و خالص سازی آسان محصول است.

این کار پژوهشی، به عنوان بخشی از رساله دکتری تخصصی شیمی آلی حمیده آهنکار به راهنمایی پروفسور دکتر علی رمضانی استاد شیمی دانشگاه زنجان به انجام رسیده است.

نتایج این پژوهش که به عنوان بخشی از رساله دکتری تخصصی شیمی آلی حمیده آهنکار به راهنمایی پروفسور دکتر علی رمضانی استاد شیمی دانشگاه زنجان به انجام رسیده، در مجله شیمی سبز (Green Chemistry) از معتبر‌ترین مجلات تخصصی شیمی سبز جهان به چاپ رسیده است، این مجله توسط Royal Society of Chemistry منتشر می‌شود. انتشار این مجله در سال 1999 میلادی آغاز شده است و هدف آن ایجاد، گسترش و ارتقای علوم و فناوری‌های سبز در زمینه شیمی است.

انتهای پیام