نانو محک بهبود
نانو کاتالیست ،بازیافت،دارو،جواد صفری ، لیلا جوادیان ،نانو محک بهبود،کاشان

کاشان:کاهش چشمگیر زمان فرایند با نانوکاتالیست‌های غیرسمی

پژوهشگران دانشگاه کاشان، جهت تهیه‌ی ترکیبات دارویی اقدام به ساخت نانوکاتالیستی قابل بازیافت نموده‌اند. معرفی نانوکاتالیستی غیرسمی، ارزان و با روش ساخت آسان به منظور افزایش بازده و کاهش بسیار زیاد زمان واکنش از دستاورد اصلی این پژوهشگران است. تولید این نانوکاتالیست در مرحله‌ی آزمایشگاهی است.

مشتقات کرومن در گروه داروهای ضدالتهاب و ضدسرطان قرار دارند. بسیاری از شیوه‌های گزارش شده در تهیه‌ی این ترکیبات دارویی شامل استفاده از کاتالیست‌های سمی با کاربردهای محدود است. از دیگر مشکلات این فرایندها زمان طولانی واکنش معرفی شده است. بنابراین ایجاد روشی ساده، کارامد و بدون ایجاد آلودگی‌های زیست محیطی برای تولید این مشتقات اهمیت زیادی دارد.
به گفته‌ی لیلا جوادیان، دانشجوی دکتری شیمی آلی دانشگاه کاشان، در این کار پژوهشی از نانو‌ذرات مغناطیسی اکسید آهن عامل‌دار شده در ساخت نانوکاتالیست قابل بازیافت استفاده شده است. کاربرد اصلی این کاتالیست در تهیه‌ی مشتق‌های کرومن بوده که دارای خواص دارویی ویژه‌ای هستند.
این محقق با اشاره به مزیت‌های این نانوکاتالیست افزود: «با کاربرد این محصول نیاز به استفاده از کاتالیست‌های گران و سمی، که آثار مخرب زیست محیطی به دنبال دارند، رفع می‌شود. به نظر می‌آید به دلیل آسانی فرایند تهیه‌ی نانوذرات اکسید آهن و استفاده از کیتوسان که بسپاری طبیعی و در دسترس است، قابلیت تجاری شدن این نانوکاتالیست مغناطیسی دور از انتظار نیست.»
نانوکاتالیست پیشنهادی نسبت به بسیاری از کاتالیست‌های مطرح شده در سال‌های اخیر، ارزان‌تر بوده و تعداد مراحل تهیه‌ی کمتری دارد. به عبارتی هزینه‌ی فرایند تولید دارو کاهش می‌یابد. از طرفی با توجه به تثبیت کیتوسان بر روی نانوذرات اکسید آهن در مقیاس نانو، سطح فعال کاتالیست افزایش یافته است. این امر افزایش سرعت واکنش را در پی دارد. لازم به ذکر است که کیتوسان بسپاری طبیعی است، که عدم سمیت و عدم آلودگی محیط زیست و کاهش اثرات جانبی از ویژگی‌های منحصر به فرد آن است.
این گروه پژوهشی، بررسی قابلیت کاتالیستی این نانوذرات را در تهیه‌ی سایر ترکیب‌های آلی در دستور کار خود دارد.
جوادیان همچنین مراحل ساخت و ارزیابی این نانوکاتالیست پیشنهادی را این‌گونه شرح داد: «در ابتدا ترکیب‌های کرومن که فعال زیستی هستند، در شرایط حرارتی تهیه شدند. سپس به منظور بالا بردن بازده و کاهش زمان این واکنش، به دنبال راهی برای رفع کاستی‌ها و محدودیت‌های تهیه‌ی مشتق‌های کرومن برآمدیم. اغلب کاتالیست‌های مورد استفاده توسط سایر پژوهشگران، کاتالیست‌های بازی و چند مورد اسیدی بودند. از این‌رو برای عامل‌دار کردن نانو ذرات اکسید آهن، کیتوسان انتخاب شد. کیتوسان بسپاری چند عاملی است که دارای گروه‌های هیدروکسیل نوع اول و دوم و هم‌چنین گروه‌های آمینی است. بنابراین می‌تواند با پیوند هیدروژنی و همچنین با استفاده از ویژگی بازی گروه‌های آمینی سطح خود، سرعت واکنش مذکور را به خوبی افزایش دهد.»
نتایج این تحقیقات حاکی از این است که نانوکاتالیست مغناطیسی اکسید آهن –کیتوسان، بازده بالاتری نسبت به سایر کاتالیست‌های گزارش شده در تهیه‌ی مشتق‌های کرومن دارد. سایر کاتالیست‌ها محدودیت‌هایی از جمله عدم قابلیت بازیابی، سمیت، بازده کمتر و سختی فرایند جداسازی را در پی دارند. در حالی‌که نانوکاتالیست ساخته شده دوست‌دار محیط زیست بوده و واکنش را مطابق با اصول شیمی سبز پیش می‌برد. بازیابی نانوکاتالیست به آسانی و تنها با اعمال یک میدان مغناطیسی خارجی قابل انجام است.
زمان واکنش کوتاه با تثبیت مقدار کمی از کیتوسان بر روی نانو ذرات مغناطیسی آهن اکسید از دیگر مزایای استفاده از نانو‌کاتالیست مطرح شده است. دلیل آن را می‌توان افزایش سطح فعال کاتالیست بر اثر تثبیت کیتوسان دانست. به عبارت دیگر در واحد سطح نانوذرات، تعداد زیادی از عامل‌های هیدورکسیل و آمین مربوط به کیتوسان قرار دارند. همین گروه‌های عاملی سبب عملکرد کاتالیستی بهتر واکنش تهیه‌ی مشتق‌های کرومن می‌شود.
این کار تحقیقاتی حاصل همکاری لیلا جوادیان و دکتر جواد صفری- عضو هیأت علمی دانشگاه کاشان- است که نتایج آن در مجله‌ی Ultrasonics Sonochemistry (جلد 22، شماره 1، سال 2015، صفحات 341 تا 348) منتشر خواهد شد.

 

ستاد ویژه فناوری نانو

دیدگاه خود را ارسال نمایید

ما را دنبال کنید