پژوهشگران دانشگاه قم با استفاده از عصاره‌ی دانه‌های کاکائو، اقدام به ساخت نانوذرات کردند. این نانوذرات را می‌تواند به عنوان کاتالیستی ناهمگن، پایدار و با قابلیت استفاده‌ی مجدد در فرایند تولید مواد و ترکیبات آلی بکار گرفت.
قم: استفاده از عصاره دانه‌ی کاکائو در ساخت نانوذرات کاتالیستی
اگرچه برای انجام هر واکنش آلی، گستره‌ی بسیار وسیع و متنوعی از واکنشگرها وجود دارد، اما همواره واکنشگرهای جدید و روش‌های نوین مورد استقبال و توجه شیمیدانان بوده است. از طرفی به دلیل تأثیر مستقیم صنایع شیمیایی بر محیط زیست، محققان به دنبال روش‌هایی هستند که آلودگی شیمیایی کمتر و سازگاری زیست محیطی بیشتری داشته باشند.
به گفته‌ی دکتر محمود نصرا…زاده، در این طرح، نانوذرات اکسید مس/ پالادیوم (Pd/CuO) با استفاده از عصاره‌ی دانه‌های گونه‌ای کاکائو (Theobroma cacao L) و به روشی ساده و ارزان تولید شده که می‌تواند به عنوان یک کاتالیست ناهمگن مورد استفاده قرار گیرد.
وی در ادامه افزود: «سنتز نانوذرات به روش پیشنهادی، بر خلاف سنتز شیمیایی، به علت عدم استفاده از حلال‌ها و واکنشگرهای سمی و یا عوامل کاهنده و پایدارکننده‌ی شیمیایی، بر طبق استانداردهای جهانی شیمی سبز است. لذا کاربرد این روش در راستای گسترش استفاده از عصاره‌ی گیاهان و میوه‌ها به عنوان عوامل کاهنده و پایدارکننده‌ی طبیعی از اهمیت بالایی برخوردار است.»
از سویی دیگر، این نانوذرات به عنوان یک کاتالیست ناهمگن، کاربردهای ویژه‌ای در انواع واکنش‌های شیمیایی سنتز مواد آلی و ترکیبات فعال زیستی خواهد داشت. قابلیت بازیافت و استفاده‌ی مجدد این کاتالیست گامی مؤثر در جهت حفظ محیط زیست و جلوگیری از آلودگی آن خواهد بود. یکی از مشکلات استفاده از کاتالیست‌های همگن در واکنش‌های آلی این است که امکان بازیافت آن وجود ندارد.
به گفته‌ی نصرا…زاده، در این طرح، نانوذرات تولید شده به عنوان کاتالیست در واکنش جفت شدن هک (Heck) و کاهش ۴-نیتروفنول استفاده و بررسی شده است. با استفاده از این کاتالیست در واکنش هک، مشکلاتی همچون راندمان پایین واکنش، استفاده از مقادیر زیاد کاتالیست، لیگاندهای سمی و خطرناک و عدم قابلیت بازیافت کاتالیست بر طرف شده است.
در آزمایش‌های صورت گرفته مشخص شده که پس از هر بار استفاده، بیش از ۹۸% کاتالیست به راحتی بازیافت شده و بدون کاهش محسوس در راندمان، به صورت متوسط تا ۶ بار قابلیت استفاده‌ی مجدد را دارد. از طرفی بعد از اتمام واکنش، این کاتالیست از طریق صاف کردن از مخلوط واکنش جدا شده و می‌توان آن را با آب و اتانول شستشو داده شده و خشک نمود.
نتایج این تحقیقات در مجله‌ی Journal of Colloid and Interface Science (جلد ۴۴۸، شماره ۱، سال ۲۰۱۵، صفحات ۱۰۶ تا ۱۱۳) منتشر شده و از همکاری دکتر محمود نصرا…زاده، دکتر اکبر رستمی ورتونی، اعضای هیأت علمی دانشگاه قم، دکتر مجتبی باقرزاده، عضو هیأت علمی پژوهشکده‌ی مواد اصفهان، و سید محمد سجادی، پژوهشگر شیمی آلی و فیتوشیمی دانشگاه سوران عراق، حاصل شده است.
به گفته‌ی دکتر محمود نصرا…زاده، در این طرح، نانوذرات اکسید مس/ پالادیوم (Pd/CuO) با استفاده از عصاره‌ی دانه‌های گونه‌ای کاکائو (Theobroma cacao L) و به روشی ساده و ارزان تولید شده که می‌تواند به عنوان یک کاتالیست ناهمگن مورد استفاده قرار گیرد.
وی در ادامه افزود: «سنتز نانوذرات به روش پیشنهادی، بر خلاف سنتز شیمیایی، به علت عدم استفاده از حلال‌ها و واکنشگرهای سمی و یا عوامل کاهنده و پایدارکننده‌ی شیمیایی، بر طبق استانداردهای جهانی شیمی سبز است. لذا کاربرد این روش در راستای گسترش استفاده از عصاره‌ی گیاهان و میوه‌ها به عنوان عوامل کاهنده و پایدارکننده‌ی طبیعی از اهمیت بالایی برخوردار است.»
از سویی دیگر، این نانوذرات به عنوان یک کاتالیست ناهمگن، کاربردهای ویژه‌ای در انواع واکنش‌های شیمیایی سنتز مواد آلی و ترکیبات فعال زیستی خواهد داشت. قابلیت بازیافت و استفاده‌ی مجدد این کاتالیست گامی مؤثر در جهت حفظ محیط زیست و جلوگیری از آلودگی آن خواهد بود. یکی از مشکلات استفاده از کاتالیست‌های همگن در واکنش‌های آلی این است که امکان بازیافت آن وجود ندارد.
به گفته‌ی نصرا…زاده، در این طرح، نانوذرات تولید شده به عنوان کاتالیست در واکنش جفت شدن هک (Heck) و کاهش ۴-نیتروفنول استفاده و بررسی شده است. با استفاده از این کاتالیست در واکنش هک، مشکلاتی همچون راندمان پایین واکنش، استفاده از مقادیر زیاد کاتالیست، لیگاندهای سمی و خطرناک و عدم قابلیت بازیافت کاتالیست بر طرف شده است.
در آزمایش‌های صورت گرفته مشخص شده که پس از هر بار استفاده، بیش از ۹۸% کاتالیست به راحتی بازیافت شده و بدون کاهش محسوس در راندمان، به صورت متوسط تا ۶ بار قابلیت استفاده‌ی مجدد را دارد. از طرفی بعد از اتمام واکنش، این کاتالیست از طریق صاف کردن از مخلوط واکنش جدا شده و می‌توان آن را با آب و اتانول شستشو داده شده و خشک نمود.
نتایج این تحقیقات در مجله‌ی Journal of Colloid and Interface Science (جلد ۴۴۸، شماره ۱، سال ۲۰۱۵، صفحات ۱۰۶ تا ۱۱۳) منتشر شده و از همکاری دکتر محمود نصرا…زاده، دکتر اکبر رستمی ورتونی، اعضای هیأت علمی دانشگاه قم، دکتر مجتبی باقرزاده، عضو هیأت علمی پژوهشکده‌ی مواد اصفهان، و سید محمد سجادی، پژوهشگر شیمی آلی و فیتوشیمی دانشگاه سوران عراق، حاصل شده است.
