En

Разработаны полимеры для растворения органики в воде

Ученые СПбГУ представили полимерные поверхностно-активные вещества, способные повышать растворимость масел, жиров и других органических соединений в воде. Эти вещества делают возможным проведение химических реакций с водой как единственным растворителем, и могут заменить органические растворители, которые часто опасны для окружающей среды. Также синтезированные мицеллы обладают бактерицидными свойствами, что позволяет применять их при создании обеззараживающих средств.
144 просмотров
Разработаны полимеры для растворения органики в воде

Ученые разработали полимерные ПАВы, которые повышают растворимость масел, жиров и другой органики в воде. В присутствии этих полимеров можно осуществлять химические превращения, используя воду как единственный растворитель. Такие вещества способны заменить применяемые в промышленности органические растворители, большинство из которых опасны для окружающей среды. Например, с их помощью можно эффективно и экологически безопасно очищать сточные воды. Результаты исследования, поддержанного грантом Президентской программы Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects.

Органические растворители активно используются в промышленности и в лабораториях для растворения различных соединений и проведения химических реакций, например, разведения лаков и красок, очистки поверхностей и химического синтеза. Однако более 80% таких веществ опасны для окружающей среды, поэтому ученые ищут экологически чистую альтернативу. Наиболее простой и безопасный растворитель в мире — это обычная вода, но многие вещества — например, жиры, масла, керосин — нерастворимы в ней. Чтобы использовать воду в качестве растворителя при работе с этими соединениями, используют поверхностно-активные вещества (ПАВ). Молекулы ПАВ состоят из двух частей: нерастворимой в воде, которая взаимодействует с жирами, и растворимой, которая взаимодействует с водой. Благодаря такому строению ПАВ помогают смешивать обычно невзаимодействующие вещества, например воду и масла. Поэтому ученые стремятся разработать ПАВ, которые бы имели структуру, обеспечивающую максимально быстрое и эффективное растворение в воде малорастворимых соединений, а также рассматривают способы проведения химических реакций в воде с такими малорастворимыми соединениями.

Ученые из Санкт-Петербургского государственного университета (Санкт-Петербург) совместно с коллегами из Института экспериментальной медицины РАН (Санкт-Петербург) синтезировали высокомолекулярные поверхностно-активные вещества — полимеризованные мицеллы. Уникальность полученных веществ заключается в том, что они способны работать при очень низких концентрациях в сравнении с синтетическими ПАВ, которые обычно используются исследователями, работающими в этой области. Авторы доказали это, попробовав с помощью полученных ПАВ разрушить в воде два разных сложных эфира. Оказалось, что в концентрациях на 50% меньше, чем те, в которых применяют промышленные ПАВ, эффективность процесса составила 90%. Интересно, что, когда брали более высокие концентрации реагента (сопоставимые с коммерческими), эффективность была ниже, чем при действии промышленного ПАВ.

Кроме того, ученые определили, что полимеризованные мицеллы имеют бактерицидные свойства — они подавляют рост золотистого стафилококка (Staphylococcus aureus). Эта опасная бактерия вызывает более 100 инфекционных заболеваний, например бронхит, менингит и пневмонию. Таким образом, полученные полимерные молекулы могут использоваться для получения новых антисептиков и веществ для обеззараживания патогенной микрофлоры в системах водоочистки и водоподготовки.

Петр Фетин, руководитель проекта, кандидат химических наук, доцент кафедры высокомолекулярных соединений Института химии Санкт-Петербургского государственного университета.

«Разрушение сложных эфиров — не единственная реакция, которую мы пытаемся осуществить с помощью предложенных полимеров в воде. Сейчас мы рассматриваем возможность использовать их для проведения органических реакций, широко используемых при разработке новых лекарств, а также иных промышленно значимых веществ. Такой „зеленый подход“ к проведению органических реакций может открыть целое направление в современной каталитической химии»

Источник:

Поделиться материалом:

En