姜黄素缩写Cm,是姜黄植物中的天然物质。它具有各种药物优势,例如抗氧化剂,抗炎和抗菌性质。另外,其化学结构使其适用于聚合物形成,塑料生产过程中的关键功能。因此,姜黄素是在制备塑料时使用的毒性前体研究的理想样本材料。
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双酚A,或双酚A,作为一种内分泌干扰物,对健康有一定的有害影响。BPA与癌症、不孕症、糖尿病和肥胖等不良状况之间的相关性是健康和化学工程领域的一个主要研究课题。此外,当今的塑料制造导致环境退化,数十万吨微型塑料污染了世界各地的自然栖息地。
为了实现可持续发展和循环经济模式,意大利巴里大学的研究人员用姜黄素作为前体材料合成了一种可再生的可替代双酚a的塑料。
合成双酚A的可再生替代品
意大利研究小组的目标是制造一种新型的生物基聚碳酸酯,它将取代塑料中的有毒BPA。为了做到这一点,科学家们开发了一个两步程序来创造这种可重复使用的聚碳酸酯替代品。首先,对双酚a聚碳酸酯进行解聚,得到中间产物碳酸二苯酯。
其次,该团队使用姜黄素(CM)及其四氢化形式(THCM)对碳酸二苯酯进行了熔融酯交换,得到了生物基聚碳酸酯CM- pc和THCM- pc。THCM也被用作聚碳酸酯合成过程中的单体,因为它具有CM的化学结构,与BPA的合成相当,但不具有CM不理想的饱和黄色。
此外,使用各种先进的实验室方法对每种聚碳酸酯的聚合反应、分子特征和光学性质进行了分析。除了高效薄层色谱法和凝胶渗透色谱法外,研究团队还对CM-PC和THCM-PC进行了多种光谱分析。
特别是,研究者对核磁共振(NMR)进行了核磁共振(NMR)以分析其合成产品的分子结构,采用Bruker(Billerica,MA,USA)500MHz光谱仪。NMR也用于中间阶段,以确认在四氢Cm以形成THCM之后存在未舒张的羰基。通过考虑到残留同位素杂质,分析来自CM-PC和THCM-PC的得到的光谱。使用1H-NMR光谱与UV-Vis-Nir和IR光谱一起表征所得聚合物,其每种潜在溶液的潜在溶液均匀地进行了潜在的BPA。结果表明CM-PC和THCM-PC中成功的聚合速率。
姜黄素作为一种环保的塑料生产材料具有潜力
本研究通过反式聚合将废塑料BPA-PC转化为天然类似聚合物。因此,BPA被清洁、可再生且无毒的单体所取代。此外,这些聚碳酸酯可以再加工和再利用,从而使BPA以高纯度回收,以便再次进一步转化。这种化学循环对建立更可持续的塑料生产工艺很有价值。
巴里大学的研究人员承认使用姜黄素的这种合成过程是昂贵的,然而,在政治和社会实体的支持下,姜黄素可以降低到更经济的价格。科学家们支持提高消费者日常生活和健康中的环境敏感性,并在国际范围内改变以生态为重点的政策,从而降低姜黄(姜黄素的来源)的成本。基于生物的聚合物合成具有循环经济的潜力,致力于减少和回收废物,以及自然环境和生活在其中的人们的健康。
Bruker的Avance系列NMR光谱仪是聚合物研究和开发的关键工具箱。无与伦比的探针组合使研究人员能够迅速适应新趋势,并如本文所述,验证新型聚合物的分子结构。
参考
- deleo,v。; casiello,m ;;Deluca,G .;cotugno,p .;catucci,l .;nacci,a .;Fusco,C .;D'Accolti,L.与姜黄素合成新的生物化聚碳酸酯,以替代双酚A和再循环二苯基碳酸酯作为循环经济的实施例。聚合物2021,13,361。https://doi.org/10.3390/polym13030361
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