"Тенденции на научното развитие във ФХФ Зелени аспекти от научните изследваня във ФХФ Йонни течности като алтернатива на конвенционалните органични разтворители Милен Богданов Катедра по органична химия и фармакогнозия www.eufunds.bg Проект BG05M2OP0012.0090028 "Постигане на оптимална среда за обучение, научни изследвания, иновации и устойчиво развитие на човешкия капитал в сферата на химическите науки: Адаптиране на образованието днес за утрешния ден", финансиран от Оперативна програма Наука и образование за интелигентен растеж, съфинансирана от Европейския съюз чрез Европейските структурни и инвестиционни фондове.
Йонни течности в SCOPUS 6000 5000 > 40 к научни публикации за периода 20062016 г.!!! 4000 3000 2000 1000 0 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
Какво представляват йонните течности? Йонни течности е общото наименование на клас от течни под 100 C съединения съставени изцяло от йони. Твърдо йонно съединение NaCl, m. p. = 803 о С Симетричен анион Симетричен катион Несиметричен катион Йонна течност 1ethyl3methylimidazolium chloride m. p. = 7779 о С
Какво представляват йонните течности? Заместител Катион _ Анион Х R F N F B F F F F F P F F F R CH 3 COO N R R N NN N R Алифатен N / Артоматен CF 3 COO с различна R R R дължина Линеен / Разклонен O R R R Хирален / Ахирален O Функционализиран N S N O / Неутралаен N R N F S R S R 3 C O O CF N 3 O O N N R R R R H 3 C O R R P S O R R O O N R S O O R R O
Какво представляват йонните течности? > 10 15!!!!!! Огромен брой възможни комбинации различна дължина линеен/разклонен хирален/ахирален функционализиран N R N N N N R chalide PF 6 BF 4 Tf 2 N AlCl 4 CF 3 SO 3 etc. NO 3
Свойства и приложение на ЙТ пренебрежимо ниско парно налягане Невъзпламеняемост Висока термична и механична стабилност Електрохимична стабилност Настройващи се свойства Рециклиране Ниска токсичност Биосъвместимост и биоразградимост Приложение Синтез Катализ Електрохимични пси Аналитична химия Нанотехнологии Разделителни процеси
Твърдотечни екстракции с ЙТ Lapkin et al. (2006) Comparative assessment of technologies for extraction of artemisinin. J Nat Prod 69(11):165364. Екстракциите с ЙТ осигуряват значително повисоки добиви и редукция на екстракционните времена и консумация на разтворител
Началото Органичен синтез 2010 г. Изолиране и анализ на ПС Йонни течности Синтез и свойства
Като резултат стартирахме проект с цел въвеждане на ЙТ вместо органични разтворители при екстракция на ПС от растителни вещества Органични разтворители Йонни течности
Екстракция на природни съединения с йонни течности глауцин Sep. Purif. Technol. 2012 Валеренови киселини Planta Medica 2015 галантамин Sep. Sci. Technol. 2016
Quantification of galantamine in L. aestivum (summer snowflake) 5 g weighted samples from different plant organs were macerated with 100 ml of ethanol for 72 h and continuously extracted in ultrasonic bath for 5 h. Extracts were filtered and the solvent was evaporated under vacuum and the residues were dissolved in 30 ml of 2% sulfuric acid and defatted with diethylether (5x40 ml). After that, the aqueous layers were basified with 25% ammonia to ph 9.510 and the alkaloids were extracted with chloroform (3 x 50 ml). After evaporation of the organic solvent, the dried extracts were dissolved in 5 ml of methanol. 72 5 1 0.5 2 0.5 = 81 h Petruczynik et al. (2016) J. liq. Chrom. Rel. Tech. 39, 574 579.
Quantification of galantamine in L. aestivum (summer snowflake) A known mass of plant material (size of particles 0.250.4 mm, ) was extracted for 1h at room temperature with 5% [C 4 C 1 im]cl (solid liquid ratio 1:30) in an open to the atmosphere roundbottomed flask. The resulted extracts were filtered in a graduated flasks, diluted to 50 ml with deionized water and were directly subjected to analysis. Sep. Sci. Technol. 2016
Bogdanov & Svinyarov, Sep. Purif. Technol. 103 (2013) 279 288 Механизъм на екстракция с ЙТ Повишените екстрационни добиви при екстракциите с ЙТ могат да се отдадат на способността на ЙТ да разрушават клетъчните структури и да модифицират пропускливостта им посредством образуване на водородни връзки с въглехидратите от клетъчните стени.
Дизайн на цялостен процес Bogdanov et al. Sep. Purif. Technol. 155 (2015) 13 19
Течнотечни икстракции с ЙТ водни двуфазни системи (ABS) фдфд Формиране на ILbased ABS
Течнотечни eкстракции с ЙТ водни двуфазни системи (ABS) фдфд Sci. Works 2015
Течнотечни eкстракции с ЙТ водни двуфазни системи (ABS) фдфд Processes 2015
Хидрофобни йонни течности M. Matsumoto et al.(2004) Sep. Purif. Technol. 40, 97 101 Martak & Schlosser (2007) Sep.Purif.Technol. 57, 483 494 Olivera et al. (2012) Sep. Purif. Technol. 85, p.137
Вторична структура на йонни течности Gordon et al. (1998) J. Mater. Chem. 8, 2627 Pernaket al. (2005) Chem. Eur. J. 11, p. 4441
Greaves & Drummond (2013) Chem. Soc. Rev.42, p.1096 Вторична структура на йонни течности
Tonova, I.Svinyarov, M. Bogdnaov (2014) Sep. Purif. Technol. 3991 3998 Хидрофилност vs. Хидрофобност
Екстракция на млечна киселина с йонни течности Tonova, I.Svinyarov, M. Bogdnaov (2014) Sep. Purif. Technol. 3991 3998
И накрая... Екипът фдфд Милен Богданов Иван Свиняров Розалина Керемедчиева Десислава Петкова Станимира Христева Гергана Леткарска
В заключение
"Тенденции на научното развитие във ФХФ www.eufunds.bg Проект BG05M2OP0012.0090028 "Постигане на оптимална среда за обучение, научни изследвания, иновации и устойчиво развитие на човешкия капитал в сферата на химическите науки: Адаптиране на образованието днес за утрешния ден", финансиран от Оперативна програма Наука и образование за интелигентен растеж, съфинансирана от Европейския съюз чрез Европейските структурни и инвестиционни фондове.