Objavljeno: 01.06.2016. 14:05

Novi rad u časopisu Environmental Science & Technology

Inovativan pristup identifikaciji organskih spojeva u atmosferi

Znanstvena suradnica IRB-a, dr. sc. Sanja Frka Milosavljević iz Laboratorija za biogeokemiju mora i atmosfere, Zavoda za istraživanje mora i okoliša, objavila je u uglednom časopisu Environmental Science & Technology (IF 5.33) rad Quantum chemical calculations resolved identification of methylcatechols in atmospheric aerosols

Slika rada

Slika rada

Rad je rezultat suradnje dr. Frka Milosavljević sa znanstvenicima iz Kemijskog Inštituta, Ljubljana, Slovenija u sklopu NEWFELPRO Marie Curie FP7-PEOPLE-2011-COFUND projekta (Europska komisija - MZOŠ).

Metil-nitrokateholi su skupina potencijalno toksičnih nitroaromatskih spojeva. Nalaze se u atmosferi kao posljedica antropogenog zagađenja.

Također nastaju in-situ sekundarnim procesima izgaranjem biomase. Metil-nitrokateholi su u značajnom udjelu zastupljeni u ukupnom organskom materijalu atmosferskih čestica (aerosola). Smatraju se važnim sastavnicama organske tvari atmosfere koja apsorbira Sunčevo zračenje (tzv. brown carbon) i tako utječe na njezino zagrijavanje te posljedično i na klimatske promjene.

U ovom radu je predstavljen novi teoretsko – eksperimentalni pristup u identifikaciji te istraživanjima stvaranja i transformacije metil-nitrokatehola u atmosferi. Primijenjene su ab initio kemijske kalkulacije u predviđanju pogodnog reakcijskog puta nastajanja metil-nitrokatehola mehanizmom elektrofilne supstitucije u vodenoj fazi.

Teoretska predviđanja ukazala su na značajnu vjerojatnost nastajanja 3-metil-4-nitrokatehola - spoja koji do sada nije bio detektiran u atmosferi, te vrlo malu vjerojatnost nastajanja 3-metil-6-nitrokatehola - spoja poznatog u organskoj kemiji atmosfere. Kompleksnim analitičkim pristupom (LC-MS/MS, HRMS, 1H NMR, 13C NMR, 2D NMR) uz primjenu komercijalno dostupnih te de novo sintetiziranih standarada, po prvi puta je identificiran i kvantificiran 3-metil-4-nitrokatehol u atmosferskim aerosolima. S druge strane pokazano je i da su dosadašnja istraživanja metil-nitrokatehola u atmosferskim uzorcima pogrešno navodila na zaključak o postojanju 3-metil-6-nitrokatehola.

Time je indirektno potvrđena elektrofilna supstitucija kao mehanizam nastajanja metil-nitrokatehola u vodi atmosfere. U isto vrijeme, rad ukazuje i na važnost temeljite identifikacije novih organskih spojeva u okolišu da bi se bolje razumjeli njihovi izvori te mehanizmi nastajanja i daljnje transformacije.