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

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.