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.
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.