Studenter utvecklade grön kemilaboration - ledde till publicering 

Viktor Nykvist, Wafa Qasim (som arbetar i bakgrunden) och Philip Josephson har blivit publicerade i den vetenskapliga tidskriften Journal of Chemical Education.
Publicerad 2019-07-17

Tre kemistudenter utvecklade en ”grön” laboration i organisk kemi som en del av sitt kandidatprojekt och har blivit publicerade i den vetenskapliga tidskriften Journal of Chemical Education.

Tre CBH-studenter, Philip Josephson, Viktor Nykvist och Wafa Qasim, har modifierat en vanlig studentlaboration i organisk kemi som en del av sitt kandidatarbete och även infört den i undervisningen. Ändringarna gjordes efter de ”12 principer för grön kemi” som designats för att göra kemiska processer och produkter mer miljövänliga och hållbara.

– Vi utgick från en äldre syntes av Lidokain som redan var etablerad men som hade dålig efterlevnad av principerna, säger Philip Josephson.

Wafa Qasim.

Syntes av bedövningsmedlet Lidokain är en populär laboration i organisk syntes som används vid många universitet. Att studenterna skulle ta sig an just detta arbete var inget de först hade planerat.

– Det vi gjorde var något nytt. Det någonting bra och vi upptäckte att organisk kemi är jätteroligt. Vi visste inte att vi skulle kolla på de här aspekterna från början. Vår handledare Peter Dinér öppnade våra ögon för organisk kemi. Vi visste inte jättemycket om hur man egentligen utvecklar en syntesprocedur innan, säger Wafa Qasim.

Studenterna utgick endast från ett löst definerat projekt. Därifrån fick de självständigt utveckla projektet genom att analysera de 12 principerna för grön kemi som tagits fram av de amerikanska forskarna Paul T. Anastas och John Warner och som numera utgör en naturlig del inom organisk kemi, både inom undervisning och industrin.

Studenterna förbättrade standardproceduren på flera sätt, såsom en lägre reaktionstemperatur, utbyte av lösningsmedel, färre ekvivalenter av startmaterialet genom användandet av en oorganisk bas, samt användandet av kaliumjodid som katalysator för att främja en Finkelsteinreaktion, vilket ökade reaktionens energieffektivitet.

Philip Josephson.

– Vi lyckades sänka andelen kemikalier och temperaturen, och därmed energiåtgången. Vi lyckades också byta ut en del petroleumbaserade lösningsmedel i den ursprungliga syntesen mot biobaserade, säger Philip Josephson.

På inrådan av sin handledare skrev de en artikel om sitt arbete som godtogs för publicering i den vetenskapliga tidskriften Journal of Chemical Education.

Studenterna deltog också i implementeringen av processen i en kurs i organisk kemi i grundutbildningen. Responsen från studenterna som genomförde kurslaborationen var positiv och en enkät visade att studenterna upplevde att de fick ökad förståelse för grön kemi, samtidigt som deras intresse för organisk kemi ökade.

 Det kändes som att det vi gjort varit värt det, säger Philip Josephson.

– En förbättring ur hälsosynpunkt var också att vi bytte ut en laboration som använde en starkt tårbildande kemikalie, som fungerar som tårgas. Den är inte är farligt att andas in men som kan vara väldigt irriterande, säger Viktor Nykvist.

Viktor Nykvist.

Grön kemi och hållbar utveckling har blivit viktiga ämnen även inom undervisningen av framtida kemiingenjörer. I den publicerade artikeln beskrivs ett sätt att göra implementeringen av grön och hållbar kemi mer effektivt genom att låta studenter inom grundutbildningen utveckla gröna kemiexperiment som en del av sina examensarbeten.

– Den här typen av kvalitetsutveckling är för ”enkel” för doktorander, medan kandidatstudenter har tid att genomföra den samtidigt som det är en bra träning för en framtida karriär, säger Viktor Nykvist.

Kandidatarbetet har gett dem erfarenhet av att tänka i större sammanhang och värdefulla kunskaper inför yrkeslivet, där grön kemi får allt större betydelse.

– Det är absolut nödvändigt. Mänskligheten är beroende av storskalig kemisk industri i mycket som vi tar för givet och som människor inte är medvetna om. Om vi vill behålla det behöver vi fortsätta att bygga på kemiindustrins hållbara utveckling, säger Philip Josephson.

– Det är också bra med tanke på om man vill starta eget företag, att veta vilka aspekter som är mindre farliga när det gäller exempelvis lösningsmedel, säger Wafa Qasim.

En annan behållning har varit att skapa något som fortsätter att användas i grundutbildningen. Studenterna hoppas att fler ska vilja arbeta med att utveckla kurslaborationer åt ett grönare håll.

– Nu gissar jag att idén är ute. Det är roligt och jag tror att vi kan inspirera andra professorer att göra samma sak och be andra kandidatstudenter att börja utveckla nya synteser, säger Philip Josephson.

Text: Sabina Fabrizi

De 12 principerna för grön kemi

  1. Undvik avfall.
  2. Designa säkrare kemikalier och produkter.
  3. Designa mindre riskfyllda kemiska synteser.
  4. Använd förnybara råmaterial.
  5. Använd katalysatorer, inte stökiometriska reagenser.
  6. Undvik kemiska derivat.
  7. Maximera atomekonomin.
  8. Använd säkrare lösningsmedel och reaktionsförhållanden.
  9. Öka energieffektiviteten.
  10. Designa kemikalier och produkter som kan degraderas efter användning.
  11. Analysera i realtid för att förhindra föroreningar.
  12. Minimera olyckspotentialen.

Källa: American Chemical Association

Innehållsansvarig:Kenneth Carlsson
Tillhör: Skolan för kemi, bioteknologi och hälsa (CBH)
Senast ändrad: 2019-07-17