Poznañ, 30 czerwca 2005
Informacje
Dnia 30 czerwca br. w salach Instytutu Technologii Drewna w Poznaniu odby³o siê VI Ogólnopolskie Sympozjum nt. Czwarto-rzêdowe sole amoniowe i obszary ich zasto-sowania w gospodarce. Organizatorami tego-rocznego Sympozjum byli: Instytut Techno-logii Drewna w Poznaniu, Wydzia³ Technolo-gii Chemicznej Politechniki Poznañskiej oraz Katedra Technologii i Ochrony rodowiska Wydzia³u Towaroznawstwa Akademii Ekono-micznej w Poznaniu.
Celem Sympozjum by³o przedstawienie najnowszych wyników badañ naukowych pro-wadzonych w zakresie czwartorzêdowych soli amoniowych oraz prezentacja zastosowañ pre-paratów rynkowych zawieraj¹cych tê grupê zwi¹zków. Czwartorzêdowe sole amoniowe stanowi¹ substancje sk³adowe wielu wyrobów bêd¹c czêsto tymi zwi¹zkami, których zasto-sowanie w procesie technologicznym lub jako sk³adnik aktywny danego wyrobu rynkowego, który okrela jego przeznaczenie i st¹d czêsto decyduje o jego jakoci. W odniesieniu do wyrobów rynkowych zwi¹zki te s¹ szczegól-nie odpowiedzialne za w³aciwoci antyelek-trostatyczne, bakteriobójcze i dezynfekcyjne produktów. Czwartorzêdowe sole amoniowe s¹ tak¿e stosowane jako substancje wspoma-gaj¹ce wiele procesów technologicznych, przyczyniaj¹c siê do poprawy otrzymywanych jakoci produktów oraz niektórych parame-trów technologicznych prowadzonych proce-sów jednostkowych. Szczególne zastosowanie zwi¹zki te znajduj¹ jako skuteczne rodki ochrony drewna, zabezpieczaj¹ce mury budyn-ków przed korozj¹ mikrobiologiczn¹ oraz jako
nowej generacji rozpuszczalniki organiczne okrelane mianem cieczy jonowych.
Sympozjum zgromadzi³o ok. 80 uczest-ników, którzy reprezentowali 9 politechnik, 2 uniwersytety, 2 uczelnie rolnicze, 2 medycz-ne, 1 ekonomiczn¹, 4 instytuty bran¿owe i 1 firmê konsultingow¹ czyli niemal wszyst-kich przedstawicieli polskiego rodowiska naukowego, zajmuj¹cego siê problematyk¹ czwartorzêdowych soli amoniowych i ich za-stosowaniami.
Sympozjum otworzy³ dyrektor Instytutu Technologii Drewna w Poznaniu doc. dr W³a-dys³aw Strykowski, który w imieniu organi-zatorów powita³ uczestników. W s³owie wstêp-nym doc. Strykowski przypomnia³ historiê dotychczasowych sympozjów z tego cyklu, które zosta³y zapocz¹tkowane w 1995 roku z inicjatywy ówczesnego dyrektora Instytutu,
p. prof. Edmunda Urbanika. Dyrektor Stry-kowski przedstawi³ cele tegorocznego Sym-pozjum oraz jego program naukowy. Mówca podkreli³ wielk¹ rolê jak¹ w praktyce gospo-darczej odgrywaj¹ czwartorzêdowe sole amo-niowe. Koñcz¹c swoje wyst¹pienie doc. Stry-kowski odczyta³ list gratulacyjny z Minister-stwa Gospodarki skierowany do uczestników Sympozjum a nastêpnie przekaza³ zebranym
¿yczenia owocnych obrad.
Po czêci oficjalnej dalsz¹ czêæ obrad poprowadzi³ bardzo sprawnie przewodnicz¹-cy Komitetu Naukowego prof. Juliusz Pernak.
Przygotowany przez organizatorów program Sympozjum sk³ada³ siê z trzech czêci. Pierw-sz¹ czêæ stanowi³y trzy sesje referatowe, któ-re obejmowa³y ³¹cznie 9 któ-referatów plenarnych
wyg³oszonych przez zaproszonych prelegen-tów. W drugiej czêci Sympozjum uczestnicy obejrzeli efektowne pokazy przygotowane przez pracowników Instytutu Technologii Drewna w Poznaniu ilustruj¹ce praktyczne wyniki swoich najnowszych badañ dotycz¹-cych ochrony drewna. Trzeci¹ czêæ Sympo-zjum stanowi³a sesja posterowa.
Pierwszy referat plenarny pt. Potencja³ terapeutyczny wybranych soli pirydynowych
wyg³osi³ prof. Jerzy Gêbicki z Instytutu Tech-niki Radiacyjnej Wydzia³u Chemicznego Po-litechniki £ódzkiej. Kluczow¹ rolê w biolo-gicznych procesach utleniania i redukcji od-grywaj¹ nukleotydy pirydynowe, które w re-akcjach enzymatycznych pe³ni¹ rolê koenzy-mów: dinukleotyd nikotynoamidoadeninowy (NAD+) i jego zredukowana forma dinukle-otyd 1,4-dihydro-nikotynoamidoadeninowy (NADH). Omawiaj¹c wyniki badaæ mechani-stycznych konwersji NADH = NAD+ oraz ich syntetycznych analogów XH = X+ z grupy czwartorzêdowych soli amoniowych, mówca przedstawi³ dzia³anie cytotoksyczne, przeciw-zapalne i przeciwdrobnoustrojowe soli N-al-kilopirydyniowych.
Kolejnym mówc¹ by³ prof. Jan Chlebicki z Instytutu Technologii Organicznej i Tworzyw Sztucznych Wydzia³u Chemicznego Politech-niki Wroc³awskiej, który wyg³osi³ referat pt.
Synteza i aktywnoæ powierzchniowa wielo-krotnych soli amoniowych. Czwartorzêdowe sole amoniowe ze wzglêdu na swoje w³aci-woci powierzchniowo czynne i biocydowe znajduj¹ szerokie zastosowanie w wielu kom-pozycjach u¿ytkowych. D³ugo³añcuchowe czwartorzêdowe sole amoniowe stanowi¹ te¿
najliczniejsz¹ grupê kationowych zwi¹zków powierzchniowo czynnych. Dotychczas stoso-wane s¹ g³ownie zwi¹zki z pojedynczym ³añ-cuchem alkilowym.
Prof. Urszula Domañska-¯elazna z Wy-dzia³u Chemicznego Politechniki Warszaw-skiej zaprezentowa³a pracê pt. Rozpuszczal-noæ i w³aciwoci termofizyczne soli alkilo-(2-hydroksyetylo)-dimetyloamoniowych.
Autorka przedstawi³a syntezê oraz charakte-rystykê przejæ fazowych czwartorzêdowych soli amoniowych z tej grupy zawieraj¹cych nastêpuj¹ce aniony: Br-, N(CN)2-, PF6-, BF4 -oraz N(CF3SO2)2-. Stwierdzono, ze rozpusz-czalnoæ badanych soli amoniowych, szcze-gólnie bromków, o wysokich temperaturach
topnienia zale¿y od temperatury topnienia i entalpii topnienia. Wykazano, ¿e krótszy pod-stawnik alkilowy w strukturze kationu zmniej-sza rozpuszczalnoæ omawianych zwi¹zków w wodzie i w alkoholach. Na podstawie wyni-ków przeprowadzonych badañ stwierdzono, ¿e niektóre z badanych zwi¹zków rokuj¹ nadzie-jê na zastosowanie jako dodatki w p³ynach do obróbki blach i metali oraz jako substancje czynne w preparatach do konserwacji drew-na. Nastêpny referat pt. Sole glikozyloamo-niowe i glikoamoglikozyloamo-niowe wyg³osi³ prof. An-drzej Winiewski z Wydzia³u Chemii Uniwer-sytetu Gdañskiego. Przedstawiaj¹c wyniki syn-tez tytu³owych zwi¹zków oraz badañ mikro-biologicznych mówca stwierdzi³, ¿e czwarto-rzêdowe sole amoniowe zawieraj¹ce reszty cukrowe sta³y siê przedmiotem badañ ich ak-tywnoci biologicznej, gdy¿ jako analogi na-turalnie wystêpuj¹cych zwi¹zków s¹ nietok-syczne i ulegaj¹ biodegradacji, a obecnoæ dodatniego ³adunku warunkuje ich przenika-nie przez b³onê biologiczn¹.
Kolejnym mówc¹ by³a dr Jadwiga Zabiel-ska-Matejuk z Instytutu Technologii Drewna w Poznaniu, która omówi³a wyniki swoich badañ dotycz¹cych Oddzia³ywania czwarto-rzêdowych soli amonowych na drewno. Au-torka omawiaj¹c wyniki badañ w³asnych stwierdzi³a, ¿e równowaga i kinetyka adsorp-cji na trocinach drzewnych zale¿y od struktu-ry chemicznej czwartorzêdowych soli amonio-wych. Najwiêksz¹ dynamik¹ adsorpcji charak-teryzuj¹ siê bis-czwartorzêdowe sole amonio-we z anionem chlorkowym jako przeciwjo-nem. Przebieg procesu adsorpcji soli amonio-wych na drewnie jest zgodny z modelem chemisorpcji.
Prezentacja ta zakoñczy³a pierwsz¹ czêæ referatów plenarnych.
Nastêpny punkt programu stanowi³ wspo-mniany ju¿ pokaz rodków ochrony drewna.
Bezporednio po nim, w drugiej czêci sesji plenarnej wyg³oszony zosta³ referat pt.
Czwartorzêdowe sole amoniowe 15 lat sto-sowania w budownictwie na terenie Polski
przygotowany wspólnie przez prof. Jerzego Wa¿nego z Instytutu Technologii Drewna w Poznaniu i prof. Krzysztofa Krajewskiego z Wydzia³u Technologii Drewna Szko³y G³ów-nej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie.
Rewolucja ekologiczna w ochronie obiektów
budowlanych przed degradacj¹ biologiczna jaka nast¹pi³a w po³owie lat osiemdziesi¹tych XX wieku spowodowa³a wyeliminowanie lub drastyczne ograniczenie stosowania
wiêkszo-ci dotychczas stosowanych preparatów bio-cydowych, których zadaniem by³o utrzyma-nie odpowiedutrzyma-niej jakoci mikrobiologicznej drewna i wyrobów z drewna oraz zapewnie-niem im d³ugotrwa³ego u¿ytkowania. Dotyczy to szczególnie zapewnienia odpowiednich za-bezpieczeñ konstrukcjom budowlanym. Sto-sowane wczeniej do tego celu z du¿ym po-wodzeniem takie preparaty biocydowe jak np.
polifenole, piêciochlorofenol alfachloro-naftalen, fluorki, fluorokrzemiany lub chro-miany oprócz swej bardzo du¿ej skutecznoci chronnej w stosunku do drewna wykazywa³y w mniejszym lub wiêkszym stopniu nieko-rzystny wp³yw na rodowisko naturalne. Z tego wzglêdu zwrócono uwagê na mo¿liwoæ za-st¹pienia ich przez czwartorzêdowe sole amo-niowe, które wczeniej znane by³y z ich
w³a-ciwoci dezynfekcyjnych. Obecnie produko-wane w Polsce preparaty biocydowe z tej gru-py i zalecane dostosowania w budownictwie stanowi¹ ju¿ oko³o 85% rodków ochrony drewna. Zdaniem autorów, ze wzglêdu na ogól-n¹ liczbê produkowanych obecnie w Polsce 33 preparatów z tej grupy istnieje potrzeba do-k³adniejszego sprecyzowania zakresu ich sto-sowania i przeznaczenia z uwzglêdnieniem ich sk³adu biocydowego i w³aciwoci technicz-nych.
Kolejnym prelegentem by³a prof. El¿bie-ta Grabiñska-SoEl¿bie-ta z Wydzia³u In¿ynierii ro-dowiska i Energetyki Politechniki l¹skiej w Gliwicach, która przedstawi³a pracê pt.
Ocena ryzyka rodowiskowego pochodz¹ce-go od czwartorzêdowych soli amoniowych.
Do oszacowania ryzyka rodowiskowego po-trzebne s¹ dane dotycz¹ce podatnoci substan-cji na rozk³ad biologiczny i ekotoksycznoci substancji, tzn. toksycznoci ostrej lub chro-nicznej. Dane dotycz¹ce ekotoksycznoci
s³u-¿¹ do wyznaczania przewidywanej wartoci stê¿enia danej substancji w rodowisku PNEC, tj. stê¿enia substancji, która nie wywo³uje szkodliwych skutków w odniesieniu do g³ów-nych przedstawicieli ³añcucha pokarmowego.
Nastêpnie wyznacza siê ilociow¹ zale¿noæ pomiêdzy stê¿eniem tej substancji nie
wywo-³uj¹cym negatywnego dzia³ania na biocenozê wodn¹ a przewidywanym stê¿eniem PEC tej
substancji w badanym ekosystemie. Zdaniem prelegentki mo¿na przyj¹æ, ¿e je¿eli iloraz PEC/PNEC jest mniejszy od jednoci, to sub-stancja taka nie stanowi zagro¿enia dla rodo-wiska. Je¿eli wartoæ tego ilorazu jest wiêk-sza od jednoci wówczas powinny zostaæ pod-jête odpowiednie dzia³ania z zakresu zarz¹dza-nia ryzykiem, które mai³yby na celu zmniej-szenie zagro¿enia. Przeprowadzona ocena ry-zyka zwi¹zanego z obecnoci¹ czwartorzêdo-wych soli amonoczwartorzêdo-wych w rodowisku wodnym wykaza³a, ¿e zwi¹zki te stanowi¹ zagro¿enie dla wód. Z tego wzglêdu wyznaczono bez-pieczne stê¿enia tych substancji, zdefiniowa-ne jako stê¿enia przy których 95% organizmów w wodzie jest chroniona.
Po tym wyst¹pieniu nast¹pi³a przerwa obiadowa a bezporednio po niej sesja poste-rowa. Prezentowane podczas sesji posterowej szczegó³owe doniesienia (³¹cznie 66 komuni-katy) dotyczy³y zagadnieñ obejmuj¹cych na-stêpuj¹ce dziewiêæ obszarów:
l Metody syntezy czwartorzêdowych soli amoniowych (9 komunikatów)
l W³aciwoci fizykochemiczne czwarto-rzêdowych soli amoniowych (9 komuni-katów)
l Stabilnoæ termiczna czwartorzêdowych soli amoniowych (4 komunikaty)
l W³aciwoci biologiczne czwartorzêdo-wych soli amonioczwartorzêdo-wych (8 komunikatów)
l Analiza czwartorzêdowych soli amonio-wych (4 komunikaty)
l Sole amoniowe jako katalizatory przenie-sienia fazowego (5 komunikatów)
l Ciecze jonowe i ich zastosowania w tech-nologii chemicznej (11 komunikatów)
l Czwartorzêdowe sole amoniowe i ich za-stosowanie w ochronie drewna (7 komu-nikatów)
l Inne zastosowania czwartorzêdowych soli amoniowych (9 komunikatów)
Po zakoñczeniu prezentacji posterowych odby³a siê trzecia czêæ sesji plenarnej w ra-mach której przedstawiono dwa referaty.
Pierwszy z nich by³ referat pt. Kataliza miê-dzyfazowa czy to ju¿ rutyna?, który zosta³ przedstawiony przez prof. Micha³a Fedoryñ-skiego z Wydzia³u Chemicznego Politechniki Warszawskiej. Istota katalizy miêdzyfazowej, zwanej w skrócie PTC (ang. phase transfer catalysis) polega na ci¹g³ym wytwarzaniu hy-drofobowego pary jonowej utworzonej z
anio-nu organicznego lub nieorganicznego) i katio-nu czwartorzêdowej soli amoniowej, np. ka-tionu tetraalkiloamoniowego. Odpowied na postawione w tytule tego referatu pytanie zda-niem prelegenta brzmi i tak i nie. Tak gdy¿
metodologia zwi¹zana z kataliz¹ typu PTC jest dzisiaj powszechnie stosowana do praktycz-nej realizacji wielu reakcji chemicznych, czê-sto niemo¿liwych do przeprowadzenia w wa-runkach klasycznej syntezy organicznej (lub realizowana z bardzo niskimi wydajnociami).
Wynika to z prostoty urz¹dzeñ, odczynników i operacji niezbêdnych do wykonania w celu przeprowadzenia odpowiedniej syntezy w ska-li nie tylko laboratoryjnej. Metoda syntezy z zastosowaniem katalizatorów typu PTC po-zwala na wyeliminowanie wielu drogich i czê-sto niebezpiecznych dla zdrowia i rodowiska rozpuszczalników organicznych. Z towaro-znawczego punktu widzenia istotne jest to, ¿e zastosowanie technologii PTC pozwala pod-wy¿szyæ nie tylko wydajnoæ ale przede wszyst-kim czystoæ otrzymywanych produktów. Me-toda ta ogranicza tak¿e iloæ powstaj¹cych od-padów w porównaniu z tradycyjnymi metoda-mi otrzymywania tych samych substancji. Po-nadto metoda ta do minimum ogranicza zu¿y-cie energii. Wiêkszoæ reakcji prowadzonych w technologii PTC mo¿e bowiem zachodziæ nawet w temperaturze pokojowej. Spe³nia one zatem wszelkie znamiona tzw. zielonej tech-nologii lub metod zielonej chemii Prelegent daje jednak odpowied negatywn¹ na postawio-ne w tytule referatu pytanie. Dlaczego nie? Otó¿
dlatego, ¿e pomimo up³ywu ponad 40 lat od odkrycia metody PTC, ci¹gle nie w pe³ni rozu-miemy wszystkie zjawiska, które zachodz¹ w katalitycznych uk³adach dwufazowych. Stano-wi to wci¹¿ otwarty obszar do prowadzenia dalszych badañ nad t¹ bez w¹tpienia technolo-gi¹ proekologiczn¹.
Ostatnim prelegentem by³ prof. Juliusz Pernak z Wydzia³u Technologii Chemicznej Politechniki Poznañskiej, który przedstawi³ referat pt. Ciecze jonowe ich mo¿liwoci aplikacyjne. Ciecze jonowe s¹ organicznymi zwi¹zkami, chemicznymi, które zawieraj¹ wi¹zanie (wi¹zania) jonowe. Z chemicznego punktu widzenia s¹ to sole, które sk³adaj¹ siê z kationu (kationów) organicznego i anionu (anionów) organicznego lub nieorganicznego.
Cech¹ charakterystyczn¹ tych soli jest fakt,
¿e ich temperatury topnienia le¿¹ poni¿ej
tem-peratury 100°C, a czêsto nawet poni¿ej tem-peratury pokojowej. Oznacza to, ¿e owe sole s¹ czêsto w temperaturach pokojowych ciecza-mi i to cieczaciecza-mi silnie polarnyciecza-mi. Literatura dotycz¹ca cieczy jonowych staje siê bardzo szeroka. W samym tylko 2004 roku w Chemi-cal Abstracts cytowanych by³o ponad 700 prac dotycz¹cych syntezy i zastosowañ cieczy jo-nowych, co w chwili obecnej czyni te zwi¹zki najpopularniejsz¹ grup¹ zwi¹zków chemicz-nych. Ciecze jonowe znajduj¹ stopniowo za-stosowanie jako alternatywne nielotne roz-puszczalniki w syntezie organicznej, reakcjach katalitycznych, enzymatycznych, elektroche-mii, technikach izolacji ró¿nych substancji, utrwalaniu tkanek i wielu innych.
Liczne dyskusje prowadzone podczas Sympozjum, zarówno po referatach, przy po-sterach oraz w kuluarach wskazuj¹, ¿e podob-nie jak w latach poprzednich rówpodob-nie¿ VI Sym-pozjum stanowi³o wa¿ne forum wymiany
do-wiadczeñ pomiêdzy przedstawicielami ró¿-nych dyscyplin badawczych oraz osób zwi¹-zanych z przemys³em stosuj¹cym czwartorzê-dowe sole amoniowe. Nale¿y s¹dziæ, ¿e Sym-pozjum to przyczyni³o siê do dalszego upo-wszechnienia wiedzy odnonie do kierunków aktualnie prowadzonych badañ dotycz¹cych w³aciwoci i wykorzystania tej grupy zwi¹z-ków w ró¿nych dziedzinach gospodarki.
Du¿a liczba prezentowanych komunika-tów oraz ich wysoki poziom naukowy wska-zuj¹, ¿e byæ mo¿e ju¿ za dwa lata odbêdzie siê koleje Sympozjum z tego cyklu. Na
podkre-lenie zas³uguje jak zwykle bardzo dobra or-ganizacja przebiegu Sympozjum w gocinnych murach Instytutu Technologii Drewna w Po-znaniu czemu da³ wyraz po koñcowej dysku-sji przewodnicz¹cy Komitetu Naukowego prof. Juliusz Pernak., co uczestnicy nagrodzi-li ogromnymi brawami.
Na zakoñczenie Sympozjum podziêkowa-nia prelegentom oraz uczestnikom za liczny udzia³, ciekawe prezentacje oraz o¿ywion¹ dyskusjê z³o¿y³a zastêpca dyrektora Instytutu Technologii Drewna ds. naukowych pani doc.
dr habil. Ewa Ratajczak, która zaprosi³a zgro-madzonych do udzia³u w kolejnym Sympo-zjum z tego cyklu.
Prof. dr hab. Ryszard Zieliñski