Investigación sobre el Sistema de Conversión de Descarboxilación del Ácido Cannabidiol en el Cannabis Industrial
El cáñamo industrial (Cannabis sativa L.), también conocido como cáñamo chino o cáñamo de fuego, es principalmente dioico y tiene una larga historia de cultivo y uso en China. Es una planta herbácea anual del género Cannabis de la familia del Cannabis y es un cultivo económico tradicional en China. Hasta ahora, en el cáñamo industrial se han encontrado cannabinoides vegetales y otras sustancias activas de origen vegetal, como terpenos, fenoles, lípidos, alcaloides, etc. Entre estos ingredientes, la sustancia medicinal no psicoactiva cannabidiol (CBD) de los cannabinoides vegetales (véase la Figura 1) es la que más se ha estudiado, con buenos efectos en el tratamiento de la epilepsia, los trastornos del espectro autista, la ansiedad, la depresión y la terapia antitumoral.
Existen dos métodos principales para producir CBD a partir del cáñamo industrial: la extracción con disolventes y la extracción con fluidos supercríticos de CO2. En la actualidad, se ha revelado con éxito el proceso de conversión de CBD en plantas de cáñamo industrial a través del ácido cannabidiol (CBDA), pero existen pocos informes sobre la teoría de conversión correspondiente. Es imposible basarse en medios teóricos para guiar la conversión eficiente de CBDA en cáñamo industrial a CBD, lo que inevitablemente conduce al desperdicio de recursos de los componentes de la planta en el proceso de producción de CBD.
Este estudio utilizó el método de contribución de grupo y la fórmula de Watson para calcular los parámetros termodinámicos básicos de cada componente en la conversión de descarboxilación térmica de CBDA a CBD en cáñamo industrial. Basándose en la fórmula termodinámica clásica, se determinó la energía libre de Gibbs de la conversión de CBDA en CBD a presión atmosférica y temperatura de 40-140 ℃ en cáñamo industrial, y se obtuvieron la constante de equilibrio de la reacción y la tasa de conversión de equilibrio. Se juzgó la posibilidad de conversión de descarboxilación espontánea de CBDA en cáñamo industrial en condiciones convencionales. La investigación sobre los efectos de factores tales como la temperatura y el contenido de humedad de las flores y las hojas en la conversión de CBDA a contenido de CBD en el cáñamo industrial, la determinación del modelo de función cinética de la descarboxilación de CBDA en el cáñamo industrial, y el cálculo de la energía de activación de conversión, proporcionando apoyo teórico y experimental para la selección de las condiciones para la obtención de alto contenido de CBD en el procesamiento de industrialización del cáñamo industrial.

Este estudio calculó los parámetros termodinámicos básicos de cada componente en el sistema de conversión de descarboxilación CBDA en cáñamo industrial utilizando el método de contribución de grupo y la fórmula de Watson. Según la fórmula termodinámica clásica, a temperaturas comprendidas entre 40-140 ℃, a medida que aumenta la temperatura, los valores de la imagen de reacción se vuelven más negativos. La reacción de conversión puede producirse espontáneamente dentro del intervalo de temperaturas de 40-140 ℃, y la tendencia de la conversión de descarboxilación aumenta con el incremento de la temperatura de descarboxilación. Sobre la base de los valores de la imagen a diferentes temperaturas, se calculó la imagen de conversión CBDA y α, lo que indica teóricamente que la reacción puede someterse a una conversión suficiente.
Para evitar que el producto de conversión CBD pierda peso debido a la degradación a alta temperatura, la temperatura más alta para la reacción de descarboxilación no debe superar los 156,24 ℃ según lo determinado por el análisis termogravimétrico. A través de la investigación de la influencia del contenido de agua del cáñamo industrial y la temperatura ambiental en la conversión y descarboxilación de CBDA a CBD, se encontró que con el aumento de la temperatura ambiental y el contenido de agua en las hojas industriales Fried Dough Twists, la tasa de conversión de la descarboxilación de CB-DA a CBD en el cáñamo industrial aumentó, lo que indica que bajo la premisa de garantizar que el CBD no se degrade y pierda peso, aumentar adecuadamente el contenido de agua y la temperatura en las hojas industriales Fried Dough Twists puede mejorar el proceso de descarboxilación de CBD en el cáñamo industrial. Según los resultados experimentales y la comparación con ocho modelos comunes de función cinética de descomposición, se determinó que el modelo más probable de descarboxilación térmica del CBD en las hojas industriales de Fried Dough Twists era el modelo F1, y la energía de activación E de la conversión de descarboxilación de las hojas industriales de Fried Dough Twists se calculó en 83,77kJ/mol respectivamente mediante la ecuación de Arrhrnius. La teoría reveló la energía mínima requerida para que 1mol de moléculas normales de CBDA se convierta en moléculas activas reactivas.