Recherche sur le système de conversion par décarboxylation de l'acide cannabidiolique dans le cannabis industriel
Le chanvre industriel (Cannabis sativa L.), également connu sous le nom de chanvre chinois ou de chanvre de feu, est principalement dioïque et a une longue histoire de culture et d'utilisation en Chine. Il s'agit d'une plante herbacée annuelle du genre Cannabis de la famille Cannabis et d'une culture économique traditionnelle en Chine. Jusqu'à présent, on a trouvé dans le chanvre industriel des cannabinoïdes végétaux et d'autres substances actives d'origine végétale, notamment des terpènes, des phénols, des lipides, des alcaloïdes, etc. Parmi ces ingrédients, la substance médicinale non psychoactive cannabidiol (CBD) des cannabinoïdes végétaux (voir figure 1) a été la plus étudiée, avec de bons effets dans le traitement de l'épilepsie, des troubles du spectre autistique, de l'anxiété, de la dépression et de la thérapie antitumorale.
Il existe deux méthodes principales pour produire du CBD à partir de chanvre industriel : l'extraction par solvant et l'extraction par fluide de CO2 supercritique. À l'heure actuelle, le processus de conversion du CBD dans les plantes de chanvre industriel par le biais de l'acide cannabidiol (CBDA) a été révélé avec succès, mais il existe peu de rapports sur la théorie de conversion correspondante. Il est impossible de s'appuyer sur des moyens théoriques pour guider la conversion efficace du CBDA dans le chanvre industriel en CBD, ce qui entraîne inévitablement un gaspillage des ressources des composants végétaux dans le processus de production du CBD.
Cette étude a utilisé la méthode de contribution de groupe et la formule de Watson pour calculer les paramètres thermodynamiques de base de chaque composant dans la conversion par décarboxylation thermique du CBDA en CBD dans le chanvre industriel. Sur la base de la formule thermodynamique classique, l'énergie libre de Gibbs de la conversion du CBDA en CBD à la pression atmosphérique et à la température de 40-140 ℃ dans le chanvre industriel a été déterminée, et la constante d'équilibre de la réaction et le taux de conversion à l'équilibre ont été obtenus. La possibilité d'une conversion spontanée par décarboxylation du CBDA dans le chanvre industriel dans des conditions conventionnelles a été jugée. La recherche sur les effets de facteurs tels que la température et la teneur en humidité des fleurs et des feuilles sur la conversion du CBDA en CBD dans le chanvre industriel, la détermination du modèle de fonction cinétique de la décarboxylation du CBDA dans le chanvre industriel et le calcul de l'énergie d'activation de la conversion fournissent un soutien théorique et expérimental pour la sélection des conditions permettant d'obtenir une teneur élevée en CBD dans le traitement industriel du chanvre industriel.

Cette étude a calculé les paramètres thermodynamiques de base de chaque composant du système de conversion par décarboxylation du CBDA dans le chanvre industriel en utilisant la méthode de contribution de groupe et la formule de Watson. Selon la formule thermodynamique classique, à des températures comprises entre 40 et 140 ℃, les valeurs de l'image de la réaction deviennent plus négatives à mesure que la température augmente. La réaction de conversion peut se produire spontanément dans la plage de température de 40-140 ℃, et la tendance de la conversion de décarboxylation augmente avec l'augmentation de la température de décarboxylation. Sur la base des valeurs d'image à différentes températures, l'image de conversion CBDA et α ont été calculées, indiquant théoriquement que la réaction peut subir une conversion suffisante.
Pour éviter que le produit de conversion CBD ne perde du poids en raison de la dégradation à haute température, la température la plus élevée pour la réaction de décarboxylation ne doit pas dépasser 156,24 ℃, comme déterminé par l'analyse thermogravimétrique. En étudiant l'influence de la teneur en eau du chanvre industriel et de la température ambiante sur la conversion et la décarboxylation du CBDA en CBD, il a été constaté qu'avec l'augmentation de la température ambiante et de la teneur en eau dans les feuilles industrielles de Fried Dough Twists, le taux de conversion de la décarboxylation du CB-DA en CBD dans le chanvre industriel augmentait, ce qui indique qu'en partant du principe que le CBD ne sera pas dégradé et ne perdra pas de poids, une augmentation adéquate de la teneur en eau et de la température dans les feuilles industrielles de Fried Dough Twists peut améliorer le processus de décarboxylation du CBD dans le chanvre industriel. Selon les résultats expérimentaux et la comparaison avec huit modèles courants de fonction cinétique de décomposition, le modèle le plus probable de décarboxylation thermique du CBD dans les feuilles de chanvre industriel a été déterminé comme étant le modèle F1, et l'énergie d'activation E de la conversion de décarboxylation des feuilles de chanvre industriel a été calculée comme étant respectivement de 83,77kJ/mol par l'intermédiaire de l'équation d'Arrhrnius. La théorie a révélé l'énergie minimale requise pour que 1mol de molécules normales de CBDA soit convertie en molécules actives réactives.