Endüstriyel Kenevirdeki Kannabidiol Asidinin Dekarboksilasyon Dönüşüm Sistemi Üzerine Araştırma
Çin keneviri veya ateş keneviri olarak da bilinen endüstriyel kenevir (Cannabis sativa L.) çoğunlukla iki evcikli olup Çin'de uzun bir yetiştirme ve kullanım geçmişine sahiptir. Kenevir ailesindeki Cannabis cinsinin yıllık otsu bir bitkisidir ve Çin'de geleneksel bir ekonomik üründür. Şimdiye kadar, endüstriyel kenevirde bitki kannabinoidleri ve terpenler, fenoller, lipidler, alkaloidler vb. dahil olmak üzere diğer bitki bazlı aktif maddeler bulunmuştur. Bu bileşenler arasında, bitki kannabinoidlerindeki (bkz. Şekil 1) psikoaktif olmayan tıbbi madde kannabidiol (CBD), epilepsi, otizm spektrum bozuklukları, anksiyete, depresyon ve anti-tümör tedavisinde iyi etkileri ile en belirgin şekilde incelenmiştir.
Endüstriyel kenevirden CBD üretmek için iki ana yöntem vardır: solvent ekstraksiyonu ve süperkritik CO2 sıvı ekstraksiyonu. Şu anda, endüstriyel kenevir bitkilerindeki CBD'nin kannabidiol asit (CBDA) yoluyla dönüşüm süreci başarıyla ortaya çıkarılmıştır, ancak ilgili dönüşüm teorisi hakkında çok az rapor vardır. Endüstriyel kenevirdeki CBDA'nın CBD'ye verimli bir şekilde dönüştürülmesine rehberlik etmek için teorik araçlara güvenmek imkansızdır, bu da kaçınılmaz olarak CBD üretim sürecinde bitki bileşenlerinin kaynak israfına yol açar.
Bu çalışmada, endüstriyel kenevirde CBDA'nın CBD'ye termal dekarboksilasyon dönüşümünde her bir bileşenin temel termodinamik parametrelerini hesaplamak için grup katkı yöntemi ve Watson formülü kullanılmıştır. Klasik termodinamik formüle dayanarak, endüstriyel kenevirde atmosferik basınç ve 40-140 ℃ sıcaklıkta CBDA'nın CBD'ye dönüşümünün Gibbs serbest enerjisi belirlendi ve reaksiyon denge sabiti ve denge dönüşüm oranı elde edildi. Geleneksel koşullar altında endüstriyel kenevirde CBDA'nın kendiliğinden dekarboksilasyon dönüşümünün olasılığı değerlendirilmiştir. Çiçek ve yaprakların sıcaklık ve nem içeriği gibi faktörlerin endüstriyel kenevirde CBDA'nın CBD içeriğine dönüşümü üzerindeki etkilerinin araştırılması, endüstriyel kenevirde CBDA dekarboksilasyonunun kinetik fonksiyon modelinin belirlenmesi ve dönüşüm aktivasyon enerjisinin hesaplanması, endüstriyel kenevir sanayileştirme işleminde yüksek CBD içeriği elde etmek için koşulların seçimine teorik ve deneysel destek sağlamaktadır.

Bu çalışmada, endüstriyel kenevirde CBDA dekarboksilasyon dönüşüm sistemindeki her bir bileşenin temel termodinamik parametreleri grup katkısı yöntemi ve Watson formülü kullanılarak hesaplanmıştır. Klasik termodinamik formüle göre, 40-140 ℃ arasındaki sıcaklıklarda, sıcaklık arttıkça reaksiyon görüntü değerleri daha negatif hale gelir. Dönüşüm reaksiyonu 40-140 ℃ sıcaklık aralığında kendiliğinden gerçekleşebilir ve dekarboksilasyon dönüşüm eğilimi dekarboksilasyon sıcaklığının artmasıyla artar. Farklı sıcaklıklardaki görüntü değerlerine dayanarak, CBDA dönüşüm görüntüsü ve α hesaplanmış ve teorik olarak reaksiyonun yeterli dönüşüme uğrayabileceğini göstermiştir.
Dönüşüm ürünü CBD'nin yüksek sıcaklıkta bozunma nedeniyle ağırlık kaybetmesini önlemek için, dekarboksilasyon reaksiyonu için en yüksek sıcaklık termogravimetrik analizle belirlendiği gibi 156,24 ℃'yi geçmemelidir. Endüstriyel kenevirin su içeriğinin ve çevresel sıcaklığın CBDA'nın CBD'ye dönüşümü ve dekarboksilasyonu üzerindeki etkisinin araştırılmasıyla, endüstriyel Kızarmış Hamur Kıvrımları yapraklarında çevresel sıcaklık ve su içeriğinin artmasıyla, endüstriyel kenevirde CB-DA dekarboksilasyonunun CBD'ye dönüşüm oranının arttığı bulunmuştur, bu da CBD'nin bozulmamasını ve ağırlık kaybetmemesini sağlama öncülünde, endüstriyel Kızarmış Hamur Kıvrımları yapraklarındaki su içeriğini ve sıcaklığı uygun şekilde artırmanın endüstriyel kenevirde CBD dekarboksilasyon sürecini iyileştirebileceğini göstermektedir. Deneysel sonuçlara ve sekiz yaygın ayrışma kinetik fonksiyon modeli ile karşılaştırmaya göre, endüstriyel Kızarmış Hamur Kıvırcık yapraklarında CBD termal dekarboksilasyonunun en olası modeli F1 modeli olarak belirlenmiş ve endüstriyel Kızarmış Hamur Kıvırcık yapraklarının dekarboksilasyon dönüşümünün aktivasyon enerjisi E, Arrhrnius denklemi aracılığıyla sırasıyla 83.77kJ/mol olarak hesaplanmıştır. Teori, 1 mol CBDA normal molekülünün reaktif aktif moleküllere dönüştürülmesi için gereken minimum enerjiyi ortaya koymuştur.