در ۱۴۰۳، جمهوری اسلامی ایران توانست برای نخستین‌بار در کشور به فناوری بومی تولید متانول دوتره (CD₃OD) با خلوص بالا دست یابد؛ ماده‌ای ارزشمند، کمیاب و استراتژیک که تاکنون کاملاً وارداتی بود و دستیابی به آن، نیازمند پیوند پیچیده‌ای از دانش شیمی، مهندسی فرایند، طراحی تجهیزات دقیق، کنترل‌های ایزوتوپی و مدیریت زنجیره تولید است. این موفقیت، نه‌تنها یکی از مهم‌ترین دستاوردهای صنعت هسته‌ای کشور در سال جاری به شمار می‌رود، بلکه مصداقی روشن از توانمندی دانشمندان ایرانی در عرصه فناوری‌های پیشرفته و حرکت کشور به‌سوی خودکفایی در تولید مواد حساس و تخصصی محسوب می‌شود.
متانول دوتره، شکل ایزوتوپی و پایدار متانول است که در آن، هیدروژن‌ها با دوتریوم جایگزین شده‌اند. این ماده به‌دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی خاص خود، کاربرد گسترده‌ای در تحقیقات طیف‌سنجی رزونانس مغناطیسی هسته‌ای (NMR)، آنالیز ساختاری مولکول‌ها، طراحی داروهای نوین، شیمی دارویی، فناوری نانو، ساخت ترکیبات برچسب‌خورده با دوتریوم و حتی در مطالعات زیستی و بیوشیمیایی دارد. افزایش تقاضای جهانی برای این ترکیب، به‌ویژه در کشورهای دارای زیرساخت‌های تحقیقاتی پیشرفته، آن را به یکی از کالاهای راهبردی در حوزه مواد آزمایشگاهی و دارویی بدل کرده است.
تولید این ماده در داخل کشور، نه‌تنها گامی بلند در کاهش وابستگی به واردات است، بلکه به توسعه صنایع شیمیایی دقیق، ارتقای ظرفیت‌های فناورانه داخلی و ایجاد فرصت‌های صادراتی در حوزه مواد ایزوتوپی منجر می‌شود. از سوی دیگر، برخورداری از دانش تولید متانول دوتره می‌تواند مقدمه‌ای برای گسترش زنجیره‌های تولیدی دیگر بر پایه دوتریوم باشد که در حوزه‌هایی چون انرژی هم‌جوشی هسته‌ای، صنایع پیشرفته پزشکی و توسعه فناوری‌های لبه، کاربرد دارند.
در شرایطی که بسیاری از کشورها برای تهیه متانول دوتره به شرکت‌های معدودی در جهان وابسته‌اند و این محصول در فهرست اقلام حساس و تحریمی قرار دارد، ایران توانسته با تکیه بر توان متخصصان داخلی و زیرساخت‌های علمی بومی، مسیر پرهزینه و پیچیده‌ای را طی کند که نه‌تنها دسترسی به یک ماده، بلکه اثبات بلوغ فناورانه کشور در سطح بین‌المللی را در پی دارد. این موفقیت می‌تواند الگویی برای توسعه دیگر فناوری‌های پیشرفته شیمیایی، بیوشیمیایی و دارویی بر پایه ایزوتوپ‌ها باشد؛ الگویی که در سایه سرمایه‌گذاری هدفمند، حمایت از شرکت‌های دانش‌بنیان و پیوند میان دانشگاه، صنعت و نهادهای راهبردی، می‌تواند نقش مهمی در آینده اقتصاد دانش‌بنیان کشور ایفا کند.
ازاین‌رو، تولید متانول دوتره تنها یک موفقیت فنی و آزمایشگاهی نیست، بلکه نمادی از عبور از مرزهای محدودیت، ورود به حوزه مواد پیشرفته و تثبیت جایگاه ایران در زمره کشورهای دارنده فناوری‌های نوظهور و خاص است.
گفت‌وگوی پیش‌رو با مجید قشنگ، عضو هیئت علمی و استادیار شیمی آلی دانشگاه آزاد اسلامی نجف‌آباد است که به بررسی ماهیت علمی و صنعتی متانول دوتره، روش‌های تولید آن، مزیت‌های رقابتی نسبت به نمونه‌های وارداتی و نقش آن در حوزه‌های کلیدی مانند NMR، داروسازی نوین و دیپلماسی علمی می‌پردازد.
متانول دوتره چه تفاوتی با متانول معمولی دارد و چرا در صنعت هسته‌ای اهمیت دارد؟
متانول دوتره (CD₃OD) نوعی متانول ایزوتوپی است که در آن هیدروژن‌های موجود در گروه متیل و گروه هیدروکسیل با ایزوتوپ پایدار دوتریوم جایگزین شده‌اند. این جایگزینی باعث تفاوت‌های اساسی در خواص فیزیکی و شیمیایی آن نسبت به متانول معمولی می‌شود؛ از جمله افزایش جرم مولکولی، کاهش فرکانس‌های ارتعاشی، پایداری بیشتر پیوندهای C–D و کاهش نرخ متابولیک. در صنعت هسته‌ای، CD₃OD نقش کلیدی دارد؛ به‌ویژه در سنتز ترکیبات دوتریوم‌دار، به‌عنوان حلال در طیف‌سنجی هسته‌ای و در تولید سوخت‌های پیشرفته برای راکتورهای آب سنگین و تحقیقات ایزوتوپی.
چه روش‌هایی برای تولید متانول دوتره در کشور به‌کار گرفته شده و چه مزیتی نسبت به نمونه‌های وارداتی دارد؟
در کشور، سه روش اصلی برای تولید متانول دوتره به‌کار گرفته شده است؛ سنتز مستقیم از CO و آب سنگین (D₂O) با استفاده از کاتالیزور فلزی، روش تبادل ایزوتوپی(H/D Exchange) که در آن، متانول معمولی در حضور D₂O و کاتالیزورهایی مانند Pd/C یا PtO₂، دوتریوم دریافت می‌کند، واکنش‌های شیمیایی با ترکیبات متیله مانند دی‌متیل‌سولفات در مجاورت آب سنگین و مزیت‌های تولید داخلی عبارت‌اند از کاهش وابستگی ارزی، تأمین داخلی با خلوص بالا (تا ≥99.9%)، پشتیبانی از صنایع دارویی و آزمایشگاهی و توسعه فناوری ملی در حوزه ترکیبات ایزوتوپی و فوق‌خالص.
کاربرد متانول دوتره در طیف‌سنجی NMR چیست و چگونه کیفیت آن بر نتایج علمی اثر می‌گذارد؟
متانول دوتره یکی از حلال‌های مرجع در طیف‌سنجی NMR است. به‌دلیل نبود پروتون فعال، سیگنال‌های مزاحم در ¹H NMR حذف شده و تفسیر دقیق‌تر طیف ممکن می‌شود. دوتریوم موجود در CD₃OD نیز به دستگاه NMR کمک می‌کند تا قفل مغناطیسی داشته و پایداری میدان مغناطیسی را حفظ کند. خلوص بالای CD₃OD (≥99.9%) و رطوبت پایین آن (<0.05%) برای اطمینان از دقت و صحت داده‌ها ضروری است؛ زیرا آلودگی‌های جزئی می‌توانند باعث تداخل جدی در تفسیر نتایج علمی شوند.
نقش متانول دوتره در تولید ترکیبات دارویی حاوی دوتریوم چیست و چه کاربردهایی در صنعت داروسازی دارد؟
CD₃OD در تولید داروهای دوتریوم‌دار به‌عنوان منبع دوتریوم به‌کار می‌رود. این داروها به‌دلیل پایداری بیشتر پیوند C–D، نیمه‌عمر طولانی‌تری دارند، با نرخ متابولیسم پایین‌تری تجزیه می‌شوند و در نتیجه نیاز به دوز کمتر دارند. این ویژگی‌ها موجب کاهش عوارض جانبی و بهبود شاخص‌های فارماکوکینتیکی می‌شود. CD₃OD به‌طور خاص در سنتز ترکیبات میانی، APIهای جدید و مطالعه مسیرهای متابولیک به‌کمک ردیابی ایزوتوپی نقش دارد. نمونه موفق آن، داروی Deutetrabenazine است که در درمان بیماری هانتینگتون اثربخشی بالاتری دارد.
صادرات متانول دوتره چه ظرفیت‌هایی برای ارزآوری و دیپلماسی علمی ایجاد می‌کند؟
متانول دوتره به‌دلیل کاربردهای گسترده در علوم پیشرفته، داروسازی و صنایع راهبردی، در بازار جهانی ارزش بالایی دارد. صادرات آن با وجود حجم کم، درآمد ارزی قابل‌توجهی ایجاد می‌کند و اعتبار علمی کشور را در حوزه تأمین مواد آزمایشگاهی افزایش می‌دهد. در حوزه دیپلماسی علمی، صادرات CD₃OD به کشورهای همسایه و مشارکت در پروژه‌های بین‌المللی مانند NMR، داروسازی ایزوتوپی و راکتورهای تحقیقاتی، زمینه‌ساز تعامل فناورانه و علمی با سازمان‌هایی چون IAEA، ITER و WHO خواهد بود. این امر به ارتقای جایگاه جهانی ایران در زنجیره علم و فناوری ایزوتوپی کمک می‌کند.
انتهای پیام
نظرات