Cercetătorii au creat analgezicele pe bază de copaci, mai prietenoase cu mediul

Cercetătorii de la Universitatea Wisconsin-Madison (SUA) au dezvoltat o modalitate rentabilă și ecologică de a produce un analgezic popular și alte produse valoroase din plante în loc de petrol. Cum au creat aceștia analgezicele pe bază de copaci?

Plecată de la o metodă patentată anterior pentru producerea paracetamolului, descoperirea promite o cale mai ecologică către unul dintre cele mai utilizate medicamente din lume și către alte substanțe chimice. Mai important, noua metodă ar putea oferi noi surse de venit pentru a face biocombustibilii celulozici, derivați din fibrele de plante nealimentare, competitivi ca preț cu combustibilii fosili, principala cauză a schimbărilor climatice.

• Astronomii au descoperit cum s-a format „inima” de pe Pluto
• Cercetătorii sugerează să încercăm experiențe noi atunci când simțim că timpul ne scapă printre degete

„Am făcut cercetare și dezvoltare pentru a scala (procesul) și a-l face realizabil”, spune Steven Karlen, cercetător la Great Lakes Bioenergy Research Center.

Cercetarea este publicată în revista ChemSusChem.

Cum este produs paracetamolul?

Paracetamolul, cunoscut și sub numele de acetaminofen, este unul dintre cele mai utilizate medicamente, cu o valoare de piață globală de aproximativ 130 de milioane de dolari pe an. Din momentul în care a fost introdus, în anii 1900, medicamentul a fost tradițional fabricat din derivați de gudron de cărbune sau petrol.

În 2019, Karlen și profesorul de biochimie John Ralph, de la UW–Madison, au arătat cum paracetamolul poate fi produs dintr-un compus din arbori de plop folosind o reacție chimică bine cunoscută.

Acum, echipa lui Karlen a îmbunătățit procesul de fabricare a paracetamolului, precum și a altor medicamente, pigmenți, textile și plastice biodegradabile, cu o valoare de piață cumulată de peste 1,5 miliarde de dolari, un portofoliu de produse care, spune Karlen, ar putea susține zeci de mici biorafinării care se conectează la noduri mai mari fără a satura piața.

Procesul pentru a crea analgezicele pe bază de copaci este disponibil pentru licențiere comercială prin Wisconsin Alumni Research Foundation, organizația non-profit care comercializează descoperirile universitare pentru a-și susține cercetările.

Molecula de paracetamol este formată dintr-un inel de benzen cu șase atomi de carbon cu două grupuri chimice atașate. Plopii produc un compus similar numit p-hidroxibenzoat (pHB) în lignină, partea peretelui celular care leagă zahărurile vegetale împreună și îi oferă structură.

Lignina este plină de compuși aromatici valoroși care ar putea înlocui multe substanțe petrochimice și le-ar putea oferi biorafinăriilor surse de venit suplimentare pentru a face combustibili pe bază de plante competitivi ca preț. Provocarea constă în descompunerea lanțului complex și neregulat de molecule în componente utile, notează Phys.org.

Cum sunt create analgezicele pe bază de copaci?

S-a dovedit că pHB este relativ ușor de desprins cu tratament chimic, dar deși descoperirea inițială a arătat că este chimic posibil ca acesta să fie transformat în paracetamol, Karlen spune că procesul nu a convertit suficient materialul brut în produs final.

Cercetătorul Vitaliy Tymokhin a descoperit că tratarea biomasei de plop cu o metodă diferită, și în mod obișnuit mai ieftină, a transformat aproape tot pHB într-o altă substanță chimică care poate fi apoi convertită în paracetamol sau într-o moleculă mai puțin valoroasă care are alte aplicații.

„Poți să faci vopsele precum cerneala neagră, polimeri care pot fi folosiți în textile sau în aplicații materiale, să îl convertești în adezivi sau în alte materiale. Are un potențial imens de piață și o valoare mare”, spune Karlen.

Reciclând produsul ne-reactivat înapoi într-un reactor continuu, oamenii de știință au reușit să convertească 90% din materialul brut în paracetamol, pe care l-au extras folosind o metodă mai ieftină decât tehnicile tradiționale de purificare. Karlen spune că ar trebui să fie posibil să se ajusteze randamentul până la 99%.

Procesul este în principal bazat pe apă, se bazează pe solvenți ecologici și este continuu în loc de o reacție în serie, ceea ce îl face ideal pentru aplicații industriale.

„Atât timp cât un reactor este alimentat cu copaci, acesta extrage benzamida. Deci, nu te oprești niciodată. Cât timp adaugi materie primă, poți să continui procesarea”, spune Karlen.

Vă recomandăm să citiți și:

Ce poți păți dacă refolosești uleiul de prăjit?

Microplasticele se acumulează în celulele canceroase și le pot ajuta să se răspândească, sugerează un studiu

Ce muzică ascultă oamenii cu tulburarea de personalitate borderline?

Milioane de americani au tulburări cognitive fără să știe