Grønnere medicinalindustrien

Syntetisering af livreddende lægemidler fra naturlig biomasse kan være mere omkostningseffektivt end traditionelle metoder og producerer færre giftige biprodukter.

Ved at anvende 'grøn kemi'-teknikker, Russiske forskere siger, at de kan bruge plantebiomasse til at producere industrielle mængder af en grundlæggende ingrediens, eller 'platformkemikalie', for nyttige farmaceutiske forbindelser.

Forskerne har brugt platformkemikaliet til at fremstille modelprodukter, der omfatter, for eksempel, et syreneutraliserende middel i maven. Der er potentiale for langt mere. Kemikaliet, 5-hydroxymethylfurfural (5-HMF), er under forskning inden for flere kemiområder og ser ud til at være en byggesten for en ny generation af organiske synteseprocedurer.

Den nye proces er attraktiv, fordi den neutraliserer kulstof, som bidrager til globale klimaforandringer. Kildematerialet, plantebiomasse, trækker kulstof til sig gennem naturlig fotosyntese. Den nye proces omdanner derefter denne biomasse til 5-HMF. Derefter bearbejdes startermolekylet yderligere til at lave andre kemikalier med anvendelse i organisk kemi, materialevidenskab, biobrændstoffer og farmaceutiske lægemidler.

Brug af miljømæssigt bæredygtige processer til at syntetisere kommercielle molekyler koster mindre og skaber mindre affald end traditionelle kemiske fremstillingsmetoder.

Syntetisering af et kilogram af et lægemiddel ved hjælp af traditionelle kemiske metoder skaber alt fra 30 til 100 kilogram affaldsbiprodukter, mange af dem giftige. Fremstilling af 5-HMF ved hjælp af grøn kemi skaber kun vand som et biprodukt.

Forskere ved Zelinsky Institute of Organic Chemistry siger, at ældre, oliebaserede former for 5-HMF nedbrydes meget hurtigt, en deal breaker til storstilet industriel brug. Mange platformkemikalier er olier, men oliebaseret 5-HMF har et usædvanligt problem. Med så få som 1 til 3 % urenheder, det oxiderer og nedbrydes dårligt på mindre end en måned. Det nedbrudte råmateriale reducerer raffineringseffektiviteten, øger spild og reducerer drastisk udbyttet af det ønskede produkt.

Genoprensning er ikke omkostningseffektivt. Forskerne udviklede en katalyseret proces til at lave en krystallinsk fast form af 5-HMF, der er renere end den oliebaserede version - omkring 99,9% ren - og ikke nedbrydes. Det gjorde de ved løbende at fordampe vand fra overfladen af ​​biomassen under reaktionen. Dette fik den ioniserede væske, der stadig var i systemet, til at danne, hvad forskerne kalder nanostrukturerede vandrum.

Disse hjalp med effektiv katalyse og forhindrede urenheder, hvilket resulterer i en stabil form af kemikaliet, der giver meget højere udbytter i modelreaktioner.

Forskerne arbejder nu på at udvikle yderligere effektive grønne processer til at producere lægemidler og lægemiddelmolekyler direkte fra biomasse.