Forskere optimerer metoder til at producere nyttige forbindelser fra biomasse

Forskere har identificeret en et-trins proces til omdannelse af et plantebaseret sukker til en kemisk forbindelse, der kan bruges til fremstilling af andre stoffer, herunder et naturligt lægemiddel til behandling af tilstande såsom medfødt hjertesygdom og erektil dysfunktion.

Tohoku University og FromSeeds Corporation i Japan fandt ud af, at opvarmning af en sukkerholdig opløsning afledt af biomasse producerede den nyttige forbindelse uden behov for andre katalysatorer, ifølge en undersøgelse offentliggjort i Bulletin of the Chemical Society of Japan.

Biomasse, såsom husdyrgødning, afgrødeaffald, og skovrester, bruges til energiproduktion og andre industrielle processer, eller som råvare i kemisk fremstilling. Glukose fra sukkerrør og majsafgrøder, for eksempel, kan bruges til fremstilling af kemikalier såsom ethanol (bruges som antiseptisk middel), carboxylsyre (bruges i læskedrikke) og furfural (bruges som ukrudtsdræber).

Hitoshi Kasai fra Tohoku University's Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials og kolleger ønskede at udvikle en forenklet tilgang til fremstilling af produkter fra biomasse-afledte forbindelser, der derefter kan bruges til fremstilling af andre fine kemikalier.

Deres er en enkel et-trins tilgang, der omdanner sukkeret 2-deoxy-d-glucose, som kan fremstilles ud fra d-glucose, i en forbindelse kaldet 4 hydroxy-2- (hydroxymethyl) cyclopent-2-en-1-on. Processen involverer opvarmning af en vandig opløsning af 2-deoxy-d-glucose til 140 ° C i 28 timer, at omdanne 80 procent af sukkeret til den anden forbindelse. Opvarmning af sukkeret til 160 ° C i syv timer giver et udbytte på 74 procent. Deres metode, der ligner en trykkoger, bruger en lavere temperatur og tryk end dem, der anvendes i generelle biomasseprocesser, og bruger ikke katalysatorer. En tidligere undersøgelse rapporterede at producere den anden forbindelse fra kininsyre ved hjælp af en ti-trins proces med et udbytte på kun 3,5 procent.

Holdet demonstrerede derefter, at 4 hydroxy-2- (hydroxymethyl) cyclopent-2-en-1-one kunne omdannes til prostaglandin E1, en forbindelse, der bruges som et naturligt lægemiddel til behandling af tilstande såsom erektil dysfunktion hos mænd og en form for medfødt hjertesygdom hos babyer.

Forskerne forventer, at 4 hydroxy-2- (hydroxymethyl) cyclopent-2-en-1-one kan bruges som en vigtig byggesten til fremstilling af andre nyttige forbindelser. "Vi er overbeviste om, at fremskridt af forskning i omdannelse af modificerede sukkerarter vil føre til opdagelse af mere værdifulde forbindelser inden for biomassekemi, "slutter de.