Cel mai consumat medicament din lume va fi extras din copaci! Descoperire revoluționară

Cercetătorii au pornit de la o metodă brevetată anterior pentru producerea paracetamolului – ingredientul activ din Tylenol – și spun că descoperirea promite o cale mai ecologică de obținere a unuia dintre cele mai utilizate analgezice și alte substanțe chimice din lume. Sunt folosiți… copaci.

„Am făcut cercetare și dezvoltare pentru a o extinde și a o face realizabilă”

Mai important, ar putea oferi noi surse de venit pentru a face biocombustibilii celulozic, derivați din fibre de plante nealimentare, competitivi din punct de vedere al costurilor față de combustibilii fosili, principalul factor care determină schimbările climatice. „Am făcut cercetare și dezvoltare pentru a o extinde și a o face realizabilă”, spune Steven Karlen, cercetător la Great Lakes Bioenergy Research Center, care a condus cercetarea publicată recent în revista ChemSusChem.

Ar putea fi fabricat dintr-un compus din plop

Paracetamolul este unul dintre cele mai utilizate produse farmaceutice, cu o valoare de piață globală de aproximativ 130 de milioane de dolari pe an. De când a fost introdus la începutul anilor 1900, medicamentul a fost fabricat în mod tradițional din derivați de gudron de huilă sau petrol. În 2019, Karlen și John Ralph, profesor de biochimie la UW-Madison, au arătat cum ar putea fi fabricat în schimb dintr-un compus din 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 materiale plastice biodegradabile cu o valoare de piață cumulată de peste 1,5 miliarde de dolari, un portofoliu de produse care, potrivit lui Karlen, ar putea susține zeci de biorafinării mici care se alimentează în centre mai mari fără a satura piața.

Plopii produc un compus similar numit p-hidroxibenzoat (pHB) în lignină, partea din peretele celular care leagă zaharurile din plante și asigură structura

Procesul este disponibil pentru licențiere comercială prin intermediul Wisconsin Alumni Research Foundation, organizația non-profit care comercializează descoperirile universitare pentru a sprijini cercetarea în curs. Echipa lui Karlen a îmbunătățit procesul de fabricare a paracetamolului, precum și a altor medicamente, pigmenți, textile și materiale plastice biodegradabile cu o valoare de piață cumulată de peste 1,5 miliarde de dolari.

Un portofoliu de produse care, potrivit lui Karlen, ar putea susține zeci de biorafinării mici care să alimenteze centre mai mari fără a satura piața. Molecula de paracetamol este formată dintr-un inel benzenic cu șase atomi de carbon, la care sunt atașate două grupuri chimice. Plopii produc un compus similar numit p-hidroxibenzoat (pHB) în lignină, partea din peretele celular care leagă zaharurile din plante și asigură structura.

Provocarea constă în descompunerea lanțului complex și neregulat de molecule în componente utile

Lignina este plină de compuși aromatici valoroși care ar putea înlocui multe substanțe petrochimice și ar putea oferi biorafinăriilor surse de venit suplimentare pentru a face combustibilii pe bază de plante competitivi din punct de vedere al costurilor. Provocarea constă în descompunerea lanțului complex și neregulat de molecule în componente utile.

Se pare că pHB este relativ ușor de descompus prin tratament chimic, dar, deși descoperirea inițială a arătat că este posibil din punct de vedere chimic să fie transformat în paracetamol, Karlen spune că procesul nu a transformat suficientă materie primă în produsul final.

„Are o piață uriașă și o valoare mare”

Cercetătorul Vitaliy Tymokhin a descoperit că tratarea biomasei de plop cu o metodă diferită – și de obicei mai ieftină – a transformat aproape tot pHB-ul într-o altă substanță chimică care poate fi apoi transformată în paracetamol sau într-o moleculă mai puțin valoroasă cu alte aplicații. „Puteți face coloranți precum cerneala neagră, polimeri care pot fi utilizați în textile sau în aplicații materiale, îl puteți transforma în adezivi sau în chestii de acest gen. Are o piață uriașă și o valoare mare”, spune Karlen.

„În timp ce tai copacul, acesta poate fi alimentat direct într-un reactor care extrage benzamida. Așa că nu te oprești niciodată”

Prin reciclarea produsului nereacționat înapoi într-un reactor continuu, cercetătorii au reușit să transforme 90% din materia primă 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 formeze un randament de până la 99%.

Procesul este în principal pe bază de apă, se bazează pe solvenți ecologici și este o reacție continuă și nu discontinuă, ceea ce îl face ideal pentru aplicații industriale. „În timp ce tai copacul, acesta poate fi alimentat direct într-un reactor care extrage benzamida. Așa că nu te oprești niciodată. Atât de repede cât camioanele tale pot veni și umple acel buncăr, poți continua procesarea”, spune Karlen.