绿色新法用杨树制造扑热息痛
科技日报北京4月9日电 (记者张佳欣)据最新发表在《化学化工》杂志上的论文,美国科学家开发出一种成本效益高、环境可持续的制药方法,可用植物代替石油制造止痛药扑热息痛及其他有价值的产品。
扑热息痛也称对乙酰氨基酚,是使用最广泛的药物之一,全球市场价值每年约为1.3亿美元。自20世纪初推出以来,该药物传统上是由煤焦油或石油衍生物制成的。2019年,五大湖生物能源研究中心科学家史蒂文·卡伦和威斯康辛大学麦迪逊分校生物化学教授约翰·拉尔夫开发出一种新方法,利用杨树中的一种化合物通过化学反应来制备这种药物。
扑热息痛分子由六碳苯环和两个化学基团组成。杨树的木质素中也有一种类似化合物,称为对羟基苯甲酸酯(pHB)。木质素中富含有价值的芳香化合物,可取代许多石化产品。技术挑战在于将复杂且不规则的分子链分解成有用的成分。
研究发现,一种处理杨树生物质的新方法可将几乎所有pHB转化为另一种化学物质,其随后可转化为扑热息痛或其他分子。生成过程主要以水为基础,依靠绿色溶剂实现无间歇连续反应,使其成为工业应用的理想选择。实验中,团队成功将90%的原材料转化为扑热息痛,并使用比传统纯化技术更便宜的方法提取扑热息痛。
研究人员表示,他们改进了扑热息痛以及其他药物、颜料、纺织品和可生物降解塑料的生产工艺,累计市场价值可能超过15亿美元。这一进展有望为生产药物和其他化学品提供一条更环保的道路。更重要的是,它使纤维素生物燃料比化石燃料更具成本竞争力。