Acetaminophen - der Wirkstoff in Tylenol, dem Schmerzmittel vieler Amerikaner - stammt in der Regel aus einer überraschenden Quelle: Kohlenteer, eine viskose Flüssigkeit, die entsteht, wenn sauerstoffarme Kohle starker Hitze ausgesetzt wird.
Eine neue Methode, die von Forschern des Great Lakes Bioenergy Research Center (GLBRC) der Universität Wisconsin-Madison entwickelt wurde, bietet eine umweltfreundliche Alternative zu diesem fossilen Prozess, bei dem eine natürliche Verbindung aus pflanzlichem Material für die Synthese des beliebten Medikaments verwendet wird. In einer Pressemitteilung wird die Technik in einem kürzlich an ein Team unter der Leitung des UW-Madison-Biochemikers John Ralph erteilten Patent beschrieben.
Zusammen mit dem Biochemiker Justin Mobley, der jetzt an der Universität von Kentucky arbeitet, und dem GLBRC-Wissenschaftler Steven Karlen hat Ralph beschlossen, mit Clipoffs zu experimentieren, bei denen es sich um kleine Moleküle handelt, die an Lignin gebunden sind (ein reichlich vorhandenes, aber schwierig zu handhabendes Polymer, das Pflanzen herstellt) Nachdem Stephanie Blaszczyk mitten in einem Gespräch einen „Heureka-Moment“ erlebt hat, berichtet sie für das Milwaukee Journal Sentinel.
"[Ralph] hat angefangen, über Clipoffs zu reden, und ich habe gesagt, warum machen wir nicht etwas daraus", sagt Mobley, jetzt Forscher an der Universität von Kentucky, zu Blaszczyk. "Also haben wir Paracetamol als ein einprägsames Ziel gewählt, von dem die Menschen gehört haben und das sie interessiert."
In der Erklärung von UW-Madison beschreibt Ralph Lignin als „äußerst komplexes, unordentliches Polymer, das sehr effektiv zur Strukturierung und Verteidigung der Pflanze beiträgt“, das sich jedoch nur schwer in brauchbare Komponenten zerlegen lässt. Laut David Wahlberg von Madison.com bereitet diese Qualität Forschern Kopfzerbrechen, die auf pflanzlichen Zucker aus Bioenergiepflanzen bauen, um Biokraftstoffe herzustellen, aber das übrig gebliebene Polymer nicht effektiv nutzen können, das dann zur Energiegewinnung verbrannt wird.
Um diese Verschwendung zu umgehen, entwickelten die Wissenschaftler eine Reihe chemischer Reaktionen, die in der Lage sind, Clip-Off-Moleküle umzuwandeln. Diese sogenannten p-Hydroxybenzoat-Strukturen, die an Lignin gebunden sind, lassen sich „ziemlich leicht als recht reiner Strom abschneiden“, wie Ralph in der Studie erklärt Aussage - in Paracetamol. Blaszczyk schreibt, dass das Team diese Aufgabe in nur drei Schritten erledigt hat und dabei denselben etablierten Prozess wie bei Kohlenteer anwendet. Der einzige Teil, der sich "geändert hat, war das Ausgangsmaterial."
Sowohl p-Hydroxybenzoat als auch Acetaminophen nehmen relativ einfache Formen an, wobei sich letztere als Sechs-Kohlenstoff-Benzolring mit zwei gebundenen kleineren chemischen Gruppen manifestieren. In Anbetracht der Ähnlichkeiten zwischen den Strukturen der beiden Komponenten hat das aus Pflanzen gewonnene Material tatsächlich einen Vorteil gegenüber aus fossilen Brennstoffen gewonnenem Kohlenteer. Während diese komplexere Petrochemikalie vor dem Einbau in die gewünschte Verbindung auf ihre molekularen Grundgerüste reduziert werden muss, weisen die Moleküle auf Ligninbasis bereits einen Teil der gewünschten Struktur auf.
Derzeit arbeiten die Forscher daran, ihre Methode zu verfeinern und sowohl die Ausbeute als auch die Reinheit von pflanzlichem Paracetamol zu verbessern. Obwohl es unwahrscheinlich ist, dass die teurere erneuerbare Alternative die billigere Teermethode bald ersetzen wird, sagt Ralph dem Journal Sentinel 's Blaszczyk, dass „es irgendwann der Fall sein kann, dass wir nicht mehr auf fossile Brennstoffe zurückgreifen können.
„Wir sind dem jetzt nicht nahe“, schließt er, „aber es ist fast unvermeidlich. Es erscheint vernünftig, sich auf eine Zukunft vorzubereiten, in der unsere Ressourcen nachhaltig abgeleitet werden. “
