Acetaminophen - het actieve ingrediënt in de pijnstiller van veel Amerikanen, Tylenol - komt meestal voort uit een verrassende bron: koolteer, een viskeuze vloeistof die wordt geproduceerd wanneer aan zuurstofarme kool wordt blootgesteld aan hoge hitte.
Maar een nieuwe methode ontwikkeld door onderzoekers van de Universiteit van Wisconsin - Madison's Great Lakes Bioenergy Research Center (GLBRC) biedt een milieuvriendelijk alternatief voor dit fossiele brandstof-zware proces, gebaseerd op een natuurlijke verbinding afgeleid van plantaardig materiaal om de populaire medicatie te synthetiseren. Per persbericht wordt de techniek beschreven in een patent dat onlangs is toegekend aan een team onder leiding van UW-Madison biochemicus John Ralph.
Ralph - samen met biochemicus Justin Mobley, die nu verbonden is aan de Universiteit van Kentucky, en GLBRC-onderzoekswetenschapper Steven Karlen - besloot te experimenteren met clipoffs, kleine moleculen die aan lignine zijn gehecht (een overvloedig maar moeilijk te beheren polymeer dat planten maakt 'harde celwanden), na een "eureka-moment" te midden van een gesprek, meldt Stephanie Blaszczyk voor de Milwaukee Journal Sentinel.
"[Ralph] begon te praten over clipoffs, en ik zei waarom we hier niets van maken, " vertelt Mobley, nu een onderzoeker aan de Universiteit van Kentucky, aan Blaszczyk. "Dus kozen we paracetamol als een pakkend doelwit dat mensen hebben gehoord en waar ze om geven."
In de UW-Madison verklaring beschrijft Ralph lignine als een "extreem complexe, rommelige polymeer ... zeer effectief voor het verschaffen van structuur en verdediging voor de plant" maar moeilijk op te splitsen in bruikbare componenten. Volgens David Wahlberg van Madison.com maakt deze kwaliteit lignine een hoofdpijn voor onderzoekers, die afhankelijk zijn van plantensuikers die in bio-energiegewassen worden gevonden om biobrandstoffen te produceren, maar die niet in staat zijn om het resterende polymeer, dat vervolgens wordt verbrand voor energie, effectief te gebruiken.
Om deze verspilling te omzeilen, creëerden de wetenschappers een reeks chemische reacties die clipoff-moleculen konden omzetten - zogenaamd omdat de p-hydroxybenzoaatstructuren die aan lignine zijn bevestigd "vrij eenvoudig af te knippen zijn als een vrij zuivere stroom", legt Ralph uit in de verklaring - in paracetamol. Blaszczyk schrijft dat het team deze taak in slechts drie stappen heeft voltooid, waarbij hetzelfde vastgelegde proces werd gevolgd als bij koolteer, dus het enige deel "dat veranderde was het bronmateriaal."
Zowel p-hydroxybenzoaat als paracetamol nemen relatief eenvoudige vormen aan, waarbij de laatste zich manifesteert als een zes-koolstof benzeenring met twee kleinere chemische groepen eraan bevestigd. Gezien de overeenkomsten tussen de structuren van de twee componenten, heeft het van planten afgeleide materiaal een voordeel ten opzichte van van fossiele brandstoffen afkomstige koolteer. Terwijl deze meer complexe petrochemische stof tot zijn moleculaire skelet moet worden gestript voordat hij weer in de gewenste verbinding wordt ingebouwd, dragen de op lignine gebaseerde moleculen al een deel van de gewenste structuur.
Voorlopig werken de onderzoekers aan het verfijnen van hun methode en het verbeteren van zowel de opbrengst als de zuiverheid van plantaardige paracetamol. Hoewel het duurdere hernieuwbare alternatief waarschijnlijk niet snel de goedkopere koolteermethode zal vervangen, vertelt Ralph Blaszczyk van Journal Sentinel dat "het op een bepaald moment mogelijk is dat we volledig worden verhinderd fossiele brandstoffen te gebruiken.
"Daar zijn we nu niet in de buurt, " concludeert hij, "... maar het is bijna onvermijdelijk. Het lijkt verstandig om ons voor te bereiden op een toekomst waarin onze hulpbronnen op duurzame wijze worden verkregen. ”
