Het synthetiseren van levensreddende geneesmiddelen uit natuurlijke biomassa kan kostenefficiënter zijn dan traditionele methoden en levert minder giftige bijproducten op.

Door 'groene chemie' technieken toe te passen, Russische onderzoekers zeggen dat ze plantaardige biomassa kunnen gebruiken om industriële hoeveelheden van een basisingrediënt te produceren, of 'platformchemicaliën', voor bruikbare farmaceutische verbindingen.

De onderzoekers hebben de platformchemicaliën gebruikt om modelproducten te maken, waaronder:bijvoorbeeld, een maagzuurremmer. Er is potentieel voor veel meer. De chemische stof, 5-hydroxymethylfurfural (5-HMF), wordt onderzocht op verschillende gebieden van de chemie en lijkt klaar om een ​​bouwsteen te zijn voor een nieuwe generatie organische syntheseprocedures.

Het nieuwe proces is aantrekkelijk omdat het koolstof neutraliseert, die bijdraagt ​​aan de wereldwijde klimaatverandering. Het bronmateriaal, plantaardige biomassa, trekt koolstof aan door natuurlijke fotosynthese. Het nieuwe proces zet deze biomassa vervolgens om in 5-HMF. Vervolgens wordt het startmolecuul verder verwerkt om andere chemicaliën te maken met toepassingen in de organische chemie, materiaal kunde, biobrandstoffen en farmaceutische medicijnen.

Het gebruik van ecologisch duurzame processen om commerciële moleculen te synthetiseren kost minder en veroorzaakt minder afval dan traditionele chemische productiemethoden.

Het synthetiseren van een kilogram van een medicijn met behulp van traditionele chemische methoden creëert ergens tussen de 30 en 100 kilogram afvalbijproducten, velen van hen giftig. Bij het maken van 5-HMF met behulp van groene chemie ontstaat alleen water als bijproduct.

Onderzoekers van het Zelinsky Institute of Organic Chemistry zeggen dat oudere, op olie gebaseerde vormen van 5-HMF ontleden zeer snel, een dealbreaker voor grootschalig industrieel gebruik. Veel platformchemicaliën zijn oliën, maar op olie gebaseerde 5-HMF heeft een ongewoon probleem. Met slechts 1 tot 3% onzuiverheden, het oxideert en degradeert slecht in minder dan een maand. De gedegradeerde grondstof vermindert de raffinage-efficiëntie, verhoogt het afval en verlaagt de opbrengst van het gewenste product drastisch.

Het opnieuw zuiveren is niet kosteneffectief. De onderzoekers ontwikkelden een gekatalyseerd proces om een ​​kristallijne vaste vorm van 5-HMF te maken die schoner is dan de op olie gebaseerde versie - ongeveer 99,9% zuiver - en niet degradeert. Dit deden ze door tijdens de reactie continu water van het oppervlak van de biomassa te verdampen. Hierdoor vormde de geïoniseerde vloeistof die zich nog in het systeem bevond, wat de onderzoekers nanogestructureerde watercompartimenten noemen.

Deze hielpen efficiënte katalyse en voorkwamen onzuiverheden, wat resulteert in een stabiele vorm van de chemische stof die veel hogere opbrengsten geeft in modelreacties.

De onderzoekers werken nu aan verdere efficiënte groene processen om geneesmiddelen en medicijnmoleculen rechtstreeks uit biomassa te produceren.