BPA is een organische verbinding gemaakt van fossiele brandstoffen. De industriële chemische stof wordt sinds de jaren vijftig gebruikt om kunststoffen en harsen te maken, en producten die ermee gemaakt zijn, zijn goedkoop te maken, Doorzichtig, flexibel en sterk. BPA is te vinden in een verscheidenheid aan producten, inclusief waterflessen, opslagcontainers en sportuitrusting. Het wordt ook veel gebruikt in de bekleding van voedsel- en drankblikjes en in kassabonnen. Het is tegenwoordig een van de meest gesynthetiseerde chemicaliën met alleen al in 2018 meer dan zes miljoen ton.

Echter, studies sinds 2008 hebben aangetoond dat BPA oestrogeen in het lichaam nabootst en een negatieve invloed heeft op onze endocriene systemen. Sommige retailers hebben producten gemaakt met BPA uit de handel genomen en de zoektocht naar BPA-vrije kunststoffen heeft geleid tot onderzoek naar vergelijkbare alternatieven zoals bisfenol S en bisfenol F. Maar de veiligheid van deze andere fossiele brandstoffen is nog onbekend.

decaan Webster, hoogleraar en voorzitter van coatings en polymere materialen; Mukund Sibi, Universitair hoofddocent scheikunde en biochemie; en NDSU chemie en biochemie promovendus Catherine Sutton publiceerde onlangs onderzoek naar biogebaseerde alternatieven voor bisfenol-A (BPA) in de American Chemical Society's Duurzame chemie en techniek logboek. Het onderzoek is getiteld "Novel Biobased Furanic Diols as Potential Alternatives to BPA:Synthesis and Endocrine Activity Screening."

Het NDSU-team ging op zoek naar BPA-alternatieven die waren afgeleid van biomassagrondstoffen versus fossiele brandstoffen. Ze creëerden een reeks nieuwe diolen (bouwstenen voor de organische chemie) uit gemakkelijk verkrijgbare grondstof hydroxymethylfurfural (HMF). HMF is een organische verbinding die wordt gevormd door dehydratatie van bepaalde suikers. Het wordt van nature aangetroffen wanneer suikerhoudende grondstoffen worden verwarmd en karamelisatie optreedt. Het komt van nature voor in koffie, gedroogd fruit en honing, evenals bijproducten zoals fructose-glucosestroop.

Analyse van de nieuwe diolen op endocriene activiteit en cytotoxiciteit werd uitgevoerd en drie op HMF gebaseerde diolen werden geïdentificeerd gezien hun gebrek aan negatief effect op endocriene activiteit. Deze potentiële vervangers voor BPA worden nu geëvalueerd in de NDSU-laboratoria voor hun toepassingen in coatings en polymeren.

"Deze diolen hebben een hoog potentieel als uitgangsmateriaal voor een aantal polymere materialen, " zei Sutton. "We zijn optimistisch nu we verder gaan met polymerisaties met behulp van onze van biomassa afgeleide diolen." Door natuurlijke diolen te vinden die niet dezelfde negatieve biologische reacties hadden als BPA, het onderzoek van het team is uniek.

"Het vinden van vervangers voor bisfenol-A is tegenwoordig een groot probleem, " zei Sibi. "We hebben nieuwe veiligere diolen gemaakt die aanvankelijk zijn beoordeeld op hun biologische activiteit, die ons werk echt onderscheidt van anderen in het veld. We geloven dat we een alternatief voor BPA hebben dat veilig is en niet afhankelijk is van fossiele brandstoffen, dat is een extra voordeel." Financiering werd verstrekt door het ND Centre of Research Excellence (CORE) Biobased Materials Science and Technology (BiMAT) en ondersteund door in natura en financiële bijdragen van AkzoNobel. Het project werd ook ondersteund door het ND EPSCoR Center voor duurzame materiaalkunde.