Acetaminophen - den aktive ingrediensen i mange amerikaners smertelindrende middel, Tylenol - stammer typisk fra en overraskende kilde: kulltjære, en tyktflytende væske produsert når oksygenfratatt kull blir utsatt for høy varme.
Men en ny metode utviklet av forskere ved University of Wisconsin – Madisons Great Lakes Bioenergy Research Center (GLBRC) tilbyr et miljøvennlig alternativ til denne fossile brenselstunge prosessen, og trekker på en naturlig forbindelse avledet fra plantemateriale for å syntetisere den populære medisinen. Per en pressemelding er teknikken skissert i et patent som nylig ble tildelt et team ledet av UW-Madison biokjemiker John Ralph.
Ralph - sammen med biokjemikeren Justin Mobley, som nå er ved University of Kentucky, og GLBRC forsker Steven Karlen - bestemte seg for å eksperimentere med utklipp, som er små molekyler knyttet til lignin (en rik, men likevel vanskelig å administrere polymer som lager planter etter å ha hatt et "eureka-øyeblikk" midt i en samtale, rapporterer Stephanie Blaszczyk for Milwaukee Journal Sentinel.
"[Ralph] begynte å snakke om utklipp, og jeg sa hvorfor gjør vi ikke noe ut av dette, " sier Mobley, nå forsker ved University of Kentucky, til Blaszczyk. "Så vi valgte acetaminophen som et fengende mål som folk har hørt og bryr seg om."
I UW-Madison-uttalelsen beskriver Ralph lignin som en "ekstremt kompleks, rotete polymer ... veldig effektiv for å gi strukturen og forsvaret for anlegget", men vanskelig å dele opp i brukbare komponenter. Ifølge David Wahlberg fra Madison.com, gjør denne kvaliteten lignin til en hodepine for forskere, som er avhengige av plantesukker som finnes i bioenergiavlinger for å produsere biodrivstoff, men finner seg ikke i stand til effektivt å bruke den resterende polymeren som deretter blir brent for energi.
For å omgå denne bortkastetheten skapte forskerne en streng kjemiske reaksjoner som er i stand til å konvertere utklippsmolekyler - såkalt fordi p-hydroksybenzoatstrukturene som er festet til lignin, er "ganske enkle å klemme av som en ganske ren strøm", slik Ralph forklarer i uttalelse - til acetaminophen. Blaszczyk skriver at teamet fullførte denne oppgaven på bare tre trinn, og fulgte den samme etablerte prosessen som ble brukt med kulltjære, så den eneste delen "som endret seg var kildematerialet."
Både p-hydroksybenzoat og acetaminophen har relativt enkle former, hvor sistnevnte viser seg som en seks-karbonbenzenring med to mindre kjemiske grupper festet. Gitt likhetene mellom de to komponentenes strukturer, kan det planteavledede materialet faktisk være en fordel i forhold til fossilt brensel-avledet kulltjære. Mens dette mer komplekse petrokjemiske må strippes ned til dets molekylære ryggmarger før det bygges tilbake i den ønskede forbindelse, har ligninbaserte molekyler allerede noe av den ønskede strukturen.
Foreløpig jobber forskerne med å raffinere metoden sin og forbedre både utbyttet og renheten av planteavledet acetaminophen. Selv om det dyrere fornybare alternativet neppe vil erstatte den billigere kulltermetoden når som helst, sier Ralph til Journal Sentinels Blaszczyk at "på et tidspunkt kan det være tilfelle at vi helt hindres i å bruke fossilt brensel.
"Vi er ikke i nærheten av det nå, " avslutter han, "... men det er nesten uunngåelig. Å forberede oss på en fremtid der ressursene våre er avledet bærekraftig virker forsvarlig. ”
