研究人員開發出用楊樹生物質制造止痛藥的新方法

美國科學家開發了一種效益高、環境可持續的制藥方法，即用植物代替石油生產一種流行的止痛藥及其他有價值的產品。

這一發現建立在一種先前獲得專利的生產撲熱息痛（泰諾的活性成分）的方法基礎上，有望為世界上使用最廣泛的藥物之一開辟一條更環保的道路。

近日，相關研究成果發表在《化學化工》雜志上。

研究人員利用碾碎的楊樹生物質，將其轉化為撲熱息痛晶體以及其他有價值的產品。    圖片來源：威斯康星大學麥迪遜分校

撲熱息痛又稱對乙酰氨基酚，是使用最廣泛的藥物之一，每年的全球市值約為1.3億美元。自20世紀初推出以來，這種藥物傳統上是由煤焦油或石油的衍生物制作而成。

2019年，五大湖生物能源研究中心科學家Steven Karlen和威斯康星大學麥迪遜分校的生物化學教授John Ralph展示了如何用楊樹中的化合物通過一種眾所周知的化學反應來制造這種藥物。

現在，Karlen的團隊已經改進了撲熱息痛以及其他藥物、顏料、紡織品和可生物降解塑料的生產工藝，其累計市值超過15億美元。

撲熱息痛分子由一個六碳苯環和兩個化學基團（一個羥基和一個酰胺基）組成。楊樹的木質素會產生一種類似的化合物，稱為對羥基苯甲酸酯（pHB）。

木質素富含有價值的芳香化合物，可以取代許多石化產品，并為生物煉制提供額外的收入來源，使植物燃料更具成本競爭力。然而由于木質素的分子結構復雜且不規則，要將其分解成有用的成分十分困難。

通過化學處理，pHB相對容易被破壞，最初的研究表明，在化學上可以將其轉化為撲熱息痛，但Karlen表示，該過程并沒有將足夠的原材料轉化為最終產品。

為了解決這些難題，研究人員開發出一種不同以往的、更便宜的方法處理楊樹生物質，可以將幾乎所有的pHB轉化為另一種化學物質，然后將其轉化為撲熱息痛或其他用途的產品。

Karlen說：“這可以制造像黑色墨水等染料，也可以制造用于紡織品或材料應用的聚合物，還可以將其轉化為粘合劑或類似的東西。它擁有巨大的市場和價值。”

通過研究，科學家們成功地將90%的原材料轉化為撲熱息痛，使用的是比傳統純化技術更便宜的方法提取。Karlen說，應該可以將收益率提高到99%。

該工藝生產過程主要以水為基礎，使用綠色溶劑，實現連續反應，這使其成為工業應用的理想選擇。

相關論文信息：https://doi.org/10.1002/cssc.202400234