取代石化原料,科學家研究以植物合成止痛藥成分的方法

(圖:CHELSEA MAMOTT)

威斯康辛大學麥迪遜分校(University of Wisconsin–Madison)的約翰·拉爾夫教授(John Ralph)帶領的研究團隊,研究出以植物為前驅物合成出止痛藥重要成分——乙醯胺酚(acetaminophen)的方法。有望取代目前以石油產品為原料的合成方法,同時也能將難以處理的木質素轉變為有用的藥品,一次解決兩個令科學家頭痛的問題。

木質素

拉爾夫教授表示:「木質素(lignin)是一種非常複雜的有機聚合物。一個植物當中沒有完全相同的木質素分子結構。其提供了植物在保護自身上非常有效的結構,但對我們而言將其分解成有用的材料相當困難。」

木質素強韌的特性對於生質能源的研究人員一直是非常頭痛的問題,往往將植物中能轉成燃料的糖分用完後,只能將剩下的木質素燃燒來產生能量。因此,此次研究團隊找到能以木質素為前驅物,合成出乙醯胺酚,將能減少這些木質素的浪費。

乙醯胺酚

乙醯胺酚的結構是由一個苯環(benzene)接上一個羥基(hydroxyl),並在對位上接上醯胺基(amide)。而研究人員使用的植物原料——白楊樹,在其木質素上接著的對羥基苯甲酸(p-hydroxybenzoate)具有相當類似的結構。

拉爾夫教授表示,雖然木質素本身不好分解處理,但連接在上面的對羥基苯甲酸則相對好分離出來使用。藉此,研究團隊研究出了一系列的合成方法,將對羥基苯甲酸轉換為乙醯胺酚,此方法並不昂貴。

生物精練

透過使用可再生、永續的資源來合成乙醯胺酚,取代過去使用的石油原料,在生物精練(biorefining)而言是相當大的改善,能夠減少石油原料的使用,並更進一步利用廢棄的生物原料。此外,使用對羥基苯甲酸作為前驅物還有另一個勝過石油原料的益處,其化學結構更接近欲得到的產物,能免去一系列石油原料合成中剝離基本分子骨架,再合成所需化合物的程序。

研究人員已將此合成方法申請專利,目前正在更進一步改善這種合成方法,以提升產率和純度。

參考資料:

  1. Relieving two headaches with one process. (n.d.). WISC
Kyle
編輯,臺灣科技大學材料科學與工程系學生,平日喜歡閱讀、騎車,衝浪。

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