El popular analgésico paracetamol, también conocido como acetaminofén, siempre se ha elaborado a partir de sustancias químicas derivadas del alquitrán de hulla o del petróleo crudo, que son perjudiciales para el medio ambiente. Ahora los investigadores han ideado una forma más ecológica de producir la droga utilizando madera del álamo.
Sintetizado por primera vez en el siglo XIX, el paracetamol, conocido en Estados Unidos y Japón como acetaminofén, es uno de los más comúnmente utilizado medicamentos de venta libre para el dolor y la fiebre en el mundo. Vendido como Tylenol y Panadol, incluso aparece en la lista de la Organización Mundial de la Salud. Lista modelo de medicamentos esenciales.
Lo (malo) del paracetamol es que, como la mayoría de los productos farmacéuticos, proviene de petroquímicos no renovables. De hecho, solía ser conocido como ‘analgésico de alquitrán de hulla‘ porque el material de partida para el fabricación comercial del paracetamol es el fenol, derivado de la destilación del alquitrán de hulla, que posee propiedades analgésicas. Estos días, fenol industrial Generalmente se sintetiza a partir de petróleo crudo en lugar de alquitrán de hulla, que todavía plantea problemas medioambientales.
Dado el suministro limitado de combustibles fósiles del planeta y el desafío global de lograr emisiones netas cero, investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison han ideado una forma más ecológica de producir paracetamol: los árboles.
En 2019un equipo dirigido por John Ralph, profesor de bioquímica en la Universidad de Washington-Madison, y Steven Karlen, científico del Centro de Investigación de Bioenergía de los Grandes Lagos, obtuvo una patente por su método de sintetizar paracetamol a partir de lignina, una clase de polímero orgánico complejo que actúa como «columna vertebral» de ciertas plantas. Desde entonces, han seguido perfeccionando el proceso.
Primero, algo de química. La molécula de paracetamol (norte-acetoxi-pag-aminofenol) consta de un anillo de benceno de seis carbonos con dos grupos químicos unidos: un grupo hidroxilo y un grupo amida. La lignina que se encuentra en los álamos produce un compuesto similar, pag-hidroxibenzoato (pagMEDIA PENSIÓN). Sin embargo, dada su estructura molecular compleja e irregular, es difícil descomponer la lignina en componentes útiles.
A la altura del desafío, los investigadores desarrollaron una forma de descomponer el pHB en otra sustancia química y luego convertirlo en paracetamol (u otros productos que tienen otras aplicaciones).
«Se pueden fabricar tintes como tinta negra, polímeros que se pueden utilizar en textiles o aplicaciones de materiales, convertirlos en adhesivos o cosas así», dijo Karlen. «Tiene un mercado enorme y un gran valor».
Hay más química aquí; no dudes en omitirlo si no te interesa. El método tiene tres etapas de procesamiento. En el primero, el vegetal pagHB se descompone en pag-hidroxibenzamida (pagHBA). En la segunda etapa, un proceso de reacción continuo convierte pagHBA a pag-aminofenol y recupera lo que no ha reaccionado pagHBA. (En una reacción continua, todas las operaciones químicas ocurren juntas y el material procesado no se divide en porciones separadas como en una reacción por lotes). La tercera etapa implica la acetilación. pag-aminofenol a paracetamol.
Los investigadores encontraron que este proceso produjo una pagRendimiento de HBA a paracetamol de alrededor del 90 %, con una pureza de paracetamol superior al 95 %. Karlen afirma que con más trabajo debería ser posible aumentar el rendimiento hasta el 99%.
En comparación con los enfoques tradicionales, el nuevo método tiene varias ventajas. Es más barato, principalmente a base de agua, depende de solventes ecológicos y es una reacción continua en lugar de por lotes, lo que lo hace ideal para aplicaciones industriales.
“Hicimos la I+D [research and development] escalarlo y hacerlo realizable”, dijo Karlen. “Mientras corto el árbol, puede alimentar directamente un reactor que extrae la benzamida. Así que nunca te detendrás. Tan rápido como sus camiones entren y llenen esa tolva, podrá seguir procesando”.
En 2022, el mercado mundial de pagEl HBA pesaba alrededor de 42.500 toneladas y estaba valorado entre 66 y 85 millones de dólares. Los investigadores calculan que se necesitarían 10 biorrefinerías procesando 1.000 toneladas/día de madera de álamo con una pagnivel de HBA de 1,2% en peso para satisfacer esa demanda. Sugieren que la construcción de una red de biorrefinerías más pequeñas para alimentar refinerías centrales más grandes para convertir los productos sería una opción viable y ampliaría la escala del mercado de productos de alrededor de 85 millones de dólares a 1.500 millones de dólares. Y, dicen, los otros productos valiosos que pueden producirse mediante el proceso también tienen el potencial de agregar valor.
El estudio fue publicado en la revista ChemSusChem.