Gängige Medikamente wie Paracetamol und Ibuprofen können aus einer Chemikalie aus Kiefernholz statt aus Rohölprodukten hergestellt werden.

  • Terpentin ist ein Abfallprodukt der Papierindustrie und wird üblicherweise zur Energiegewinnung verbrannt.
  • Weltweit werden rund 350.000 Tonnen Terpentin produziert – genug, um den weltweiten Bedarf an Paracetamol und Ibuprofen (~100.000 Tonnen) zu decken.
  • Ein neues Verfahren wandelt einen Bestandteil von Terpentin (β-Pinen) in eine Reihe wertvoller chemischer Ausgangsstoffe für Parfüme, Kunststoffe und Arzneimittel um, darunter Paracetamol und Ibuprofen.
  • Terpentin ist ein biologisch erneuerbarer, nachhaltiger Ausgangsstoff, der Erdölprodukte ersetzen könnte und nicht den Preisschwankungen von Erdöl unterliegt.

Ein Wissenschaftlerteam hat einen Weg gefunden, zwei der weltweit am häufigsten eingesetzten Schmerzmittel, Paracetamol und Ibuprofen, aus einer in Kiefern vorkommenden Verbindung herzustellen, die gleichzeitig ein Abfallprodukt der Papierindustrie ist.

Es ist vielleicht nicht allgemein bekannt, dass viele gängige Arzneimittel unter Verwendung chemischer Vorläufer hergestellt werden, die aus Rohöl gewonnen werden. Dies stellt angesichts des weltweiten Ziels „Net Zero“ eine Nischenherausforderung in Sachen Nachhaltigkeit dar.
Das Forschungsteam hat eine Methode zur Herstellung einer Reihe pharmazeutischer Vorläufer aus biologisch erneuerbarem β-Pinen entwickelt, einem Bestandteil von Terpentin, einem Abfallprodukt der Papierindustrie (jährliche Produktion> 350.000 Tonnen).

Sie wandelten β-Pinen erfolgreich in zwei alltägliche Schmerzmittel um, Paracetamol und Ibuprofen, die jährlich in Mengen von etwa 100.000 Tonnen produziert werden.

Darüber hinaus gelang es ihnen, eine Reihe weiterer chemischer Vorläufersubstanzen aus Terpentin zu synthetisieren, darunter 4-HAP (4-Hydroxyacetophenon), die Vorstufe von Medikamenten wie Betablockern und dem Asthmamittel Salbutamol, sowie weiterer Substanzen, die häufig für Parfüms und Reinigungsprodukte verwendet werden.

Sie hoffen, dass dieser nachhaltigere „Bioraffinerie“-Ansatz den Bedarf an Rohölprodukten in der chemischen Industrie ersetzen könnte.

Dr. Josh Tibbetts, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Fachbereich Chemie der Universität, sagte: „Die Verwendung von Öl zur Herstellung von Arzneimitteln ist nicht nachhaltig. Sie trägt nicht nur zu steigenden CO2-Emissionen bei, sondern der Preis schwankt auch dramatisch, da wir in hohem Maße von der geopolitischen Stabilität der Länder mit großen Ölreserven abhängig sind. Und die Kosten werden nur noch weiter steigen.“

„Anstatt noch mehr Öl aus dem Boden zu fördern, wollen wir dies künftig durch ein ‚Bioraffinerie‘-Modell ersetzen.

„Unser auf Terpentin basierendes Bioraffineriemodell nutzt chemische Abfallnebenprodukte aus der Papierindustrie, um ein Spektrum wertvoller, nachhaltiger Chemikalien herzustellen, die in einer breiten Palette von Anwendungen von Parfüms bis Paracetamol eingesetzt werden können.“

Anstatt Chemikalien in einen großen Reaktor zu geben, um separate Produktchargen herzustellen, werden bei dieser Methode kontinuierliche Durchflussreaktoren verwendet. Dies bedeutet, dass die Produktion ohne Unterbrechungen erfolgen und leichter hochskaliert werden kann.

Zwar ist das Verfahren in seiner derzeitigen Form möglicherweise teurer als die Verwendung von Rohstoffen auf Ölbasis, doch sind die Verbraucher möglicherweise bereit, für nachhaltigere Arzneimittel, die vollständig pflanzlichen Ursprungs sind, einen etwas höheren Preis zu zahlen.

Die vom Engineering and Physical Sciences Research Council finanzierte Forschung wurde in der Zeitschrift ChemSusChem veröffentlicht.
Referenz

Joshua Dale Tibbetts, Marc Hutchby, William B. Cunningham, Robert SL Chapman, Gabriele Kociok-Köhn, Matthew G. Davidson, Steven Dean Bull (2023) „Nachhaltige Synthesen von Paracetamol und Ibuprofen aus biologisch erneuerbarem β-Pinen“ ist in ChemSusChem veröffentlicht