化学界正在发生一场伟大的小革命，其中心是威斯康星大学麦迪逊分校的一个实验室。在这里，一组科学家取得了一项发现，该发现可能永远改变我们生产止痛药（及更多）、燃料和许多其他必需产品的方式。他们的直觉？使用木材，特别是杨树，作为高价值物质（如扑热息痛）的原材料。
这还不是全部：他们的创新化学工艺还允许从木材中获取染料、粘合剂、可生物降解塑料等。这一突破有望使这些产品更便宜、更环保并且更少依赖石油。这可能会给生物燃料的生产带来新的活力，最终使它们与化石燃料竞争。
从石油到杨树：扑热息痛的新来源
扑热息痛，也称为对乙酰氨基酚，是世界上最常用的药物之一。 它的全球市场价值每年约为130亿美元。 它是广泛使用的药物的活性成分，如 Tachipirina、Efferalgan、Tachiflu、Zerinol、Neoborocillina 和国外的 Tylenol。
自推出以来（900 年代初），这种药物传统上是由煤焦油或石油衍生物生产的。 在2019，第一个信号： 史蒂文·卡伦 e 约翰·拉尔夫分别是威斯康星大学麦迪逊分校的研究员和生物化学教授，展示了如何通过已知的化学反应从杨树中的化合物中获得扑热息痛。
现在卡伦的团队改进了工艺，生产扑热息痛和其他止痛药、颜料、织物和可生物降解塑料，累计市场价值超过1,5亿欧元。 我将在此处链接搜索。
卡伦表示，该产品组合可以支持数十家小型生物精炼厂流入更大的中心，而不会导致市场饱和。
木质素再次成为主角：珍贵化合物的矿藏
这项创新的关键在于木质素，它是将植物糖结合在一起并提供结构的细胞壁部分。木质素，已经研究过 用于生产革命性电池，富含有价值的芳香族化合物，可以替代许多石化产品，并为生物炼制厂提供额外的收入来源，使植物燃料具有成本竞争力。
挑战？将复杂且不规则的分子链分解为有用的成分。现在我们发现 对羟基苯甲酸酯 (pHB)是一种在杨木木质素中发现的类似扑热息痛的化合物，通过化学处理相对容易获得。
来自树的止痛药和可能性
虽然最初的发现表明，在化学上可以将 pHB 转化为扑热息痛，但该过程确实没有将足够的原材料转化为最终产品。
现在，研究人员 维塔利·蒂莫欣 发现用不同（且更便宜）的方法处理杨树生物质可以将几乎所有 pHB 转化为另一种化学物质，然后可以在其他应用中转化为对乙酰氨基酚或价值较低的分子。
你可以制造止痛药、黑色墨水等染料、可用于织物或材料的聚合物，将其转化为粘合剂或类似的东西。它有着巨大的市场和巨大的价值。
通过连续反应器回收未反应的产物，科学家们 他们设法将 90% 的原材料转化为扑热息痛，他们使用比传统纯化技术更经济的方法提取。 卡伦说，应该可以将良率提高到 99%。
从杨树中获取止痛药等的过程：绿色且可工业化
该工艺主要以水为基础，依赖绿色溶剂，并且是连续的而不是间歇的，使其成为工业应用的理想选择。因此，威斯康星州校友研究基金会现在正在为其申请专利，该基金会是一个非营利组织，致力于将大学的发现商业化以支持正在进行的研究。
这是什么意思？这意味着我们很快就会看到新一代小型生物精炼厂的诞生，能够将木材转化为无数有价值的产品，创造新的就业机会和经济机会，特别是在农村和林业地区。
止痛药是新的、微妙的绿色平衡的中心
杨树是一种具有特殊特性的树，使其具有多种用途。从纺织纤维到家具，从木浆到二氧化碳封存。它每年生长一米，可以快速旋转，我们也不会因为将其用作止痛药而冒加速森林砍伐的风险。
当然，道路还很长，也并非没有障碍。需要投资、有远见的政策以及研究、行业和政府之间的合作，才能将这一有希望的发现转化为所有人都能获得的广泛现实。
威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员采取的步骤似乎指向了正确的方向：绿色化学不再是例外，而是规则。 石油也会带来痛苦。
