Acetaminophen, loại thuốc giảm đau phổ biến, thường được sản xuất từ các hóa chất có nguồn gốc từ nhựa than đá hoặc dầu thô gây hại cho môi trường. Hiện nay, các nhà khoa học Hoa Kỳ đã tìm ra cách sản xuất thuốc theo hướng xanh hơn nhờ sử dụng gỗ từ cây dương.

Paracetamol được tổng hợp lần đầu tiên vào những năm 1800 và được biết đến ở Hoa Kỳ và Nhật Bản với tên gọi Acetaminophen, một trong những loại thuốc không kê đơn phổ biến trên thế giới có tác dụng giảm đau và hạ sốt. Acetaminophen được bán dưới dạng Tylenol và Panadol và thậm chí còn xuất hiện trong Danh mục các loại thuốc thiết yếu của Tổ chức Y tế Thế giới.

Tuy nhiên, giống như hầu hết các loại dược phẩm, điểm hạn chế của Paracetamol là có nguồn gốc từ hóa dầu không thể tái tạo. Trên thực tế, nó từng được biết đến là loại thuốc giảm đau từ nhựa than đá vì nguyên liệu ban đầu để sản xuất thương mại paracetamol là phenol (thành phần giảm đau), thu được từ quá trình chưng cất nhựa than đá. Hiện nay, phenol công nghiệp thường được tổng hợp từ dầu thô, mà không phải từ nhựa than đá, vẫn gây ra các vấn đề về môi trường.

Do nguồn cung cấp nhiên liệu hóa thạch của hành tinh có hạn và thách thức toàn cầu trong việc đạt được mục tiêu phát thải ròng bằng 0, các nhà nghiên cứu tại Đại học Wisconsin-Madison, Hoa Kỳ đã nghĩ ra cách sản xuất Paracetamol xanh hơn từ cây xanh.

Năm 2019, nhóm nghiên cứu do John Ralph, giáo sư hóa sinh tại UW-Madison và Steven Karlen, nhà khoa học tại Trung tâm Nghiên cứu năng lượng sinh học Great Lakes, dẫn đầu, đã được cấp sáng chế cho phương pháp tổng hợp paracetamol từ lignin, loại polyme hữu cơ phức hợp hoạt động như “xương sống” cho một số loại thực vật. Kể từ đó, họ tiếp tục cải tiến quy trình. Lignin trong cây dương sản sinh một hợp chất tương tự có tên là p-hydroxybenzoate (pHB). Tuy nhiên, do cấu trúc phân tử phức tạp và không đều, lignin khó phân hủy thành các thành phần hữu ích.

Trước thách thức này, các nhà nghiên cứu đã phát triển phương pháp phân hủy pHB thành một hóa chất khác và sau đó, chuyển đổi thành acetaminophen (hoặc các sản phẩm có ứng dụng khác). Phương pháp này có ba giai đoạn xử lý. Đầu tiên, pHB có nguồn gốc từ thực vật được phân hủy thành p-hydroxybenzamide (pHBA). Ở giai đoạn thứ hai, quá trình phản ứng liên tục chuyển đổi pHBA thành p-aminophenol và thu hồi pHBA không phản ứng. Giai đoạn thứ ba liên quan đến quá trình acetyl hóa p-aminophenol thành acetaminophen.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng quá trình này đạt khoảng 90% hiệu suất chuyển đổi pHBA thành paracetamol với độ tinh khiết của paracetamol cao hơn 95%. Hiệu suất có thể đạt 99% nếu tiếp tục nghiên cứu. So với các phương pháp truyền thống, phương pháp mới có một số lợi ích như giá thành rẻ vì chủ yếu sử dụng nước, các dung môi xanh và phản ứng liên tục nhưng không phải theo mẻ, nên lý tưởng cho các ứng dụng công nghiệp.

Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí ChemSusChem.

N.P.D (NASATI), theo Newatlas, 4/2024