Ερευνητική ομάδα από την Πολωνική Ακαδημία Επιστημών ανέπτυξε μια καινοτόμο και φιλική προς το περιβάλλον μέθοδο για τη σύνθεση πολύτιμων φαρμακευτικών ενώσεων, αξιοποιώντας ανανεώσιμες βιολογικές πρώτες ύλες σε συνδυασμό με φως και υπέρηχους.
Οι σχετικές μελέτες, οι οποίες δημοσιεύθηκαν στα επιστημονικά περιοδικά Ultrasonics Sonochemistry και Chemistry-A European Journal, καταδεικνύουν πώς η πράσινη χημεία μπορεί να αντικαταστήσει τα ορυκτά καύσιμα και τα τοξικά μέταλλα στην παραγωγή ουσιών που σχετίζονται με την επούλωση πληγών και την αντιμετώπιση νευροεκφυλιστικών παθήσεων.
Αξιοποίηση της λιγνίνης και της χιτοζάνης
Στο επίκεντρο των ερευνών βρίσκεται η λιγνίνη, ένα από τα αφθονότερα πολυμερή στη φύση και κύριο παραπροϊόν της επεξεργασίας ξύλου, η οποία παραδοσιακά απορρίπτεται ή καίγεται ως καύσιμο. Επιστήμονες με επικεφαλής τον Juan Carlos Colmenares χρησιμοποίησαν τις αρωματικές δομές της λιγνίνης ως δομικά στοιχεία, συνδυάζοντάς τα με κελύφη καρκινοειδών για τη δημιουργία προηγμένων καταλυτών χωρίς τη χρήση μεταβατικών μετάλλων.
Στην πρώτη μελέτη, η ερευνητική ομάδα μετέτρεψε την κωνιφερική αλκοόλη σε αφυδροδικωνιφερική αλκοόλη (DHCA) επιτυγχάνοντας πλήρη μετατροπή του υποστρώματος.
Η ουσία αυτή έχει βρεθεί στο επίκεντρο προκλινικών ερευνών για την επούλωση πληγών και τη ρύθμιση των οστούν. Σε δεύτερη φάση, οι επιστήμονες δημιούργησαν έναν υβριδικό καταλύτη από λιγνίνη και χιτοζάνη για να συνθέσουν διαποκυνίνη με εξαιρετικά υψηλή εκλεκτικότητα, μια ένωση που μελετάται για τον περιορισμό των βλαβερών δραστικών μορφών οξυγόνου.
Ο μηχανισμός της φωτοϋπερηχοχημείας
Η επιτυχία της μεθόδου οφείλεται στη συνεργιστική δράση του φωτός και των υπερήχων. Το φως ενεργοποιεί τον καταλύτη, ενώ οι μη ανιχνεύσιμοι από το ανθρώπινο αυτί υπέρηχοι προκαλούν σπηλαίωση, σχηματίζοντας μικροσκοπικές φυσαλίδες που καταρρέουν βίαια και απελευθερώνουν τοπικά τεράστια ποσά ενέργειας.
Με τον τρόπο αυτό επιτυγχάνονται κρίσιμες χημικές αντιδράσεις χωρίς να εκτίθεται ολόκληρο το σύστημα σε ακραίες θερμοκρασίες ή σε ισχυρά οξειδωτικά. Παρά το γεγονός ότι οι τεχνικές αυτές βρίσκονται προς το παρόν σε επίπεδο εργαστηριακής απόδειξης, προσφέρουν μια βιώσιμη εναλλακτική λύση για τη φαρμακευτική έρευνα και τη βιομηχανία ειδικών χημικών προϊόντων.
