圣安德鲁斯大学领导的一项突破性发现找到了将普通家庭塑料废物转化为抗癌药物基础材料的方法。
家庭PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)废物,如塑料瓶和纺织品,主要有两种回收方式:机械回收或化学回收。化学回收将PET的长聚合物链分解成称为单体的单个单元或转化为其他有价值的化学品。
今日发表在《德国应用化学国际版》(Angewandte Chemie International Edition)的研究发现,通过使用钌催化半氢化工艺,PET废物可被解聚为一种有价值的化学物质——乙基-4-羟甲基苯甲酸酯(EHMB)。
值得注意的是,EHMB是合成多种重要化合物的关键中间体,包括畅销抗癌药物伊马替尼、促进血液凝固的氨甲环酸药物基础成分以及杀虫剂芬吡酯。
目前,这类药物通常使用化石衍生原料制造,常需使用危险试剂并产生大量废物。这项突破性研究相比传统工业生产EHMB的方法具有显著的环境效益,这一点已通过精简生命周期评估方法中的比较热点分析得到证实。该分析能快速确定产品生命周期中造成最大环境影响的部分,从而明确哪些改进最为关键。
此外,研究人员还发现EHMB可转化为一种新型可回收聚酯。
该论文的主要作者、圣安德鲁斯大学化学学院的阿米特·库马尔博士表示:"我们对这一发现感到振奋,它将PET废物重新构想为生产高价值活性药物成分(API)和农用化学品的有前途的新原料。虽然化学回收是构建循环经济的关键策略,但许多现有技术缺乏强大的经济可行性。通过使塑料废物升级为优质产品,而非重复生产同类塑料,此类工艺能够切实加速向循环经济的转型。"
合作机构荷兰代尔夫特理工大学的负责人埃夫根尼·皮德科教授表示:"要使催化升级回收变得实用,催化剂必须在低负载下高效运行并长期保持活性。所有催化剂最终都会失活,因此了解何时以及如何发生这种情况对于将周转次数提升至实际应用相关水平至关重要。在本研究中,我们结合详细的动力学和机理分析来理解反应条件下的催化剂行为,并利用这些知识将系统优化至高达37,000的创纪录周转次数。这强调了基础机理洞察对优化催化剂耐久性和整体工艺效率的重要性。"
合作机构、化工和制药公司默克公司的本杰明·库恩博士和亚历山大·道斯博士表示:"制药生产每千克产品产生大量废物,这突显了对具有减少环境足迹的创新可持续化学工艺和原料的迫切需求。"
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