Ученые создали дешевый способ производства ключевого фармацевтического компонента из древесных отходов

Автор: Chem (2025). DOI: 10.1016/j.chempr.2025.102665

Одним из основных факторов, влияющих на цены фармацевтических препаратов, таких как средства для снижения холестерина и антибиотики, является стоимость производства и материалов. Исследователи из Института лесных биопродуктов Университета Мэна (FBRI) обнаружили устойчивый метод производства ключевого ингредиента для широкого спектра фармацевтических препаратов, который может помочь снизить высокие цены на рецептурные лекарства.

Среди наиболее дорогих лекарств — те, которые требуют наличия хирального центра — свойства, при котором молекула не может быть наложена на свое зеркальное отображение, как правая и левая руки. Хиральность может влиять на биологические эффекты препарата, включая эффективность, побочные эффекты и метаболизм. Высокая цена хиральных препаратов объясняется строительными блоками, используемыми во время синтеза, которые дороги в производстве из-за сложных реакций и путей очистки.

В новом исследовании, недавно опубликованном в журнале Chem, исследователи FBRI изучили новый, снижающий затраты путь производства одного из этих важнейших строительных блоков, (S)-3-гидрокси-γ-бутиролактона (HBL), из глюкозы с высокими концентрациями и выходами.

По словам исследователей, HBL является хиральным соединением, используемым для синтеза ряда важных препаратов, таких как статины, антибиотики и ингибиторы ВИЧ. Поскольку глюкозу можно получать из любого лигноцеллюлозного сырья — такого как древесная щепа, опилки, ветки деревьев или другая древесная биомасса — этот процесс открывает новые возможности для устойчивого производства HBL. Этот подход также потенциально может использоваться для производства других типов важных потребительских товаров.

«Если мы используем другие виды древесных сахаров, такие как ксилоза, которая является ненужным побочным продуктом производства целлюлозы и бумаги, мы ожидаем, что сможем производить новые химические вещества и строительные блоки, такие как экологически чистые чистящие средства или новые возобновляемые, перерабатываемые пластики», — сказал Томас Шварц, заместитель директора FBRI и доцент Колледжа инженерии и вычислительной техники Мэна, который был ведущим автором статьи.

Помимо использования в качестве хирального соединения, HBL был признан высокоценным предшественником для различных химических веществ и пластиков Министерством энергетики США. Предыдущие попытки устойчивого производства HBL достигли лишь ограниченного успеха из-за проблем безопасности, неэффективности или отсутствия рентабельности.

«Конкурирующие процессы либо приводят к низким выходам, либо используют опасные исходные материалы, либо просто являются дорогостоящими из-за выбранной схемы производства и низкого выхода», — сказал Шварц. «Коммерческий процесс дорог, потому что вам приходится добавлять хиральный центр к молекуле, что не происходит естественным образом с большинством нефтехимических продуктов».

Этот новый подход не только значительно сокращает выбросы парниковых газов, но и снижает затраты на производство более чем на 60% по сравнению с современными методами, использующими сырье, полученное из нефти. Процесс также может производить другие коммерчески важные химические вещества, такие как гликолевая кислота (GA), что открывает дополнительные экономические возможности.

Больше информации: Justin O. P. Waters et al, Production of biorenewable, enantiopure (S)-3-hydroxy-γ-butyrolactone for pharmaceutical applications, Chem (2025). DOI: 10.1016/j.chempr.2025.102665

Источник: University of Maine