Plastikmüll wird in Baustellen für Krebsmedikamente umgewandelt.

Plastikmüll wird in Baustellen für Krebsmedikamente umgewandelt.

Revolutionäre Entdeckung der Universität St. Andrews

Eine bahnbrechende Entdeckung der Universität St. Andrews hat einen Weg gefunden, gewöhnlichen Haushaltsplastikabfall in die Grundlage für Medikamente gegen Krebs zu verwandeln.

Plastikabfall und Recyclingmethoden

Haushalts-PET (Polyethylenterephthalat) Abfälle, wie Plastikflaschen und Textilien, können auf zwei Hauptarten recycelt werden: mechanisch oder chemisch.

• Mechanisches Recycling: Hierbei wird der Plastikabfall zerkleinert und wiederverwendet, ohne die chemische Struktur zu verändern.
• PET chemisch recyceln: Dabei werden die langen Polymerketten von PET in einzelne Einheiten, die man Monomere nennt, oder in andere wertvolle Chemikalien zerlegt.

Neue Erkenntnisse zur Umwandlung von PET-Abfall

Heute veröffentlicht in Angewandte Chemie International Edition, entdeckten Forscher, dass durch einen ruthenium-katalysierten Halbhydrierungsprozess PET-Abfall in eine wertvolle Chemikalie, Ethyl-4-hydroxymethylbenzoat (EHMB), umgewandelt werden kann.

Bedeutung von EHMB

Bemerkenswerterweise dient EHMB als ein wichtiges Zwischenprodukt zur Synthese mehrerer wichtiger Verbindungen, darunter:

• Das Krebsmedikament Imatinib
• Tranexamsäure, die bei der Blutgerinnung hilft
• Das Insektizid Fenpyroximate

Derzeit werden solche Medikamente aus fossilen Rohstoffen hergestellt, häufig unter Verwendung gefährlicher Reagenzien, die beträchtliche Abfälle produzieren. Diese bahnbrechende Forschung bietet erhebliche ökologische Vorteile im Vergleich zu herkömmlichen industriellen Methoden zur Herstellung von EHMB.

Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft

Zusätzlich entdeckten die Forscher, dass EHMB in ein neues, recycelbares Polyester umgewandelt werden kann.

„Wir sind begeistert von dieser Entdeckung, die PET-Abfälle als vielversprechenden neuen Rohstoff für die Herstellung hochgradiger pharmazeutischer Wirkstoffe und Agrochemikalien neu interpretiert. Obwohl chemisches Recycling eine Schlüsselstrategie zum Aufbau einer Kreislaufwirtschaft ist, mangelt es vielen aktuellen Technologien an wirtschaftlicher Machbarkeit. Durch die Umwandlung von Plastikabfällen in hochwertige Produkte statt in die gleiche Art von Kunststoffen, könnten solche Prozesse den Übergang zu einer Kreislaufwirtschaft erheblich beschleunigen.“

Dr. Amit Kumar, Hauptautor der Studie, School of Chemistry, St. Andrews

Effizienz von Katalysatoren

Der Leiter der Kooperationspartnerorganisation, TU Delft in den Niederlanden, Professor Evgeny Pidko, sagte: „Um die katalytische Umwandlung praktikabel zu machen, muss der Katalysator effizient bei niedrigen Mengen arbeiten und lange aktiv bleiben. Alle Katalysatoren deaktivieren sich irgendwann, daher ist es entscheidend, zu verstehen, wann und wie dies geschieht, um die Umwandlungszahlen auf reale Anwendungen zu bringen. In dieser Studie kombinierten wir detaillierte kinetische und mechanistische Analysen, um das Verhalten des Katalysators unter den Reaktionsbedingungen zu verstehen und verwendeten dieses Wissen, um das System auf Rekord-Umwandlungszahlen von bis zu 37.000 zu optimieren.“

Dr. Benjamin Kuehne und Dr. Alexander Dauth von der Kooperationspartnerorganisation, dem chemischen und pharmazeutischen Unternehmen Merck KGaA, sagten: „Die pharmazeutische Herstellung erzeugt erhebliche Mengen an Abfall pro Kilogramm Produkt, was den dringenden Bedarf an innovativen nachhaltigen chemischen Prozessen und Rohstoffen mit geringerem ökologischen Fußabdruck unterstreicht.“

Quellen: