Forskare har identifierat en enstegsprocess för att omvandla ett växtbaserat socker till en kemisk förening som kan användas för att tillverka andra ämnen, inklusive ett naturligt läkemedel för behandling av tillstånd som medfödd hjärtsjukdom och erektil dysfunktion.

Tohoku University och FromSeeds Corporation i Japan fann att uppvärmning av en sockerhaltig lösning från biomassa producerade den användbara föreningen utan behov av andra katalysatorer, enligt en studie publicerad i Bulletin of the Chemical Society of Japan.

Biomassa, såsom djurgödsel, skördeavfall, och skogsskräp, används för energiproduktion och andra industriella processer, eller som råvara vid kemisk tillverkning. Glukos från sockerrörs- och majsavfall, till exempel, kan användas för tillverkning av kemikalier som etanol (används som ett antiseptiskt medel), karboxylsyra (används i läsk) och furfural (används som ogräsmedel).

Hitoshi Kasai från Tohoku University's Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials och kollegor ville utveckla ett förenklat tillvägagångssätt för att göra produkter från biomassa-härledda föreningar som sedan kan användas för att tillverka andra finkemikalier.

Deras är en enkel ettstegsmetod som omvandlar sockret 2-deoxi-d-glukos, som kan framställas av d-glukos, till en förening som kallas 4-hydroxi-2-(hydroximetyl)cyklopent-2-en-1-on. Processen innebär att en vattenhaltig lösning av 2-deoxi-d-glukos upphettas till 140°C i 28 timmar, att omvandla 80 procent av sockret till den andra föreningen. Uppvärmning av sockret till 160°C i sju timmar ger ett utbyte på 74 procent. Deras metod, som liknar en tryckkokare, använder lägre temperatur och tryck än de som används i allmänna biomassaprocesser, och använder inte katalysatorer. En tidigare studie rapporterade att man producerade den andra föreningen från kininsyra med en tiostegsprocess med ett utbyte på endast 3,5 procent.

Teamet visade sedan att 4-hydroxi-2-(hydroximetyl)cyklopent-2-en-1-on kunde omvandlas till prostaglandin E1, en förening som används som ett naturligt läkemedel för att behandla tillstånd som erektil dysfunktion hos män och en typ av medfödd hjärtsjukdom hos spädbarn.

Forskarna räknar med att 4-hydroxi-2-(hydroximetyl)cyklopent-2-en-1-on kan användas som en viktig byggsten för tillverkning av andra användbara föreningar. "Vi är övertygade om att forskning om omvandling av modifierade sockerarter kommer att leda till upptäckten av mer värdefulla föreningar inom biomassakemi, " avslutar de.