Химия, которая лечит и очищает: в Сибири создали катализаторы, превращающие отходы в лекарственные вещества

В Новосибирске учёные сделали шаг к развитию отечественной химии из возобновляемого сырья. Исследователи Федерального исследовательского центра "Институт катализа СО РАН" разработали новые катализаторы, позволяющие получать фурфуриловый спирт и метилфуран — вещества, используемые при синтезе лекарств и других химических продуктов.

Из чего всё начинается: фурфурол и его потенциал

Фурфурол — органическое соединение, производимое из побочных продуктов сельского хозяйства и деревообработки. Из стеблей кукурузы, шелухи овса или опилок можно извлечь этот редкий альдегид, который становится сырьём для десятков соединений, востребованных в фармацевтике и промышленности.

Сегодня во всём мире фурфурол рассматривается как альтернатива нефтяному сырью: из него синтезируют спирты, растворители, ароматические вещества и даже компоненты биотоплива. Но в России направление переработки фурфурола пока развито слабо — по данным института, в стране действует лишь один завод.

"Специалисты создали новые экологичные и доступные катализаторы для получения фурфурилового спирта и 2-метилфурана. Они содержат переходные металлы, такие как медь, никель, кобальт, железо, алюминий", — сообщили в пресс-службе Института катализа СО РАН.

Почему фурфурол важен именно сейчас? Потому что он создаёт основу для экологичного производства: из растительных остатков можно получать ценные вещества без нефтехимии. Это направление становится стратегическим для стран, развивающих "зелёные" технологии.

Как работают новые катализаторы

Разработанные катализаторы основаны на переходных металлах — меди, никеле, кобальте, железе и алюминии. Они ускоряют превращение фурфурола в производные спирты и фураны, сохраняя чистоту реакции и снижая количество побочных продуктов.

По данным института, чистота получаемого вещества достигает 80-100 %, что выводит процесс на уровень промышленных технологий. Это позволяет рассматривать новосибирскую разработку как альтернативу импортным решениям, требующим редких и дорогих компонентов.

Можно ли масштабировать процесс уже сейчас? Да, катализаторы не требуют сложных установок — они совместимы с существующим оборудованием химических производств. Главное — наличие фурфурольного сырья, которое в России в избытке.

Ошибка, последствие и альтернатива

Ранее предприятия, пытаясь запустить переработку фурфурола, ориентировались на импортные катализаторы, чувствительные к загрязнениям и дорогие в обслуживании. В результате многие установки простаивали, а побочные продукты не использовались.

Последствием стала зависимость от внешних технологий и потеря интереса к этому направлению. Новая разработка Института катализа предлагает альтернативу: простые, доступные и экологичные катализаторы, работающие на местном сырье. Это снижает себестоимость и стимулирует региональные производства.

Можно ли ожидать возрождения переработки фурфурола в России? Эксперты считают, что да — при государственной поддержке и внедрении технологий в промышленность.

А что если использовать технологию шире

Если катализаторы адаптировать для других реакций, они смогут применяться и в производстве синтетических ароматизаторов, пластмасс или топливных добавок. Такой подход расширит использование растительного сырья и сократит отходы сельского хозяйства.

Можно ли получить экономический эффект уже в ближайшие годы? Да, если технологии выйдут на пилотное производство: повышение переработки фурфурола даже на 20 % позволит частично заменить импортные химреагенты и снизить затраты фармкомпаний.

Кроме того, переход на катализаторы из недефицитных металлов делает процесс устойчивым к колебаниям мировых цен на редкие элементы.

Перспективы для "зелёной" химии

Новосибирские разработки вписываются в глобальный тренд экологически безопасных технологий. Чем больше таких катализаторов внедряется в промышленность, тем меньше отходов и выбросов образуется при синтезе.

Можно ли говорить о прорыве? В научном смысле — да. Но главное преимущество не в эффектности, а в устойчивости: эти катализаторы можно использовать многократно без потери активности. Это экономит ресурсы и снижает углеродный след.

Институт уже рассматривает возможность сотрудничества с промышленными партнёрами, чтобы наладить выпуск катализаторов в опытных масштабах. Это первый шаг к созданию отечественной линии по переработке фурфурола, которая объединит сельское хозяйство, деревообработку и фармацевтику.