Σημασία της Πράσινης Χημείας στα Φαρμακευτικά – Οι Αρχές

Η πράσινη χημεία έχει εξελιχθεί από μια μικρή ιδέα σε μια νέα προσέγγιση για την επιστημονικά βασισμένη προστασία του περιβάλλοντος.
Με τη χρήση πράσινων χημικών διαδικασιών, μπορεί να ελαχιστοποιήσει τα απόβλητα, να διατηρήσει την ατομική οικονομία και να αποτρέψει τη χρήση επικίνδυνων χημικών ουσιών. Οι ερευνητές και οι φαρμακευτικές εταιρείες θα πρέπει να ενθαρρύνονται να λαμβάνουν υπόψη τις αρχές της πράσινης χημείας κατά το σχεδιασμό διαδικασιών και την επιλογή αντιδραστηρίων.

Τι είναι η Πράσινη Χημεία;

Η πράσινη χημεία που αναφέρεται επίσης ως βιώσιμη χημεία, είναι μια φιλοσοφία έρευνας και μηχανικής ή χημικής μηχανικής που υποστηρίζει το σχεδιασμό προϊόντων και διαδικασιών που ελαχιστοποιούν τη χρήση και τη δημιουργία επιβλαβών ενώσεων.

Μπορείτε επίσης να διαβάσετε:

• Παραδείγματα επικίνδυνων ουσιών στο χώρο εργασίας
• Συνήθη σημάδια υπερβολικής έκθεσης σε επικίνδυνες χημικές ουσίες

Η πράσινη χημεία δεν είναι ένας νέος κλάδος της επιστήμης. Είναι μια νέα φιλοσοφική προσέγγιση που μέσω της εφαρμογής και επέκτασης των αρχών των πράσινων χημικών μπορεί να συμβάλει στη βιώσιμη ανάπτυξη. Σήμερα είναι πολύ εύκολο να βρει κανείς στη βιβλιογραφία πολλά ενδιαφέροντα παραδείγματα χρήσης πράσινων χημικών κανόνων. Εφαρμόζονται όχι μόνο στη σύνθεση, επεξεργασία και χρήση σύνθετων χημικών ουσιών.

Επίσης, περιγράφονται πολλές νέες αναλυτικές μεθοδολογίες, οι οποίες υλοποιούνται σύμφωνα με τους κανόνες των πράσινων χημικών. Είναι πολύ χρήσιμα στη διεξαγωγή χημικών διεργασιών και στην αξιολόγηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Η εφαρμογή κατάλληλων τεχνικών προετοιμασίας δειγμάτων, (π.χ. SPME, SPE, ASE) μας επιτρέπει να λαμβάνουμε ακριβή και ακριβή αποτελέσματα – ανάλυση επιπέδου.

Εξακολουθούν να γίνονται μεγάλες προσπάθειες για να σχεδιαστεί μια ιδανική διαδικασία που ξεκινά από μη ρυπογόνο υλικό έναρξης, χωρίς να προκαλεί δευτερεύον προϊόν και δεν απαιτεί διαλύτη για τη χημική μετατροπή ή την απομόνωση και τον καθαρισμό του προϊόντος. Ωστόσο, οι πιο φιλικές προς το περιβάλλον τεχνολογίες στο ερευνητικό στάδιο δεν εγγυώνται ότι θα εφαρμοστούν σε βιομηχανική κλίμακα. Η υιοθέτηση φιλικών προς το περιβάλλον μεθόδων διευκολύνεται από μεγαλύτερη ευελιξία στις ρυθμίσεις, νέα προγράμματα για τη διευκόλυνση της μεταφοράς τεχνολογίας μεταξύ ακαδημαϊκών ιδρυμάτων, κυβέρνησης και βιομηχανίας και φορολογικά κίνητρα για την εφαρμογή της τεχνολογίας.

Ο σκοπός της έννοιας της πράσινης χημείας είναι η ελαχιστοποίηση της περιβαλλοντικής ζημίας και των προβλημάτων ανθρώπινης υγείας που προκαλούνται από την περιβαλλοντική ρύπανση λόγω χημικών. Ο τρόπος δεν είναι η εξάλειψη της χημικής διαδικασίας, αλλά η αλλαγή της χημικής διαδικασίας για την ελαχιστοποίηση της μόλυνσης. (Bharati V. Badami, 2008).

12 Αρχές Πράσινης Χημείας

Ακολουθεί η σημασία της Πράσινης Χημείας στον τομέα των Φαρμακευτικών:

1. Pollution Prevention (pollution prevention)

Είναι καλύτερα να αποτρέψετε τα απόβλητα για να επεξεργαστείτε ή να καθαρίσετε τα απόβλητα αφού έχουν κατασκευαστεί. Παραδείγματα:μεταφορά, αποθήκευση και συντήρηση απορριμμάτων.

2. Atom Economy (atom economy)

Οι συνθετικές μέθοδοι θα πρέπει να σχεδιάζονται για να μεγιστοποιούν την ενσωμάτωση όλων των υλικών που χρησιμοποιούνται στη διαδικασία στα τελικά προϊόντα. Παράδειγμα:ανάπτυξη πρώτων υλών σε προϊόντα πιο αποτελεσματικά και ελαχιστοποίηση των απορριμμάτων.

3. Λιγότερο επικίνδυνη χημική σύνθεση (ελαχιστοποίηση της τοξικής χημικής σύνθεσης)

Όπου είναι πρακτικό, οι συνθετικές μέθοδοι θα πρέπει να σχεδιάζονται για να φορούν και να παράγουν ουσίες που έχουν εξάρσεις – τοξικότητα για την ανθρώπινη υγεία και το περιβάλλον. Παράδειγμα:σχεδιασμός προϊόντος με μείωση των αντιδραστηρίων όταν είναι δυνατόν και ελαχιστοποίηση των αποβλήτων. (Διαβάστε τη λίστα των τοξικών χημικών ουσιών που υπόκεινται σε αυστηρούς περιορισμούς για εισαγωγή και εξαγωγή)

4. Σχεδιάζοντας ασφαλέστερα χημικά προϊόντα (σχεδιασμός χημικών προϊόντων με τη μικρότερη δυνατή τοξικότητα).

Τα χημικά προϊόντα θα πρέπει να σχεδιάζονται έτσι ώστε να επηρεάζουν την επιθυμητή λειτουργία και να ελαχιστοποιούν την τοξικότητα.

5. Ασφαλέστεροι διαλύτες και βοηθητικές ουσίες (εξοικονόμηση διαλυτών και άλλων βοηθητικών ενώσεων)

Η χρήση προσθέτων (π.χ. διαλύτες, ξεχωριστοί παράγοντες σιτηρεσίου κ.λπ.) θα πρέπει να είναι περιττή – πιθανή και αβλαβής όταν χρησιμοποιούνται.
 

6. Σχεδιασμός για ενεργειακή απόδοση (εξοικονόμηση ενέργειας)

Οι ενεργειακές απαιτήσεις των χημικών διεργασιών πρέπει να αναγνωρίζονται για τις περιβαλλοντικές και οικονομικές τους επιπτώσεις και θα πρέπει να ελαχιστοποιούνται. Εάν είναι δυνατόν, θα πρέπει να πραγματοποιηθεί μια συνθετική μέθοδος σε θερμοκρασία και πίεση δωματίου.

7. Χρήση Ανανεώσιμων Πρώτων υλών (χρήση ανανεώσιμων υλικών)

Οι πρώτες ύλες θα πρέπει να είναι ανανεώσιμες αντί να εξαντλούνται όταν είναι τεχνικά και οικονομικά πρακτικά.

8. Μείωση παραγώγων (εξοικονόμηση παραγώγων)

Τα περιττά (χρήση ομάδων αποκλεισμού, προστασία / αποπροστασία, προσωρινή τροποποίηση διεργασίας / χημικοί φυσικοί παράγοντες) θα πρέπει να μειωθούν ή να αποφευχθούν – εάν είναι δυνατόν, επειδή τέτοια μέτρα απαιτούν πρόσθετα αντιδραστήρια και μπορούν να παράγουν απόβλητα. (Διαβάστε τις πιο επικίνδυνες χημικές ουσίες στον κόσμο)

9. Κατάλυση (χρήση καταλύτη)

Τα καταλυτικά αντιδραστήρια (όσο το δυνατόν επιλεκτικά) είναι ανώτερα από τα στοιχειομετρικά αντιδραστήρια

10. Design for Degradation (σχεδιασμός υποβάθμισης προϊόντος)

Τα χημικά προϊόντα θα πρέπει να σχεδιάζονται έτσι ώστε στο τέλος της λειτουργίας τους να διασπώνται σε επιβλαβή προϊόντα αποδόμησης και να μην επιβιώνουν στο περιβάλλον. (Διαβάστε Χημικά και επικίνδυνα υλικά που απαγορεύονται και περιορίζονται στα ΗΑΕ)

11. Ανάλυση σε πραγματικό χρόνο για την πρόληψη της ρύπανσης (pollution prevention analysis)

Η αναλυτική μεθοδολογία πρέπει να αναπτυχθεί περαιτέρω ώστε να είναι δυνατή η παρακολούθηση και ο έλεγχος σε πραγματικό χρόνο, κατά τη διαδικασία πριν από το σχηματισμό επικίνδυνων ουσιών. (Διαβάστε Επικίνδυνες Ουσίες σε Πλαστικά Υλικά)

12. Εγγενώς ασφαλέστερη χημεία για την πρόληψη ατυχημάτων (ελαχιστοποιώντας την πιθανότητα εργατικών ατυχημάτων) (Anastas and Warner, 1998).

Για να μπορέσετε να επιτύχετε αυτήν την έννοια της πράσινης χημικής ουσίας, υπάρχουν πολλά πράγματα που μπορούν να γίνουν, μεταξύ άλλων:

1. Ελαχιστοποιήστε τα παραγόμενα απόβλητα
2. Αντικαταστήστε τη χημική επιτάχυνση με καταλύτη
3. Χρήση μη τοξικών υλικών
4. Χρήση πρώτων υλών που μπορούν να είναι ανανεώσιμες (ανανεώσιμες)
5. Μειώστε ή αποτελεσματική χρήση των χημικών που χρησιμοποιούνται
6. Μειώστε ή μη χρησιμοποιήσετε διαλύτη (χωρίς διαλύτες) ή χρησιμοποιήστε ανακυκλωμένο διαλύτη

Οι ουσίες και οι μορφές ουσιών που χρησιμοποιούνται σε χημικές διεργασίες θα πρέπει να επιλέγονται για να ελαχιστοποιούνται τα ελαττώματα για χημικά ατυχήματα, συμπεριλαμβανομένων των εκπομπών, της εξερευνητικής ισχύος και της πυρκαγιάς.

Οι φαρμακευτικές εταιρείες μπορούν να επηρεάσουν και να βελτιώσουν τις περιβαλλοντικές επιδόσεις χρησιμοποιώντας την πράσινη χημεία. Η πράσινη χημεία χρησιμοποιείται για την ανάπτυξη επαναστατικών μεθόδων χορήγησης φαρμάκων που είναι πιο αποτελεσματικές και λιγότερο τοξικές και μπορούν να ωφελήσουν εκατομμύρια ασθενείς, ορισμένοι από τους οποίους περιγράφονται εδώ.

Χρήση Πράσινων Χημικών στη Φαρμακευτική Βιομηχανία

Ακολουθεί η σημασία της Πράσινης Χημείας στον τομέα των Φαρμακευτικών:

1. Χρήση ενζύμων για την παρασκευή συστατικών καλλυντικών.

Η Eastman Chemical είναι γνωστή ως εταιρεία που κατασκευάζει καλλυντικά και προϊόντα περιποίησης. Εταιρείες όπως αυτή συχνά χρησιμοποιούν ισχυρά οξέα και τοξικούς διαλύτες. Η χρήση υλικών αυτού του τύπου απαιτεί μια διαδικασία δαπανηρή, για την επίλυση αυτού του προβλήματος Η Eastman Chemical αναπτύσσει την τεχνολογία κατασκευής εστέρα που χρησιμοποιείται συνήθως ως πρώτη ύλη ενζυματικά. (Διαβάστε Αντίδραση Οξύ σε Νερό) Η παραγωγή εστέρα με αυτόν τον τρόπο ήταν πιο αποτελεσματική και ασφαλής λόγω των φυσικών πρώτων υλών.

2. Ιβουπροφαίνη

Μια σημαντική πτυχή αυτού του οικονομικού ατόμου φαίνεται στη διαδικασία σύνθεσης της ιβουπροφαίνης (μιας αναλγητικής ένωσης). Πριν από το 1997, μόνο το 40% των συστατικών απορροφούνταν στην ιβουπροφαίνη και τα υπόλοιπα σπαταλούνταν ως υποπροϊόν. Η τελευταία μέθοδος που κέρδισε τον διαγωνισμό πράσινων χημικών στις Ηνωμένες Πολιτείες κατάφερε να ανεβάσει την περιεκτικότητα σε πρώτες ύλες που μετατρέπονται σε ιβουπροφαίνη κατά 77%. Επιπλέον, η νέα διαδικασία πέτυχε να μειώσει τη σειρά των βημάτων αντίδρασης σε απλούστερα.

3. Ασπιρίνη
4. Ατορβαστατίνη
5. Γλυκερόλη

Μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι η Πράσινη Χημεία ή η πράσινη χημεία ονομάζεται επίσης βιώσιμη χημεία είναι ένας σχεδιασμός προϊόντος και χημική διαδικασία με τη μείωση ή την εξάλειψη της χρήσης ή του εισοδήματος επιβλαβών ουσιών τόσο για τον άνθρωπο όσο και για το περιβάλλον.

Η έννοια της πράσινης χημείας επιτρέπει τον σχηματισμό λύσεων για διάφορα προβλήματα που έχουν προκληθεί πρόσφατα από τις περισσότερες ανθρώπινες δραστηριότητες. Η εφαρμογή της πράσινης χημείας στην τεχνολογία παρέχει μια σειρά από οφέλη, μεταξύ άλλων, μείωση των απορριμμάτων, μείωση του κόστους, ασφαλέστερα προϊόντα και μείωση της χρήσης ενέργειας και των πόρων
φυσικών.