Forscher nutzen Treibhausgas zur Herstellung eines Wirkstoffs gegen Schlafkrankheit

Nicht nur schädliches Abfallprodukt: Forscher nutzen Treibhausgas gegen Schlafkrankheit

Experten zufolge hat die weltweite Treibgas-Konzentration in den letzten Jahren drastisch zugenommen. Eines der Gase, die zu einer immer stärkeren Umweltverschmutzung beitragen, ist Fluoroform, ein Nebenprodukt, das bei der Herstellung von Teflon anfällt. Forscher haben diesen Stoff nun zur Herstellung eines Wirkstoffs gegen Schlafkrankheit genutzt.

Schlafkrankheit kann zum Tod führen

Die Schlafkrankheit (Afrikanische Trypanosomiasis) stellt für die Bevölkerung in weiten Teilen Afrikas eine enorme Gesundheitsgefahr dar. Die Tropenkrankheit wird durch die Tsetse-Fliege übertragen. Zu den ersten Symptomen gehören schwere Kopfschmerzen, Schlaflosigkeit, geschwollene Lymphknoten, Blutarmut und Hautausschlag. Im Spätstadium der Krankheit kommt es zu fortschreitendem Gewichtsverlust und zu einem Dämmerzustand, der der Krankheit ihren Namen gegeben hat. Bleibt die Infektion unbehandelt, endet sie tödlich. Forscher aus Österreich haben nun einen neuen Wirkstoff gegen die Schlafkrankheit entwickelt – und dafür ein Treibhausgas genutzt.

Wertvoller Stoff aus schädlichem Abfallprodukt

ChemikerInnen der Karl-Franzens-Universität Graz zeigen, wie aus einem schädlichen Abfallprodukt ein wertvoller Stoff zur Herstellung wichtiger Medikamente werden kann.

Univ.-Prof. Dr. C. Oliver Kappe hat mit seinem Team einen Weg gefunden, das starke Treibhausgas Fluoroform mittels Flow-Chemie für die Synthese des Arzneistoffs Eflornithin zu nutzen.

Die Arbeit wurde kürzlich im Fachjournal „Green Chemistry“ publiziert.

Arzneistoff gegen die Schlafkrankheit

Fluoroform fällt bei der Erzeugung von Teflon an. Damit das Gas nicht in die Atmosphäre gelangt, wird es üblicherweise verbrannt. Das kostet zum einen Energie, zum anderen entsteht dabei CO2, was wiederum für unerwünschte Emissionen sorgt.

„In dem gemeinsam mit einem Industriepartner entwickelten Flow-Verfahren ist es uns gelungen, Fluoroform einer sinnvollen Nutzung zuzuführen“, erklärt C. Oliver Kappe in einer Mitteilung der Universität.

„Wir verwenden es zur Herstellung von Eflornithin, einem bedeutenden Arzneistoff gegen die Schlafkrankheit, der von der Weltgesundheitsorganisation WHO auf die Liste der ,Essential Medicines‘ gesetzt wurde“, so der Wissenschaftler.

Bei der Flow-Chemie werden die für eine Synthese benötigten Substanzen in einem kontinuierlichen Verfahren durch Reaktionskammern im Milliliterbereich gepumpt, in denen die einzelnen Prozesse nacheinander ablaufen.

Extreme Temperatur- und Druckbedingungen können Reaktionen um ein Vielfaches beschleunigen.

„Die Flow-Chemie spart im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren Zeit und Kosten und ist darüber hinaus oft umweltfreundlicher, weil zwischen den einzelnen Reaktionsschritten keine Abfallprodukte anfallen“, sagt Kappe.

Revolution in 3D

Ihre „grüne“ Synthese verknüpften die WissenschafterInnen mit einer revolutionären Technik: einem Flow-Reaktor, der in einem 3D-Druckverfahren erzeugt wurde.

Das Design des Reaktors haben die ChemikerInnen mit ForscherInnen der TU Graz und der Research Center Pharmaceutical Engineering GmbH (RCPE) – einem Kompetenzzentrum im Eigentum von TU Graz (65 %), Universität Graz (20 %) und Joanneum Research (15 %) – entwickelt und getestet.

Die Firma Anton Paar druckte den Reaktor mittels Metall-Laser-Sintern aus Stahlpulver. Die neue Technik überzeugt durch ihre Vorteile:

„Durch den 3D-Druck lassen sich Flow-Reaktoren beliebiger Komplexität herstellen, während man mit herkömmlichen Fertigungsmethoden diesbezüglich stark limitiert ist. Das bedeutet zusätzlich eine enorme Kostenersparnis“, erläutert Kappe.

Die Ergebnisse wurden jüngst im Fachjournal „Reaction Chemistry & Engineering“ veröffentlicht. (ad)