Ежегодно при работе предприятий, производящих ключевой компонент органических красителей и моющих средств, образуются миллионы кубометров токсических сточных вод. Исследователям из Китая удалось разработать процесс, позволяющий получить из этих отходов лекарство, использующееся при лечении туберкулеза.

Промышленное производство вещества, применяющегося при производстве красителей – 4,4’-динитростильбен-2,2’-дисульфоновой кислоты [4,4'-dinitrostilbene-2,2'-disulfonic acid (DNS)] приводит к образованию побочных продуктов, которые не являются биоразлагаемыми, и, более того, их достаточно сложно разрушить в ходе переработки промышленных отходов. Одним из таких продуктов является п-нитротолуол-о-сульфокислота. В результате получается, что обработка отходов от производства 4,4’-динитростильбен-2,2’-дисульфоновой кислоты требует больших материальных и энергетических затрат.

Рис. 1. Китайские исследователи предложили заменить обычную обработку сточных вод после производства красителей на обработку, приводящую к получению парамицина. (Рисунок из Environ. Sci. Technol., DOI: 10.1021/es101950k).

Сяобин Фан (Xiaobin Fan) из Университета Тяньхинь с соавторами решил модифицировать процесс обработки сточных вод, образующихся при производстве красителей. В первую очередь исследователи проанализировали, что содержится в сточных водах и обнаружили, что все находящиеся в них без исключения органические соединения представляют собой замещенные сульфоароматические кислоты. Выяснив, какие вещества входят в состав промышленных отходов, исследователи решили превратить их во что-то полезное.

В конечном итоге исследователи разработали процесс, который заключается в последовательном окислении, восстановлении и обработке гидроксидом натрия; этот процесс позволяет конвертировать до 85% органических соединений в промышленных отходах 4-амино-2-гидроксибензойной кислоты (парамицина – paramycin), который является одним из препаратов, который применяется при комплексном лечении туберкулеза. Ежегодно фармацевтические компании производят около 500 тонн парамицина, еще около миллиона тонн 4-амино-2-гидроксибензойной кислоты производится для производства полимеров, пестицидов и неорганических соединений.

Стоимость обработки сточных вод после производства 4,4’-динитростильбен-2,2’-дисульфоновой кислоты составляет 4 доллара за кубометр, процесс, разработанный в группе Фана, стоит дороже, но в результате его реализации удается получить соединения, себестоимость получения которых составляет 77 на кубометр обработанных сточных вод. Фан отмечает, что его подход к синтезу парамицина отличается большей экологической безопасностью, чем существующие методы, поскольку при получении парамицина таким методом образуется меньшее количество отходов, таким образом, задачи экологии решаются сразу двойне – сырьем для производства парамицина являются промышленные отходы, количество отходов при получении этого соединения с помощью нового способа снижено.

Китайская химическая компания Хуаю, основной мировой производитель 4,4’-динитростильбен-2,2’-дисульфоновой кислоты заключил соглашение с исследователями о запуске пилотной технологической схемы по получению 4-амино-2-гидроксибензойной кислоты способом Фана, надеясь оптимизировать новую технологию.

Мартин Малвихил (Martin Mulvihill) из Университета Калифорнии высоко оценил усилия исследователей по разработке нового процесса синтеза парамицина, заметив, что экологически чистый метод получения целевого соединения из промышленных отходов является отличным и показательным способом внедрения принципов «зеленой химии» в промышленные процессы.

По материалам: