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2025-06-01永續VS商機,其實可以全都要! 揭開綠色製藥的無限潛力 666 期

Author 作者 陳政男 | 嘉義大學生化科技學系教授,專長為臺灣藥用植物之活性成分綠色萃取技術與機能性產品開發,致力推動天然產物的創新應用以及永續生技產業發展。

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• 美國調查發現,許多溪流其實都含有藥物殘留,而這些都是製藥廢水惹的禍。今日業界逐漸流行使用超臨界流體等技術,讓藥物能以更乾淨的方式被萃取出來,減少河流汙染。
• 輝瑞(Pfizer)藥廠製作抗憂鬱藥物,將溶劑從毒性強的二氯甲烷換成日常生活即能見到的乙醇,不只更安全,還促使產量加倍,一舉多得。
• 過往在製作抗癌藥泰素(Taxol)時,必須砍倒一大片紅豆杉,破壞生態系之餘,產能也不足以支撐產業。如今,藥廠只取樹葉前驅物作為原料,不僅減少對森林的依賴,在製程上也更有效率!

每一年,全球製藥公司有超過1.2 兆美元的收入,然而藥品生產過程中也排放了近190 萬噸的二氧化碳(carbon dioxide, CO2)。在這個高度重視環境保護和永續發展的時代,企業也逐漸意識到綠色合成的資源最佳化與能源節省潛力,紛紛推動「綠色化學」(green chemistry)原則,盼能改善化學製程並尋求永續的生產模式……


綠色化學有何具體訴求?

自1940 年代起, 隨著工業的快速發展, 環境問題逐漸顯現。美國生物學家卡森(Rachel Carson)在1962 年以一本《寂靜的春天》(Silent Spring),描述了某些化學物質對當地生態系的破壞,同時啟發了現代環境運動。到了1990 年代,當時美國國家科學基金會(National Science Foundation)化學部主任漢考克(Kenneth G. Hancock)公開倡議將監理政策從「汙染控制」轉向「汙染防治」在經濟上的可行性,各地化學家也一致認為此舉能扭轉工業活動導致環境惡化的處境。同一時期,美國國家環境保護局(Environmental Protection Agency)汙染防治與毒物辦公室的工作人員創造了「綠色化學」一詞,為政府、工業界和學術界間的有效合作埋下種籽。全球化和食品工業的進步讓我們接觸到各種新興產品,同時也引發了對不安全成分的擔憂。

綠色化學意在減少原料、試劑與溶劑、能源的消耗並避免回收廢物的產生,也需對有毒廢物進行無害化處理和降解,甚至投入更安全的材料以取代危險物質。這個概念提升了我們對現有分析技術綠化的認識,並促進了各種替代方案的出現。美國化學家安納史塔斯(Paul Anastas )與華納( John Warner )據此歸納出綠色化學的12 條原則,爾後又被英國諾丁漢大學(University of Nottingham)的湯(Samantha Tang)等人改造成更好記的「PRODUCTIVELY」(表一,意為「有效率地」),為綠色化學的發展提供了重要依據。


表一|綠色化學的12 項原則PRODUCTIVELY

〔註〕化學合成過程中,為方便反應,得對分子結構暫時做出改變,然而這當中存在一些問題。改變的結果並非目標產物之一,反應後也需再去除,因此會有多餘的步驟和廢棄物。這些步驟通常需加入額外的試劑與溶劑,因而產生更多副產物與廢棄物(例如脫保護後的殘餘物、酸鹼、萃取廢液等)。若能直接進行目標反應,減去不必要的中介步驟,就能更貼近此項原則的要求。


製藥要綠色,溶劑要把關

在實務上,究竟要怎麼真正做到綠色製藥?我們先來談談重中之重的「溶劑選用」。傳統的藥物和保健品萃取,常仰賴大量二氯甲烷(methylene chloride, CH2Cl2)、苯(benzene)等有機溶劑,不僅成本高昂,更可能造成環境汙染或產生有害副產品。根據美國地質調查所(U.S. Geological Survey, USGS)研究,傳統製藥過程未完全反應的溶劑廢棄物經廢水處理後排入下水道,研究人員在美國30 個州採樣的130 多條溪流中,就有80%存在藥物汙染物。隨著環保意識抬頭及公眾對永續發展理念的重視,運用超臨界流體、超音波等方法的「綠色萃取技術」應運而生。……【更多內容請閱讀科學月刊第666期】