Muurahaishapon tehtävä

Viime vuosina fossiilisten resurssien kasvavan pulan ja ihmisten elinympäristön heikkenemisen myötä uusiutuvien luonnonvarojen, kuten biomassan, tehokas ja kestävä käyttö on noussut tutkimuksen ja tutkijoiden huomion kohteeksi ympäri maailmaa.Muurahaishappo, joka on yksi tärkeimmistä biojalostuksen sivutuotteista, sen ominaisuudet ovat halpa ja helppo saada, myrkytön, korkea energiatiheys, uusiutuva ja hajoava jne. Sen soveltaminen uuteen energian käyttöön ja kemialliseen muuntamiseen ei ainoastaan ​​auta laajentamaan entisestään sovellusaluemuurahaishappo, mutta auttaa myös ratkaisemaan joitain yleisiä pullonkaulaongelmia tulevaisuuden biojalostusteknologiassa. Tässä artikkelissa esitettiin lyhyesti tutkimushistoriaa muurahaishappo käyttö, tiivisti viimeisimmän tutkimuksen edistymisenmuurahaishappo tehokkaana ja monikäyttöisenä reagenssina ja raaka-aineena biomassan kemiallisessa synteesissä ja katalyyttisessä muuntamisessa sekä vertaili ja analysoi käytön perusperiaatetta ja katalyyttistä järjestelmää. muurahaishappo aktivointi tehokkaan kemiallisen konversion saavuttamiseksi. Todetaan, että tulevassa tutkimuksessa tulisi keskittyä muurahaishapon käyttötehokkuuden parantamiseen ja korkean selektiivisyyden synteesin toteuttamiseen ja tältä pohjalta edelleen laajentaa sen sovellusaluetta.

Kemiallisessa synteesissämuurahaishappo, ympäristöystävällisenä ja uusiutuvana monitoimireagenssina, voidaan käyttää eri funktionaalisten ryhmien selektiivisessä konversioprosessissa. Vedynsiirtoreagenssina tai pelkistysaineena, jolla on korkea vetypitoisuus,muurahaishappo Sen etuna on yksinkertainen ja hallittavissa oleva toiminta, miedot olosuhteet ja hyvä kemiallinen selektiivisyys perinteiseen vetyyn verrattuna. Sitä käytetään laajalti aldehydien, nitro-, imiinien, nitriilien, alkyynien, alkeenien ja niin edelleen selektiivisessä pelkistämisessä vastaavien alkoholien, amiinien, alkeenien ja alkaanien valmistamiseksi. Ja alkoholien ja epoksidien hydrolyysi ja funktionaalisten ryhmien suojauksen poisto. Ottaen huomioon sen tosiasianmuurahaishappo voidaan käyttää myös C1-raaka-aineena, keskeisenä monikäyttöisenä perusreagenssina,muurahaishappo voidaan soveltaa myös kinoliinijohdannaisten pelkistykseen formylaatioon, amiiniyhdisteiden formylaatioon ja metylaatioon, olefiinien karbonylaatioon ja alkyynien pelkistykseen ja muihin monivaiheisiin tandemreaktioihin, mikä on tärkeä tapa saavuttaa tehokas ja yksinkertainen vihreä synteesi hienoista ja monimutkaisista orgaanisista aineista. molekyylejä. Tällaisten prosessien haasteena on löytää monitoimisia katalyyttejä, joilla on korkea selektiivisyys ja aktiivisuus. muurahaishappo ja tietyt funktionaaliset ryhmät. Lisäksi viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että muurahaishapon käyttäminen C1-raaka-aineena voi myös syntetisoida suoraan bulkkikemikaaleja, kuten metanolia, korkealla selektiivisyydellä katalyyttisen disproportioreaktion kautta.

Biomassan katalyyttisessä muuntamisessa monikäyttöiset ominaisuudetmuurahaishappotarjoavat potentiaalia vihreiden, turvallisten ja kustannustehokkaiden biojalostusprosessien toteuttamiseen. Biomassavarat ovat suurimmat ja lupaavimmat kestävät vaihtoehtoiset resurssit, mutta niiden muuntaminen käyttökelpoisiksi luonnonvaramuodoiksi on edelleen haaste. Muurahaishapon happo- ja hyviä liuotinominaisuuksia voidaan soveltaa biomassaraaka-aineiden esikäsittelyprosessissa lignoselluloosakomponenttien erottamisen ja selluloosan uuttamisen toteuttamiseksi. Perinteiseen epäorgaanisen hapon esikäsittelyjärjestelmään verrattuna sen etuna on alhainen kiehumispiste, helppo erottaminen, epäorgaanisten ionien lisääminen ja vahva yhteensopivuus myöhempien reaktioiden kanssa. Tehokkaana vedyn lähteenämuurahaishappo on myös laajalti tutkittu ja sovellettu valittaessa biomassaalustayhdisteiden katalyyttistä muuntamista korkean lisäarvon kemikaaleiksi, ligniinin hajoamista aromaattisiksi yhdisteiksi ja bioöljyjen hydrodeoksidaatiojalostusprosesseja. Perinteiseen H2:sta riippuvaiseen hydrausprosessiin verrattuna muurahaishapolla on korkea konversiotehokkuus ja lievät reaktio-olosuhteet. Se on yksinkertainen ja turvallinen, ja se voi tehokkaasti vähentää fossiilisten resurssien materiaali- ja energiankulutusta siihen liittyvässä biojalostusprosessissa. Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että depolymeroimalla hapettunutta ligniiniämuurahaishappo vesiliuoksella miedoissa olosuhteissa voidaan saada pienimolekyylipainoinen aromaattinen liuos, jonka painosuhde on suurempi kuin 60 %. Tämä innovatiivinen löytö tuo uusia mahdollisuuksia arvokkaiden aromaattisten kemikaalien suoraan uuttamiseen ligniinistä.

Yhteenvetona biopohjainen muurahaishappoosoittaa suurta potentiaalia vihreässä orgaanisessa synteesissä ja biomassan konversiossa, ja sen monipuolisuus ja monikäyttöisyys ovat olennaisia ​​raaka-aineiden tehokkaan hyödyntämisen ja kohdetuotteiden korkean selektiivisyyden saavuttamiseksi. Tällä hetkellä alalla on saavutettu joitakin saavutuksia ja sitä on kehitetty nopeasti, mutta varsinaiseen teolliseen sovellukseen on vielä huomattava etäisyys, ja lisätutkimusta tarvitaan. Tulevassa tutkimuksessa tulisi keskittyä seuraaviin näkökohtiin: (1) kuinka valita sopivia katalyyttisesti aktiivisia metalleja ja reaktiojärjestelmiä tiettyihin reaktioihin; (2) kuinka muurahaishappoa aktivoidaan tehokkaasti ja kontrolloidusti muiden raaka-aineiden ja reagenssien läsnä ollessa; (3) Kuinka ymmärtää monimutkaisten reaktioiden reaktiomekanismi molekyylitasolta; (4) Kuinka stabiloida vastaava katalyytti kyseisessä prosessissa. Tulevaisuuteen katsoen perustuen modernin yhteiskunnan ympäristön, talouden ja kestävän kehityksen tarpeisiin muurahaishappokemia saa yhä enemmän huomiota ja tutkimusta teollisuudelta ja tiedemaailmalta.