En els darrers anys, amb l'escassetat creixent de recursos fòssils i el deteriorament del medi de vida humà, l'ús eficient i sostenible de recursos renovables com la biomassa s'ha convertit en el focus de recerca i atenció dels científics de tot el món.Àcid fòrmic, un dels principals subproductes de la biorefinació, té les característiques de barat i fàcil d'aconseguir, no tòxic, d'alta densitat energètica, renovable i degradable, etc. Aplicar-lo a la nova utilització d'energia i transformació química no només ajuda a ampliar-se encara més. el camp d'aplicació deàcid fòrmic, però també ajuda a resoldre alguns problemes comuns de coll d'ampolla en la futura tecnologia de biorefinació. En aquest article es fa una breu revisió de la història de la recerca àcid fòrmic utilització, va resumir els últims progrés de la investigacióàcid fòrmic com a reactiu i matèria primera eficient i polivalent en la síntesi química i la conversió catalítica de la biomassa, i va comparar i analitzar el principi bàsic i el sistema catalític d'utilitzar àcid fòrmic activació per aconseguir una conversió química eficient. Es assenyala que la investigació futura s'hauria de centrar a millorar l'eficiència d'utilització de l'àcid fòrmic i aconseguir una síntesi d'alta selectivitat, i ampliar encara més el seu camp d'aplicació sobre aquesta base.
En la síntesi química,àcid fòrmic, com a reactiu multifuncional renovable i respectuós amb el medi ambient, es pot utilitzar en el procés de conversió selectiva de diversos grups funcionals. Com a reactiu de transferència d'hidrogen o agent reductor amb alt contingut d'hidrogen,àcid fòrmic té els avantatges d'un funcionament senzill i controlable, condicions suaus i una bona selectivitat química en comparació amb l'hidrogen tradicional. S'utilitza àmpliament en la reducció selectiva d'aldehids, nitro, imines, nitrils, alquins, alquens, etc. per produir els corresponents alcohols, amines, alquens i alcans. I la hidròlisi i desprotecció de grups funcionals d'alcohols i epòxids. En vista del fet queàcid fòrmic també es pot utilitzar com a matèria primera C1, com a reactiu bàsic multipropòsit clau,àcid fòrmic També es pot aplicar a la reducció de la formilació de derivats de la quinolina, la formilació i la metilació de compostos d'amina, la carbonilació d'olefines i la reducció d'hidratació d'alquins i altres reaccions en tàndem en diverses etapes, que és una manera important d'aconseguir una síntesi verda eficient i senzilla d'orgànics fins i complexos. molècules. El repte d'aquests processos és trobar catalitzadors multifuncionals amb alta selectivitat i activitat per a l'activació controlada de àcid fòrmic i grups funcionals específics. A més, estudis recents han demostrat que l'ús d'àcid fòrmic com a matèria primera C1 també pot sintetitzar directament productes químics a granel com el metanol amb una alta selectivitat mitjançant una reacció de desproporció catalítica.
En la conversió catalítica de la biomassa, les propietats multifuncionals deàcid fòrmicproporcionar potencial per a la realització de processos de biorefinació verds, segurs i rendibles. Els recursos de biomassa són els recursos alternatius sostenibles més grans i prometedors, però transformar-los en formes de recursos utilitzables continua sent un repte. Les propietats àcides i les bones propietats de dissolvent de l'àcid fòrmic es poden aplicar al procés de pretractament de matèries primeres de biomassa per realitzar la separació dels components de la lignocel·lulosa i l'extracció de cel·lulosa. En comparació amb el sistema tradicional de pretractament d'àcid inorgànic, té els avantatges d'un punt d'ebullició baix, una separació fàcil, sense introducció d'ions inorgànics i una forta compatibilitat per a les reaccions aigües avall. Com a font d'hidrogen eficient,àcid fòrmic També s'ha estudiat i aplicat àmpliament en la selecció de la conversió catalítica de compostos de plataforma de biomassa en productes químics d'alt valor afegit, degradació de la lignina a compostos aromàtics i processos de refinació d'hidrodesoxidació de bio-oli. En comparació amb el procés d'hidrogenació tradicional que depèn de l'H2, l'àcid fòrmic té una alta eficiència de conversió i condicions de reacció suaus. És senzill i segur, i pot reduir eficaçment el consum de materials i energia dels recursos fòssils en el procés de biorefinació relacionat. Estudis recents han demostrat que mitjançant la despolimerització de la lignina oxidadaàcid fòrmic solució aquosa en condicions suaus, es pot obtenir una solució aromàtica de baix pes molecular amb una proporció de pes superior al 60%. Aquest descobriment innovador aporta noves oportunitats per a l'extracció directa de productes químics aromàtics d'alt valor de la lignina.
En resum, de base biològica àcid fòrmicmostra un gran potencial en la síntesi orgànica verda i la conversió de biomassa, i la seva versatilitat i polivalent són essencials per aconseguir una utilització eficient de les matèries primeres i una alta selectivitat dels productes objectiu. En l'actualitat, aquest camp ha aconseguit alguns èxits i s'ha desenvolupat ràpidament, però encara hi ha una distància considerable de l'aplicació industrial real i es necessita més exploració. La investigació futura s'hauria de centrar en els aspectes següents: (1) com seleccionar metalls actius catalítics i sistemes de reacció adequats per a reaccions específiques; (2) com activar de manera eficient i controlable l'àcid fòrmic en presència d'altres matèries primeres i reactius; (3) Com entendre el mecanisme de reacció de reaccions complexes des del nivell molecular; (4) Com estabilitzar el catalitzador corresponent en el procés corresponent. Mirant cap al futur, basat en les necessitats de la societat moderna per al medi ambient, l'economia i el desenvolupament sostenible, la química de l'àcid fòrmic rebrà cada cop més atenció i investigació per part de la indústria i l'acadèmia.
Hora de publicació: 27-juny-2024