In den letzten Jahren ist die effiziente und nachhaltige Nutzung erneuerbarer Ressourcen wie Biomasse angesichts der zunehmenden Verknappung fossiler Ressourcen und der Verschlechterung der menschlichen Lebensumwelt in den Mittelpunkt der Forschung und Aufmerksamkeit von Wissenschaftlern auf der ganzen Welt gerückt.Ameisensäure, eines der Hauptnebenprodukte bei der Bioraffinierung, zeichnet sich durch günstige und leicht erhältliche Eigenschaften aus, ist ungiftig, hat eine hohe Energiedichte, ist erneuerbar und abbaubar usw. Seine Anwendung bei der Nutzung neuer Energien und der chemischen Umwandlung trägt nicht nur zur weiteren Expansion bei das Anwendungsgebiet vonAmeisensäure, sondern trägt auch dazu bei, einige häufig auftretende Engpässe in der zukünftigen Bioraffinierungstechnologie zu lösen. Dieser Artikel gibt einen kurzen Überblick über die Forschungsgeschichte von Ameisensäure Nutzung, fasste den neuesten Forschungsfortschritt von zusammenAmeisensäure als effizientes und vielseitiges Reagenz und Rohmaterial in der chemischen Synthese und katalytischen Umwandlung von Biomasse untersucht und das Grundprinzip und das katalytische System der Verwendung verglichen und analysiert Ameisensäure Aktivierung, um eine effiziente chemische Umwandlung zu erreichen. Es wird darauf hingewiesen, dass sich die zukünftige Forschung auf die Verbesserung der Nutzungseffizienz von Ameisensäure und die Realisierung einer Synthese mit hoher Selektivität konzentrieren und auf dieser Grundlage ihr Anwendungsgebiet weiter ausbauen sollte.
Bei der chemischen SyntheseAmeisensäureAls umweltfreundliches und erneuerbares Multifunktionsreagens kann es im selektiven Umwandlungsprozess verschiedener funktioneller Gruppen eingesetzt werden. Als Wasserstoffübertragungsreagenz oder Reduktionsmittel mit hohem Wasserstoffgehalt,Ameisensäure hat im Vergleich zu herkömmlichem Wasserstoff die Vorteile eines einfachen und kontrollierbaren Betriebs, milder Bedingungen und einer guten chemischen Selektivität. Es wird häufig bei der selektiven Reduktion von Aldehyden, Nitro, Iminen, Nitrilen, Alkinen, Alkenen usw. zur Herstellung entsprechender Alkohole, Amine, Alkene und Alkane eingesetzt. Und die Hydrolyse und Entschützung funktioneller Gruppen von Alkoholen und Epoxiden. Angesichts der Tatsache, dassAmeisensäure kann auch als C1-Rohstoff, als wichtiges Mehrzweck-Basisreagenz verwendet werden,Ameisensäure kann auch auf die Reduktionsformylierung von Chinolinderivaten, die Formylierung und Methylierung von Aminverbindungen, die Carbonylierung von Olefinen und die Reduktionshydratisierung von Alkinen sowie andere mehrstufige Tandemreaktionen angewendet werden. Dies ist ein wichtiger Weg, um eine effiziente und einfache umweltfreundliche Synthese feiner und komplexer organischer Verbindungen zu erreichen Moleküle. Die Herausforderung solcher Prozesse besteht darin, multifunktionale Katalysatoren mit hoher Selektivität und Aktivität für die kontrollierte Aktivierung von zu finden Ameisensäure und spezifische Funktionsgruppen. Darüber hinaus haben neuere Studien gezeigt, dass mit Ameisensäure als C1-Rohstoff durch katalytische Disproportionierungsreaktion auch Massenchemikalien wie Methanol mit hoher Selektivität direkt synthetisiert werden können.
Bei der katalytischen Umwandlung von Biomasse werden die multifunktionalen Eigenschaften vonAmeisensäurebieten Potenzial für die Realisierung umweltfreundlicher, sicherer und kostengünstiger Bioraffinierungsprozesse. Biomasseressourcen sind die größten und vielversprechendsten nachhaltigen alternativen Ressourcen, ihre Umwandlung in nutzbare Ressourcenformen bleibt jedoch eine Herausforderung. Die Säureeigenschaften und guten Lösungsmitteleigenschaften von Ameisensäure können auf den Vorbehandlungsprozess von Biomasserohstoffen angewendet werden, um die Trennung von Lignocellulosebestandteilen und die Celluloseextraktion zu realisieren. Im Vergleich zum herkömmlichen Vorbehandlungssystem mit anorganischer Säure bietet es die Vorteile eines niedrigen Siedepunkts, einer einfachen Trennung, keine Einführung anorganischer Ionen und eine starke Kompatibilität für nachgeschaltete Reaktionen. Als effiziente WasserstoffquelleAmeisensäure wurde auch umfassend untersucht und bei der Auswahl der katalytischen Umwandlung von Biomasse-Plattformverbindungen in Chemikalien mit hoher Wertschöpfung, beim Ligninabbau zu aromatischen Verbindungen und bei Raffinierungsprozessen durch Hydrodesoxidation von Bioöl angewendet. Im Vergleich zum herkömmlichen H2-basierten Hydrierungsverfahren weist Ameisensäure eine hohe Umwandlungseffizienz und milde Reaktionsbedingungen auf. Es ist einfach und sicher und kann den Material- und Energieverbrauch fossiler Ressourcen im damit verbundenen Bioraffinierungsprozess wirksam reduzieren. Neuere Studien haben gezeigt, dass durch Depolymerisation oxidiertes Lignin inAmeisensäure In einer wässrigen Lösung unter milden Bedingungen kann eine aromatische Lösung mit niedrigem Molekulargewicht und einem Gewichtsanteil von mehr als 60 % erhalten werden. Diese innovative Entdeckung eröffnet neue Möglichkeiten für die direkte Extraktion hochwertiger aromatischer Chemikalien aus Lignin.
Zusammenfassend: biobasiert Ameisensäureweist großes Potenzial in der grünen organischen Synthese und Biomasseumwandlung auf, und seine Vielseitigkeit und Vielseitigkeit sind für eine effiziente Nutzung von Rohstoffen und eine hohe Selektivität der Zielprodukte von entscheidender Bedeutung. Gegenwärtig wurden auf diesem Gebiet einige Erfolge erzielt und die Entwicklung rasant vorangetrieben, von der tatsächlichen industriellen Anwendung ist es jedoch noch weit entfernt, und es sind weitere Untersuchungen erforderlich. Zukünftige Forschung sollte sich auf die folgenden Aspekte konzentrieren: (1) wie man geeignete katalytisch aktive Metalle und Reaktionssysteme für bestimmte Reaktionen auswählt; (2) wie man Ameisensäure in Gegenwart anderer Rohstoffe und Reagenzien effizient und kontrollierbar aktiviert; (3) Wie man den Reaktionsmechanismus komplexer Reaktionen auf molekularer Ebene versteht; (4) Wie stabilisiert man den entsprechenden Katalysator im jeweiligen Prozess? Mit Blick auf die Zukunft wird die Ameisensäurechemie, basierend auf den Bedürfnissen der modernen Gesellschaft nach Umwelt, Wirtschaft und nachhaltiger Entwicklung, immer mehr Aufmerksamkeit und Forschung von Industrie und Wissenschaft erhalten.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 27. Juni 2024