Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, dengan peningkatan kekurangan sumber fosil dan kemerosotan persekitaran hidup manusia, penggunaan sumber boleh diperbaharui yang cekap dan mampan seperti biojisim telah menjadi tumpuan penyelidikan dan perhatian saintis di seluruh dunia. Asid format, salah satu produk sampingan utama dalam penapisan bio, mempunyai ciri-ciri murah dan mudah diperolehi, tidak toksik, ketumpatan tenaga tinggi, boleh diperbaharui dan terdegradasi, dsb. Mengaplikasikannya pada penggunaan tenaga baharu dan transformasi kimia bukan sahaja membantu untuk mengembangkan lagi bidang aplikasi asid formik, tetapi juga membantu menyelesaikan beberapa masalah kesesakan biasa dalam teknologi penapisan bio masa hadapan. Kertas kerja ini mengkaji secara ringkas sejarah penyelidikan penggunaan asid format, meringkaskan kemajuan penyelidikan terkini asid formik sebagai reagen dan bahan mentah yang cekap dan pelbagai guna dalam sintesis kimia dan penukaran pemangkin biojisim, dan membandingkan dan menganalisis prinsip asas dan sistem pemangkin. menggunakan pengaktifan asid formik untuk mencapai penukaran kimia yang cekap. Adalah ditegaskan bahawa penyelidikan masa depan harus menumpukan pada meningkatkan kecekapan penggunaan asid formik dan merealisasikan sintesis selektiviti tinggi, dan seterusnya mengembangkan bidang aplikasinya atas dasar ini.
Dalam sintesis kimia, asid formik, sebagai reagen pelbagai fungsi yang mesra alam dan boleh diperbaharui, boleh digunakan dalam proses penukaran terpilih pelbagai kumpulan berfungsi. Sebagai reagen pemindahan hidrogen atau agen pengurangan dengan kandungan hidrogen yang tinggi, asid formik mempunyai kelebihan operasi mudah dan terkawal, keadaan ringan dan selektiviti kimia yang baik berbanding dengan hidrogen tradisional. Ia digunakan secara meluas dalam pengurangan terpilih aldehid, nitro, imina, nitril, alkuna, alkena dan sebagainya untuk menghasilkan alkohol, amina, alkena dan alkana yang sepadan. Dan hidrolisis dan deproteksi kumpulan berfungsi alkohol dan epoksida. Memandangkan fakta bahawa asid formik juga boleh digunakan sebagai bahan mentah C1, sebagai reagen asas pelbagai guna utama, asid formik juga boleh digunakan untuk pengurangan pembentukan derivatif kuinolin, pembentukan dan metilasi sebatian amina, karbonilasi olefin. dan pengurangan penghidratan alkuna dan tindak balas tandem berbilang peringkat lain, yang merupakan cara penting untuk mencapai sintesis hijau yang cekap dan mudah bagi molekul organik halus dan kompleks. Cabaran proses sedemikian adalah untuk mencari pemangkin pelbagai fungsi dengan selektiviti dan aktiviti yang tinggi untuk pengaktifan terkawal asid formik dan kumpulan fungsi tertentu. Di samping itu, kajian baru-baru ini menunjukkan bahawa menggunakan asid formik sebagai bahan mentah C1 juga boleh secara langsung mensintesis bahan kimia pukal seperti metanol dengan selektiviti tinggi melalui tindak balas disproportionation katalitik.
Dalam penukaran pemangkin biojisim, sifat pelbagai fungsi asid formik memberikan potensi untuk merealisasikan proses biopemurnian hijau, selamat dan kos efektif. Sumber biojisim ialah sumber alternatif mampan yang terbesar dan paling menjanjikan, tetapi mengubahnya menjadi bentuk sumber yang boleh digunakan masih menjadi cabaran. Sifat asid dan sifat pelarut yang baik bagi asid formik boleh digunakan pada proses prarawatan bahan mentah biojisim untuk merealisasikan pengasingan komponen lignoselulosa dan pengekstrakan selulosa. Berbanding dengan sistem prarawatan asid tak organik tradisional, ia mempunyai kelebihan takat didih yang rendah, pemisahan yang mudah, tiada pengenalan ion bukan organik, dan keserasian yang kuat untuk tindak balas hiliran. Sebagai sumber hidrogen yang cekap, asid formik juga telah dikaji dan digunakan secara meluas dalam pemilihan penukaran pemangkin sebatian platform biojisim kepada bahan kimia bernilai tambah tinggi, degradasi lignin kepada sebatian aromatik, dan proses penapisan hidrodeoksidasi bio-minyak. Berbanding dengan proses penghidrogenan tradisional yang bergantung kepada H2, asid formik mempunyai kecekapan penukaran yang tinggi dan keadaan tindak balas yang ringan. Ia mudah dan selamat, serta berkesan boleh mengurangkan penggunaan bahan dan tenaga sumber fosil dalam proses penapisan bio yang berkaitan. Kajian terkini menunjukkan bahawa dengan menyahpolimerkan lignin teroksida dalam larutan akueus asid formik di bawah keadaan sederhana, larutan aromatik berat molekul rendah dengan nisbah berat lebih daripada 60% boleh diperolehi. Penemuan inovatif ini membawa peluang baharu untuk pengekstrakan langsung bahan kimia aromatik bernilai tinggi daripada lignin.
Secara ringkasnya, asid formik berasaskan bio menunjukkan potensi besar dalam sintesis organik hijau dan penukaran biojisim, dan kepelbagaian dan pelbagai gunanya adalah penting untuk mencapai penggunaan bahan mentah yang cekap dan selektiviti tinggi produk sasaran. Pada masa ini, bidang ini telah mencapai beberapa pencapaian dan telah dibangunkan dengan pesat, tetapi masih terdapat jarak yang agak jauh dari aplikasi industri sebenar, dan penerokaan lanjut diperlukan. Penyelidikan masa depan harus memberi tumpuan kepada aspek berikut: (1) bagaimana untuk memilih logam aktif pemangkin yang sesuai dan sistem tindak balas untuk tindak balas tertentu; (2) cara mengaktifkan asid formik dengan cekap dan terkawal dengan kehadiran bahan mentah dan reagen lain; (3) Bagaimana untuk memahami mekanisme tindak balas tindak balas kompleks dari peringkat molekul; (4) Bagaimana untuk menstabilkan mangkin yang sepadan dalam proses yang berkaitan. Melihat ke hadapan untuk masa depan, berdasarkan keperluan masyarakat moden untuk alam sekitar, ekonomi dan pembangunan mampan, kimia asid formik akan menerima lebih banyak perhatian dan penyelidikan daripada industri dan akademik.
Masa siaran: Dis-19-2024