Pastaraisiais metais, didėjant iškastinių išteklių trūkumui ir blogėjant žmonių gyvenamajai aplinkai, efektyvus ir tvarus atsinaujinančių išteklių, tokių kaip biomasė, naudojimas tapo mokslinių tyrimų ir viso pasaulio mokslininkų dėmesio centru.Skruzdžių rūgštis, vienas iš pagrindinių biologinio rafinavimo šalutinių produktų, pasižymi pigiu ir lengvai gaunamu, netoksišku, dideliu energijos tankiu, atsinaujinančiu ir skaidomu ir kt. savybėmis. Taikymas naujam energijos panaudojimui ir cheminei transformacijai padeda ne tik toliau plėstis. taikymo sritisskruzdžių rūgštis, bet ir padeda išspręsti kai kurias įprastas ateities biorafinavimo technologijos kliūtis. Šiame straipsnyje trumpai apžvelgta tyrimų istorija skruzdžių rūgštis panaudojimas, apibendrino naujausią tyrimų pažangąskruzdžių rūgštis kaip efektyvų ir universalų reagentą ir žaliavą biomasės cheminėje sintezėje ir katalizinėje konversijoje, palygino ir analizavo pagrindinį principą ir katalizinę naudojimo sistemą. skruzdžių rūgštis aktyvinimas, kad būtų pasiekta efektyvi cheminė konversija. Atkreiptinas dėmesys į tai, kad būsimi tyrimai turėtų būti orientuoti į skruzdžių rūgšties panaudojimo efektyvumo gerinimą ir didelio selektyvumo sintezės realizavimą bei tuo pagrindu toliau plėsti jos taikymo sritį.
Cheminėje sintezėje,skruzdžių rūgštis, kaip aplinkai nekenksmingas ir atsinaujinantis daugiafunkcis reagentas, gali būti naudojamas įvairių funkcinių grupių selektyvaus konversijos procese. Kaip vandenilio perdavimo reagentas arba reduktorius, turintis daug vandenilio,skruzdžių rūgštis turi paprasto ir kontroliuojamo veikimo, švelnių sąlygų ir gero cheminio selektyvumo pranašumus, palyginti su tradiciniu vandeniliu. Jis plačiai naudojamas selektyviam aldehidų, nitro, iminų, nitrilų, alkinų, alkenų ir tt redukavimui, siekiant gauti atitinkamus alkoholius, aminus, alkenus ir alkanus. Ir alkoholių bei epoksidų hidrolizė ir funkcinių grupių pašalinimas. Atsižvelgiant į tai, kadskruzdžių rūgštis taip pat gali būti naudojamas kaip C1 žaliava, kaip pagrindinis universalus pagrindinis reagentas,skruzdžių rūgštis taip pat gali būti taikomas redukuojant chinolino darinių formilinimą, aminų junginių formilinimą ir metilinimą, olefino karbonilinimą ir alkinų redukcijos hidrataciją bei kitas daugiapakopes tandemines reakcijas, kurios yra svarbus būdas pasiekti efektyvią ir paprastą žaliąją smulkių ir sudėtingų organinių medžiagų sintezę. molekules. Tokių procesų iššūkis yra rasti daugiafunkcinius katalizatorius, pasižyminčius dideliu selektyvumu ir aktyvumu kontroliuojamam aktyvavimui. skruzdžių rūgštis ir specifines funkcines grupes. Be to, naujausi tyrimai parodė, kad naudojant skruzdžių rūgštį kaip C1 žaliavą, per katalizinės disproporcijos reakciją taip pat galima tiesiogiai susintetinti biriąsias chemines medžiagas, tokias kaip metanolis, pasižymintis dideliu selektyvumu.
Vykdant katalizinę biomasės konversiją, daugiafunkcinės savybėsskruzdžių rūgštissuteikia galimybę įgyvendinti ekologiškus, saugius ir ekonomiškus biologinio rafinavimo procesus. Biomasės ištekliai yra didžiausi ir perspektyviausi tvarūs alternatyvūs ištekliai, tačiau juos paversti tinkamomis išteklių formomis išlieka iššūkis. Skruzdžių rūgšties rūgštinės savybės ir geros tirpiklio savybės gali būti pritaikytos biomasės žaliavų išankstinio apdorojimo procesui, kad būtų galima atskirti lignoceliuliozės komponentus ir išgauti celiuliozę. Palyginti su tradicine neorganinių rūgščių išankstinio apdorojimo sistema, ji turi žemos virimo temperatūros, lengvo atskyrimo, neorganinių jonų įvedimo ir didelio suderinamumo su pasroviui reakcijomis pranašumus. Kaip efektyvus vandenilio šaltinis,skruzdžių rūgštis taip pat buvo plačiai ištirtas ir pritaikytas parenkant katalizinį biomasės platformų junginių konversiją į didelės pridėtinės vertės chemines medžiagas, lignino skaidymą iki aromatinių junginių ir bioalyvos hidrodeoksidacijos rafinavimo procesus. Palyginti su tradiciniu hidrinimo procesu, priklausančiu nuo H2, skruzdžių rūgštis pasižymi dideliu konversijos efektyvumu ir švelniomis reakcijos sąlygomis. Jis yra paprastas ir saugus ir gali veiksmingai sumažinti iškastinių išteklių medžiagų ir energijos sąnaudas susijusiame biologinio rafinavimo procese. Naujausi tyrimai parodė, kad depolimerizuojant oksiduotą ligninąskruzdžių rūgštis vandeninis tirpalas švelniomis sąlygomis galima gauti mažos molekulinės masės aromatinį tirpalą, kurio masės santykis didesnis nei 60%. Šis naujoviškas atradimas suteikia naujų galimybių tiesiogiai iš lignino išgauti didelės vertės aromatines chemines medžiagas.
Apibendrinant, biologiškai pagrįsta skruzdžių rūgštisrodo didelį žaliosios organinės sintezės ir biomasės konversijos potencialą, o jo universalumas ir universalumas yra labai svarbūs siekiant efektyvaus žaliavų panaudojimo ir didelio tikslinių produktų selektyvumo. Šiuo metu ši sritis yra pasiekusi tam tikrų laimėjimų ir sparčiai plėtojama, tačiau vis dar yra didelis atstumas nuo faktinio pramoninio pritaikymo, todėl reikia tolesnių tyrimų. Būsimi tyrimai turėtų sutelkti dėmesį į šiuos aspektus: (1) kaip parinkti tinkamus kataliziškai aktyvius metalus ir reakcijų sistemas konkrečioms reakcijoms; (2) kaip efektyviai ir kontroliuojamai aktyvuoti skruzdžių rūgštį esant kitoms žaliavoms ir reagentams; (3) Kaip suprasti sudėtingų reakcijų reakcijos mechanizmą iš molekulinio lygio; (4) Kaip stabilizuoti atitinkamą katalizatorių atitinkamame procese. Žvelgiant į ateitį, remiantis šiuolaikinės visuomenės aplinkos, ekonomikos ir darnaus vystymosi poreikiais, skruzdžių rūgšties chemija sulauks vis daugiau pramonės ir akademinės bendruomenės dėmesio ir tyrimų.
Paskelbimo laikas: 2024-06-27