У апошнія гады з ростам дэфіцыту выкапнёвых рэсурсаў і пагаршэннем асяроддзя жыцця чалавека эфектыўнае і ўстойлівае выкарыстанне аднаўляльных рэсурсаў, такіх як біямаса, стала цэнтрам даследаванняў і ўвагі навукоўцаў ва ўсім свеце.Мурашыная кіслата, адзін з асноўных пабочных прадуктаў пры біяачыстцы, мае характарыстыкі таннасці і лёгкасці здабычы, нетоксичности, высокай шчыльнасці энергіі, аднаўляемасці і раскладання і г.д. Прымяненне яго для выкарыстання новай энергіі і хімічнага пераўтварэння не толькі спрыяе далейшаму пашырэнню вобласць прымяненнямурашыная кіслата, але таксама дапамагае вырашыць некаторыя агульныя праблемы з вузкімі месцамі ў будучай тэхналогіі біяачысткі. У гэтай працы быў зроблены кароткі агляд гісторыі даследаванняў в мурашыная кіслата выкарыстання, абагульніў вынікі апошніх даследаванняўмурашыная кіслата у якасці эфектыўнага і шматмэтавага рэагента і сыравіны ў хімічным сінтэзе і каталітычнай канверсіі біямасы, а таксама параўнаў і прааналізаваў асноўны прынцып і каталітычную сістэму выкарыстання мурашыная кіслата актывацыя для дасягнення эфектыўнага хімічнага пераўтварэння. Адзначаецца, што будучыя даследаванні павінны быць сканцэнтраваны на павышэнні эфектыўнасці выкарыстання мурашынай кіслаты і рэалізацыі высокаселектыўнага сінтэзу, а таксама на далейшым пашырэнні вобласці яе прымянення на гэтай аснове.
У хімічным сінтэзе,мурашыная кіслата, як экалагічна чысты і аднаўляльны шматфункцыянальны рэагент, можна выкарыстоўваць у працэсе селектыўнага пераўтварэння розных функцыянальных груп. У якасці рэагента для пераносу вадароду або аднаўляльніка з высокім утрыманнем вадароду,мурашыная кіслата мае такія перавагі, як простая і кіраваная праца, мяккія ўмовы і добрая хімічная селектыўнасць у параўнанні з традыцыйным вадародам. Ён шырока выкарыстоўваецца ў селектыўным аднаўленні альдэгідаў, нітра, імінаў, нітрылаў, алкінаў, алкенаў і гэтак далей для атрымання адпаведных спіртоў, амінаў, алкенаў і алканаў. А таксама гідроліз і зняцце абароны спіртоў і эпаксідаў з функцыянальных груп. У сувязі з тым, штомурашыная кіслата можа таксама выкарыстоўвацца ў якасці сыравіны C1, у якасці ключавога шматмэтавага асноўнага рэагента,мурашыная кіслата можа таксама прымяняцца для аднаўленчага фармілявання вытворных хіналіну, фармілявання і метылявання амінавых злучэнняў, карбанілявання алефінаў і аднаўленчай гідратацыі алкинов і іншых шматступеністых тандэмных рэакцый, што з'яўляецца важным спосабам дасягнення эфектыўнага і простага зялёнага сінтэзу дробных і складаных арганічных малекулы. Задача такіх працэсаў заключаецца ў пошуку шматфункцыянальных каталізатараў з высокай селектыўнасцю і актыўнасцю для кантраляванай актывацыі мурашыная кіслата і пэўныя функцыянальныя групы. Акрамя таго, нядаўнія даследаванні паказалі, што выкарыстанне мурашынай кіслаты ў якасці сыравіны C1 можа таксама непасрэдна сінтэзаваць масавыя хімічныя рэчывы, такія як метанол, з высокай селектыўнасцю праз каталітычную рэакцыю дыспрапарцыянавання.
У каталітычнай канверсіі біямасы, шматфункцыянальныя ўласцівасцімурашыная кіслатазабяспечваюць патэнцыял для рэалізацыі экалагічных, бяспечных і эканамічна эфектыўных працэсаў біяачысткі. Рэсурсы біямасы з'яўляюцца найбуйнейшымі і найбольш перспектыўнымі ўстойлівымі альтэрнатыўнымі рэсурсамі, але ператварэнне іх у прыдатныя для выкарыстання формы рэсурсаў застаецца праблемай. Кіслотныя ўласцівасці і добрыя ўласцівасці растваральніка мурашынай кіслаты могуць прымяняцца ў працэсе папярэдняй апрацоўкі сыравіны з біямасы для падзелу кампанентаў лігнацэлюлозы і экстракцыі цэлюлозы. У параўнанні з традыцыйнай сістэмай папярэдняй апрацоўкі неарганічных кіслот, яна мае такія перавагі, як нізкая тэмпература кіпення, лёгкае аддзяленне, адсутнасць увядзення неарганічных іёнаў і моцная сумяшчальнасць для далейшых рэакцый. Як эфектыўная крыніца вадароду,мурашыная кіслата таксама шырока вывучаўся і прымяняўся пры выбары каталітычнага пераўтварэння злучэнняў платформы біямасы ў хімічныя рэчывы з высокай дабаўленай вартасцю, дэградацыі лігніну да араматычных злучэнняў і працэсаў перапрацоўкі гідрараскіслення біямаслы. У параўнанні з традыцыйным працэсам гідрагенізацыі, які залежыць ад H2, мурашыная кіслата мае высокую эфектыўнасць пераўтварэння і мяккія ўмовы рэакцыі. Гэта проста і бяспечна, і можа эфектыўна знізіць матэрыяльнае і энергаспажыванне выкапнёвых рэсурсаў у адпаведным працэсе біяперапрацоўкі. Нядаўнія даследаванні паказалі, што шляхам деполимеризации акісленага лігніну ўмурашыная кіслата воднага раствора ў мяккіх умовах можна атрымаць араматычны раствор з нізкай малекулярнай масай з масавым суадносінамі больш за 60%. Гэта інавацыйнае адкрыццё адкрывае новыя магчымасці для прамой экстракцыі высокакаштоўных араматычных хімічных рэчываў з лігніну.
Такім чынам, на біялагічнай аснове мурашыная кіслатапаказвае вялікі патэнцыял у зялёным арганічным сінтэзе і пераўтварэнні біямасы, і яго ўніверсальнасць і шматфункцыянальнасць неабходныя для дасягнення эфектыўнага выкарыстання сыравіны і высокай селектыўнасці мэтавых прадуктаў. У цяперашні час гэтая сфера дасягнула пэўных поспехаў і хутка развіваецца, але да рэальнага прамысловага прымянення яшчэ далёка, і неабходныя далейшыя даследаванні. Будучыя даследаванні павінны быць сканцэнтраваны на наступных аспектах: (1) як выбраць прыдатныя каталітычна актыўныя металы і рэакцыйныя сістэмы для канкрэтных рэакцый; (2) як эфектыўна і кантралявана актываваць мурашыную кіслату ў прысутнасці іншай сыравіны і рэагентаў; (3) Як зразумець механізм складаных рэакцый з малекулярнага ўзроўню; (4) Як стабілізаваць адпаведны каталізатар у адпаведным працэсе. Гледзячы ў будучыню, зыходзячы з патрэбаў сучаснага грамадства ў навакольным асяроддзі, эканоміцы і ўстойлівым развіцці, хімія мурашынай кіслаты будзе атрымліваць усё больш увагі і даследаванняў з боку прамысловасці і навуковых колаў.
Час публікацыі: 27 чэрвеня 2024 г