Die funksie van mieresuur

In onlangse jare, met die toenemende tekort aan fossielhulpbronne en die agteruitgang van menslike lewensomgewing, het die doeltreffende en volhoubare gebruik van hernubare hulpbronne soos biomassa die fokus van navorsing en aandag van wetenskaplikes regoor die wêreld geword.Miersuur, een van die belangrikste neweprodukte in bioraffinering, het die kenmerke van goedkoop en maklik verkrygbaar, nie-giftig, hoë energiedigtheid, hernubaar en afbreekbaar, ens. Die toepassing daarvan op nuwe energiebenutting en chemiese transformasie help nie net om verder uit te brei nie. die toepassingsveld vanmieresuur, maar help ook om 'n paar algemene knelpuntprobleme in die toekomstige bioraffineringstegnologie op te los. Hierdie referaat het kortliks die navorsingsgeskiedenis van mieresuur benutting, het die jongste navorsingsvordering van opgesommieresuur as 'n doeltreffende en veeldoelige reagens en grondstof in chemiese sintese en katalitiese omskakeling van biomassa, en vergelyk en ontleed die basiese beginsel en katalitiese stelsel van gebruik mieresuur aktivering om doeltreffende chemiese omskakeling te bewerkstellig. Daar word daarop gewys dat die toekomstige navorsing moet fokus op die verbetering van die benuttingsdoeltreffendheid van mieresuur en die verwesenliking van hoë selektiwiteitsintese, en sy toepassingsveld op hierdie basis verder uitbrei.

In chemiese sintese,mieresuur, as 'n omgewingsvriendelike en hernubare multifunksionele reagens, kan gebruik word in die selektiewe omskakelingsproses van verskeie funksionele groepe. As 'n waterstofoordragreagens of reduseermiddel met 'n hoë waterstofinhoud,mieresuur het die voordele van eenvoudige en beheerbare werking, ligte toestande en goeie chemiese selektiwiteit in vergelyking met tradisionele waterstof. Dit word wyd gebruik in die selektiewe reduksie van aldehiede, nitro, imiene, nitrille, alkyne, alkene ensovoorts om ooreenstemmende alkohole, amiene, alkene en alkane te produseer. En die hidrolise en funksionele groep ontskerming van alkohole en epoksiede. In die lig van die feit datmieresuur kan ook gebruik word as C1 grondstof, as 'n sleutel multi-doel basiese reagens,mieresuur kan ook toegepas word op die reduksie formilering van kinolien derivate, formilering en metilering van amienverbindings, karbonilering van olefien en reduksie hidrasie van alkyne en ander multi-stadium tandem reaksies, wat 'n belangrike manier is om doeltreffende en eenvoudige groen sintese van fyn en komplekse organiese molekules. Die uitdaging van sulke prosesse is om multifunksionele katalisators met hoë selektiwiteit en aktiwiteit vir die beheerde aktivering van mieresuur en spesifieke funksionele groepe. Boonop het onlangse studies getoon dat die gebruik van mieresuur as C1-grondstof ook grootmaatchemikalieë soos metanol direk kan sintetiseer met hoë selektiwiteit deur middel van katalitiese disproporsioneringsreaksie.

In die katalitiese omskakeling van biomassa, die multifunksionele eienskappe vanmieresuurvoorsien potensiaal vir die verwesenliking van groen, veilige en koste-effektiewe bioraffineringsprosesse. Biomassahulpbronne is die grootste en mees belowende volhoubare alternatiewe hulpbronne, maar om dit in bruikbare hulpbronvorme te omskep bly 'n uitdaging. Die suur eienskappe en goeie oplosmiddel eienskappe van mieresuur kan toegepas word op die voorbehandelingsproses van biomassa grondstowwe om die skeiding van lignosellulose komponente en sellulose ekstraksie te realiseer. In vergelyking met die tradisionele anorganiese suur-voorbehandelingstelsel, het dit die voordele van 'n lae kookpunt, maklike skeiding, geen bekendstelling van anorganiese ione, en sterk verenigbaarheid vir stroomaf-reaksies. As 'n doeltreffende waterstofbron,mieresuur is ook wyd bestudeer en toegepas in die seleksie van katalitiese omskakeling van biomassa-platformverbindings na hoëwaarde-toegevoegde chemikalieë, lignienafbraak na aromatiese verbindings, en bio-olie hidrodeoksidasie raffineringsprosesse. In vergelyking met die tradisionele hidrogeneringsproses wat afhanklik is van H2, het mieresuur hoë omskakelingsdoeltreffendheid en ligte reaksietoestande. Dit is eenvoudig en veilig, en kan die materiaal- en energieverbruik van fossielhulpbronne effektief verminder in die verwante bio-raffineringsproses. Onlangse studies het getoon dat deur geoksideerde lignien in te depolimeriseermieresuur waterige oplossing onder ligte toestande, kan 'n lae molekulêre gewig aromatiese oplossing met 'n gewigsverhouding groter as 60% verkry word. Hierdie innoverende ontdekking bring nuwe geleenthede vir die direkte onttrekking van hoëwaarde aromatiese chemikalieë uit lignien.

Opsommend, bio-gebaseerd mieresuurtoon groot potensiaal in groen organiese sintese en biomassa-omsetting, en die veelsydigheid en veeldoelige doel daarvan is noodsaaklik om doeltreffende benutting van grondstowwe en hoë selektiwiteit van teikenprodukte te bereik. Tans het hierdie veld 'n paar prestasies behaal en is dit vinnig ontwikkel, maar daar is nog 'n aansienlike afstand van die werklike industriële toepassing, en verdere eksplorasie is nodig. Toekomstige navorsing moet op die volgende aspekte fokus: (1) hoe om geskikte katalitiese aktiewe metale en reaksiestelsels vir spesifieke reaksies te kies; (2) hoe om mieresuur doeltreffend en beheerbaar in die teenwoordigheid van ander grondstowwe en reagense te aktiveer; (3) Hoe om die reaksiemeganisme van komplekse reaksies vanaf die molekulêre vlak te verstaan; (4) Hoe om die ooreenstemmende katalisator in die betrokke proses te stabiliseer. As ons uitsien na die toekoms, gegrond op die behoeftes van die moderne samelewing vir omgewing, ekonomie en volhoubare ontwikkeling, sal mieresuurchemie meer en meer aandag en navorsing van die industrie en akademie kry.