Poslednjih godina, sa sve većim nedostatkom fosilnih resursa i pogoršanjem životne sredine ljudi, efikasno i održivo korišćenje obnovljivih resursa kao što je biomasa postalo je fokus istraživanja i pažnje naučnika širom sveta.Mravlja kiselina, jedan od glavnih nusproizvoda u biorafiniranju, ima karakteristike jeftinog i lakog dobijanja, netoksičan, visoke gustine energije, obnovljiv i razgradiv, itd. Primena na novu upotrebu energije i hemijsku transformaciju ne samo da pomaže u daljem širenju oblast primenemravlja kiselina, ali također pomaže u rješavanju nekih uobičajenih problema uskih grla u budućoj tehnologiji biorafiniranja. U ovom radu je ukratko prikazana istorija istraživanja mravlja kiselina upotrebe, sumirao je najnoviji napredak istraživanjamravlja kiselina kao efikasan i višenamenski reagens i sirovina u hemijskoj sintezi i katalitičkoj konverziji biomase, te uporedio i analizirao osnovni princip i katalitički sistem korišćenja mravlja kiselina aktivacija za postizanje efikasne hemijske konverzije. Ističe se da bi buduća istraživanja trebalo da se fokusiraju na poboljšanje efikasnosti iskorišćenja mravlje kiseline i ostvarivanje sinteze visoke selektivnosti, te da se na osnovu toga dalje proširi polje njene primene.
U hemijskoj sintezi,mravlja kiselina, kao ekološki prihvatljiv i obnovljiv multifunkcionalni reagens, može se koristiti u procesu selektivne konverzije različitih funkcionalnih grupa. Kao reagens za prijenos vodonika ili redukcijski agens s visokim sadržajem vodika,mravlja kiselina ima prednosti jednostavnog i kontrolisanog rada, blagih uslova i dobre hemijske selektivnosti u poređenju sa tradicionalnim vodonikom. Široko se koristi u selektivnoj redukciji aldehida, nitro, imina, nitrila, alkina, alkena i tako dalje za proizvodnju odgovarajućih alkohola, amina, alkena i alkana. I hidroliza i uklanjanje funkcionalne grupe alkohola i epoksida. S obzirom na činjenicu damravlja kiselina može se koristiti i kao C1 sirovina, kao ključni višenamjenski osnovni reagens,mravlja kiselina može se primijeniti i na redukcijsku formilaciju derivata kinolina, formilaciju i metilaciju aminskih spojeva, karbonilaciju olefina i redukcijsku hidrataciju alkina i druge višestepene tandem reakcije, što je važan način za postizanje efikasne i jednostavne zelene sinteze finih i složenih organskih molekule. Izazov takvih procesa je pronaći multifunkcionalne katalizatore visoke selektivnosti i aktivnosti za kontrolirano aktiviranje mravlja kiselina i specifične funkcionalne grupe. Osim toga, nedavne studije su pokazale da korištenje mravlje kiseline kao C1 sirovine može također direktno sintetizirati rasute kemikalije kao što je metanol s visokom selektivnošću kroz reakciju katalitičke disproporcionalizacije.
U katalitičkoj konverziji biomase, multifunkcionalna svojstvamravlja kiselinapružaju potencijal za realizaciju zelenih, sigurnih i isplativih procesa biorafiniranja. Resursi biomase su najveći i najperspektivniji održivi alternativni resursi, ali njihova transformacija u upotrebljive oblike resursa ostaje izazov. Svojstva kiseline i dobra svojstva otapala mravlje kiseline mogu se primijeniti na proces predtretmana sirovina biomase kako bi se ostvarilo odvajanje komponenti lignoceluloze i ekstrakcija celuloze. U poređenju sa tradicionalnim sistemom prethodnog tretmana anorganskom kiselinom, ima prednosti niske tačke ključanja, lakog odvajanja, bez uvođenja neorganskih jona i jake kompatibilnosti za nizvodne reakcije. Kao efikasan izvor vodonika,mravlja kiselina je također široko proučavan i primijenjen u odabiru katalitičke konverzije jedinjenja platforme biomase u hemikalije visoke dodane vrijednosti, razgradnje lignina do aromatičnih spojeva i procesa rafiniranja hidrodeoksidacije bio-ulja. U poređenju sa tradicionalnim procesom hidrogenizacije koji zavisi od H2, mravlja kiselina ima visoku efikasnost konverzije i blage uslove reakcije. Jednostavan je i siguran, i može efikasno smanjiti potrošnju materijala i energije fosilnih resursa u povezanom procesu bio-rafiniranja. Nedavne studije su pokazale da depolimerizacijom oksidiranog lignina umravlja kiselina vodeni rastvor pod blagim uslovima, može se dobiti aromatična otopina niske molekularne mase sa težinskim omjerom većim od 60%. Ovo inovativno otkriće donosi nove mogućnosti za direktnu ekstrakciju visokovrijednih aromatičnih kemikalija iz lignina.
Ukratko, bio-bazirano mravlja kiselinapokazuje veliki potencijal u zelenoj organskoj sintezi i konverziji biomase, a njegova svestranost i višenamjenska su neophodna za postizanje efikasnog korištenja sirovina i visoke selektivnosti ciljnih proizvoda. Trenutno je ovo polje postiglo određena dostignuća i brzo se razvijalo, ali još uvijek postoji značajna udaljenost od stvarne industrijske primjene i potrebna su dalja istraživanja. Buduća istraživanja bi se trebala fokusirati na sljedeće aspekte: (1) kako odabrati odgovarajuće katalitički aktivne metale i reakcione sisteme za specifične reakcije; (2) kako efikasno i kontrolisano aktivirati mravlju kiselinu u prisustvu drugih sirovina i reagensa; (3) Kako razumjeti reakcioni mehanizam složenih reakcija sa molekularnog nivoa; (4) Kako stabilizirati odgovarajući katalizator u relevantnom procesu. Gledajući prema budućnosti, na osnovu potreba modernog društva za životnom sredinom, ekonomijom i održivim razvojem, hemija mravlje kiseline će dobijati sve više pažnje i istraživanja od strane industrije i akademske zajednice.
Vrijeme objave: Jun-27-2024