A función do ácido fórmico

Nos últimos anos, coa crecente escaseza de recursos fósiles e o deterioro do medio de vida humano, o uso eficiente e sostible de recursos renovables como a biomasa converteuse no foco de investigación e atención dos científicos de todo o mundo.Ácido fórmico, un dos principais subprodutos da biorefinación, posúe as características de ser barato e fácil de obter, non tóxico, de alta densidade enerxética, renovable e degradable, etc. Aplicalo ao novo aproveitamento enerxético e á transformación química non só axuda a expandirse aínda máis. o campo de aplicación deácido fórmico, pero tamén axuda a resolver algúns problemas comúns de pescozo de botella na futura tecnoloxía de biorefinación. Este artigo repasou brevemente a historia da investigación ácido fórmico utilización, resumiu os últimos avances da investigaciónácido fórmico como reactivo e materia prima eficiente e multiusos na síntese química e na conversión catalítica de biomasa, e comparou e analizou o principio básico e o sistema catalítico de uso. ácido fórmico activación para lograr una conversión química eficiente. Sinálase que a investigación futura debería centrarse na mellora da eficiencia de utilización do ácido fórmico e na realización dunha síntese de alta selectividade, e ampliar aínda máis o seu campo de aplicación sobre esta base.

Na síntese química,ácido fórmico, como reactivo multifuncional ecolóxico e renovable, pódese usar no proceso de conversión selectiva de varios grupos funcionais. Como reactivo de transferencia de hidróxeno ou axente redutor con alto contido de hidróxeno,ácido fórmico ten as vantaxes dun funcionamento sinxelo e controlable, condicións suaves e unha boa selectividade química en comparación co hidróxeno tradicional. É amplamente utilizado na redución selectiva de aldehídos, nitro, iminas, nitrilos, alquinos, alquenos, etc. para producir alcohois, aminas, alquenos e alcanos correspondentes. E a hidrólise e desprotección de grupos funcionais de alcohois e epóxidos. En vista de queácido fórmico tamén se pode usar como materia prima C1, como reactivo básico multiusos clave,ácido fórmico Tamén se pode aplicar á redución da formilación de derivados da quinolina, á formilación e metilación de compostos de aminas, á carbonilación de olefinas e á redución da hidratación de alquinos e outras reaccións en tándem en varias etapas, que é unha forma importante de conseguir unha síntese verde eficiente e sinxela de orgánicos finos e complexos. moléculas. O reto destes procesos é atopar catalizadores multifuncionais con alta selectividade e actividade para a activación controlada de ácido fórmico e grupos funcionais específicos. Ademais, estudos recentes demostraron que o uso de ácido fórmico como materia prima C1 tamén pode sintetizar directamente produtos químicos a granel como metanol con alta selectividade mediante reaccións de desproporción catalítica.

Na conversión catalítica da biomasa, as propiedades multifuncionais deácido fórmicoproporcionar potencial para a realización de procesos de biorefinación verdes, seguros e rendibles. Os recursos de biomasa son os recursos alternativos sostibles máis grandes e prometedores, pero transformalos en formas de recursos utilizables segue sendo un reto. As propiedades ácidas e as boas propiedades de disolvente do ácido fórmico pódense aplicar ao proceso de pretratamento de materias primas de biomasa para realizar a separación dos compoñentes de lignocelulosa e a extracción de celulosa. En comparación co sistema tradicional de pretratamento con ácido inorgánico, ten as vantaxes de baixo punto de ebulición, fácil separación, sen introdución de ións inorgánicos e forte compatibilidade para as reaccións posteriores. Como fonte eficiente de hidróxeno,ácido fórmico Tamén foi amplamente estudada e aplicada na selección de conversión catalítica de compostos de plataforma de biomasa en produtos químicos de alto valor engadido, degradación da lignina a compostos aromáticos e procesos de refino de hidrodesoxidación de bioaceite. En comparación co proceso de hidroxenación tradicional dependente do H2, o ácido fórmico ten unha alta eficiencia de conversión e condicións de reacción suaves. É sinxelo e seguro, e pode reducir eficazmente o consumo de materiais e enerxía dos recursos fósiles no proceso de biorefinación relacionado. Estudos recentes demostraron que ao despolimerizar a lignina oxidadaácido fórmico solución acuosa en condicións suaves, pódese obter unha solución aromática de baixo peso molecular cunha proporción de peso superior ao 60%. Este descubrimento innovador trae novas oportunidades para a extracción directa de produtos químicos aromáticos de alto valor a partir da lignina.

En resumo, de base biolóxica ácido fórmicomostra un gran potencial na síntese orgánica verde e na conversión de biomasa, e a súa versatilidade e multiusos son esenciais para conseguir unha utilización eficiente das materias primas e unha alta selectividade dos produtos obxectivo. Na actualidade, este campo conseguiu algúns logros e desenvolveuse rapidamente, pero aínda hai unha distancia considerable da aplicación industrial real e é necesario seguir explorando. As investigacións futuras deberían centrarse nos seguintes aspectos: (1) como seleccionar metais activos catalíticos e sistemas de reacción adecuados para reaccións específicas; (2) como activar de forma eficiente e controlable o ácido fórmico en presenza doutras materias primas e reactivos; (3) Como comprender o mecanismo de reacción de reaccións complexas a nivel molecular; (4) Como estabilizar o catalizador correspondente no proceso correspondente. De cara ao futuro, baseado nas necesidades da sociedade moderna para o medio ambiente, a economía e o desenvolvemento sostible, a química do ácido fórmico recibirá cada vez máis atención e investigación da industria e da academia.