La función del ácido fórmico.

En los últimos años, con la creciente escasez de recursos fósiles y el deterioro del entorno de vida humano, el uso eficiente y sostenible de recursos renovables como la biomasa se ha convertido en el foco de investigación y atención de científicos de todo el mundo.Ácido fórmico, uno de los principales subproductos de la biorefinación, tiene las características de ser barato y fácil de obtener, no tóxico, de alta densidad energética, renovable y degradable, etc. Aplicarlo a la nueva utilización de energía y transformación química no solo ayuda a expandirse aún más. el campo de aplicación deácido fórmico, pero también ayuda a resolver algunos problemas comunes de cuellos de botella en la futura tecnología de biorrefinación. Este artículo revisó brevemente la historia de la investigación de ácido fórmico utilización, resumió los últimos avances de la investigación deácido fórmico como reactivo y materia prima eficiente y multipropósito en la síntesis química y la conversión catalítica de biomasa, y comparó y analizó el principio básico y el sistema catalítico de uso ácido fórmico activación para lograr una conversión química eficiente. Se señala que la investigación futura debería centrarse en mejorar la eficiencia de utilización del ácido fórmico y realizar una síntesis de alta selectividad, y ampliar aún más su campo de aplicación sobre esta base.

En síntesis química,ácido fórmico, como reactivo multifuncional renovable y respetuoso con el medio ambiente, se puede utilizar en el proceso de conversión selectiva de varios grupos funcionales. Como reactivo de transferencia de hidrógeno o agente reductor con alto contenido de hidrógeno,ácido fórmico Tiene las ventajas de un funcionamiento sencillo y controlable, condiciones suaves y buena selectividad química en comparación con el hidrógeno tradicional. Se usa ampliamente en la reducción selectiva de aldehídos, nitro, iminas, nitrilos, alquinos, alquenos, etc. para producir los correspondientes alcoholes, aminas, alquenos y alcanos. Y la hidrólisis y desprotección de grupos funcionales de alcoholes y epóxidos. En vista del hecho de queácido fórmico También se puede utilizar como materia prima C1, como reactivo básico multiusos clave.ácido fórmico También se puede aplicar a la formilación reductora de derivados de quinolina, formilación y metilación de compuestos de amina, carbonilación de olefinas e hidratación reductora de alquinos y otras reacciones en tándem de múltiples etapas, que es una forma importante de lograr una síntesis verde eficiente y simple de compuestos orgánicos finos y complejos. moléculas. El desafío de tales procesos es encontrar catalizadores multifuncionales con alta selectividad y actividad para la activación controlada de ácido fórmico y grupos funcionales específicos. Además, estudios recientes han demostrado que el uso de ácido fórmico como materia prima C1 también puede sintetizar directamente productos químicos a granel como el metanol con alta selectividad mediante una reacción de desproporción catalítica.

En la conversión catalítica de biomasa, las propiedades multifuncionales deácido fórmicoProporcionar potencial para la realización de procesos de biorrefinación ecológicos, seguros y rentables. Los recursos de biomasa son los recursos alternativos sostenibles más grandes y prometedores, pero transformarlos en formas de recursos utilizables sigue siendo un desafío. Las propiedades ácidas y buenas propiedades disolventes del ácido fórmico se pueden aplicar al proceso de pretratamiento de materias primas de biomasa para realizar la separación de componentes de lignocelulosa y la extracción de celulosa. En comparación con el sistema tradicional de pretratamiento con ácidos inorgánicos, tiene las ventajas de un bajo punto de ebullición, una fácil separación, ninguna introducción de iones inorgánicos y una gran compatibilidad para las reacciones posteriores. Como fuente eficiente de hidrógeno,ácido fórmico También se ha estudiado y aplicado ampliamente en la selección de conversión catalítica de compuestos de plataformas de biomasa en productos químicos de alto valor agregado, degradación de lignina a compuestos aromáticos y procesos de refinación por hidrodesoxidación de bioaceite. En comparación con el proceso de hidrogenación tradicional que depende del H2, el ácido fórmico tiene una alta eficiencia de conversión y condiciones de reacción suaves. Es simple y seguro, y puede reducir efectivamente el consumo de material y energía de los recursos fósiles en el proceso de biorefinación relacionado. Estudios recientes han demostrado que al despolimerizar la lignina oxidada enácido fórmico solución acuosa en condiciones suaves, se puede obtener una solución aromática de bajo peso molecular con una relación en peso superior al 60%. Este descubrimiento innovador brinda nuevas oportunidades para la extracción directa de sustancias químicas aromáticas de alto valor a partir de la lignina.

En resumen, de base biológica ácido fórmicomuestra un gran potencial en la síntesis orgánica verde y la conversión de biomasa, y su versatilidad y multipropósito son esenciales para lograr una utilización eficiente de las materias primas y una alta selectividad de los productos objetivo. En la actualidad, este campo ha logrado algunos logros y se ha desarrollado rápidamente, pero todavía queda una distancia considerable hasta la aplicación industrial real y es necesaria una mayor exploración. Las investigaciones futuras deberían centrarse en los siguientes aspectos: (1) cómo seleccionar metales catalíticos activos y sistemas de reacción adecuados para reacciones específicas; (2) cómo activar de manera eficiente y controlable el ácido fórmico en presencia de otras materias primas y reactivos; (3) Cómo comprender el mecanismo de reacción de reacciones complejas desde el nivel molecular; (4) Cómo estabilizar el catalizador correspondiente en el proceso relevante. De cara al futuro, basado en las necesidades de la sociedad moderna en materia de medio ambiente, economía y desarrollo sostenible, la química del ácido fórmico recibirá cada vez más atención e investigación por parte de la industria y el mundo académico.