Соңғы жылдары қазба байлық ресурстарының тапшылығының артуы және адамның өмір сүру ортасының нашарлауына байланысты биомасса сияқты жаңартылатын ресурстарды тиімді және тұрақты пайдалану бүкіл әлем ғалымдарының зерттеулері мен назарының орталығына айналды. Құмырсқа қышқылы, биоөңдеудегі негізгі жанама өнімдердің бірі, арзан және оңай алынатын, улы емес, жоғары энергия тығыздығы, жаңартылатын және ыдырайтын және т.б. сипаттамаларға ие. Оны жаңа энергияны кәдеге жарату және химиялық түрлендіруге қолдану тек қана емес, құмырсқа қышқылының қолдану аясын одан әрі кеңейтеді, сонымен қатар болашақ биотазалау технологиясының кейбір кең таралған проблемаларын шешуге көмектеседі. Бұл мақалада құмырсқа қышқылын пайдаланудың зерттеу тарихы қысқаша қарастырылды, биомассаны химиялық синтезде және каталитикалық түрлендіруде тиімді және көп мақсатты реагент және шикізат ретінде құмырсқа қышқылын зерттеудің соңғы жетістіктері қорытындыланды және негізгі принцип пен каталитикалық жүйе салыстырылды және талданды. тиімді химиялық түрлендіруге қол жеткізу үшін құмырсқа қышқылын белсендіруді қолдану. Болашақ зерттеулер құмырсқа қышқылын пайдалану тиімділігін арттыруға және жоғары селективті синтезді жүзеге асыруға бағытталып, осы негізде оның қолдану аясын одан әрі кеңейту керек екендігі атап өтілді.
Химиялық синтезде құмырсқа қышқылын қоршаған ортаға зиянсыз және жаңартылатын көп функциялы реагент ретінде әртүрлі функционалдық топтардың селективті түрлендіру процесінде қолдануға болады. Құрамы жоғары сутегі бар сутегі тасымалдаушы реагент немесе тотықсыздандырғыш ретінде құмырсқа қышқылының қарапайым және бақыланатын жұмысының, жұмсақ жағдайлардың және дәстүрлі сутегімен салыстырғанда жақсы химиялық селективтіліктің артықшылықтары бар. Ол альдегидтерді, нитроды, иминдерді, нитрилдерді, алкиндерді, алкендерді және т.б. сәйкес спирттер, аминдер, алкендер және алкандарды алу үшін іріктеп қалпына келтіруде кеңінен қолданылады. Ал спирттер мен эпоксидтердің гидролизі және функционалдық тобының қорғанышсыздануы. Құмырсқа қышқылын C1 шикізаты ретінде, негізгі көп мақсатты негізгі реагент ретінде де қолдануға болатынын ескере отырып, құмырсқа қышқылын хинолин туындыларының тотықсыздандырылған формилизациясына, амин қосылыстарының формилизациясы мен метилденуіне, олефиннің карбонилденуіне де қолдануға болады. және алкиндердің және басқа көп сатылы тандемдік реакциялардың гидратациясын азайту, бұл жұқа заттардың тиімді және қарапайым жасыл синтезіне қол жеткізудің маңызды жолы болып табылады. және күрделі органикалық молекулалар. Мұндай процестердің міндеті құмырсқа қышқылының және нақты функционалдық топтардың бақыланатын активтенуі үшін жоғары селективтілігі мен белсенділігі бар көп функциялы катализаторларды табу болып табылады. Сонымен қатар, соңғы зерттеулер C1 шикізаты ретінде құмырсқа қышқылын пайдалану каталитикалық диспропорциялану реакциясы арқылы жоғары селективті метанол сияқты сусымалы химиялық заттарды тікелей синтездейтінін көрсетті.
Биомассаны каталитикалық түрлендіруде құмырсқа қышқылының көп функционалды қасиеттері жасыл, қауіпсіз және үнемді биотазалау процестерін жүзеге асыру үшін әлеуетті қамтамасыз етеді. Биомасса ресурстары ең үлкен және ең перспективалы тұрақты баламалы ресурстар болып табылады, бірақ оларды пайдалануға жарамды ресурс нысандарына айналдыру қиын мәселе болып қала береді. Құмырсқа қышқылының қышқылдық қасиеттері мен жақсы еріткіш қасиеттері лигноцеллюлоза компоненттерін бөлу және целлюлоза экстракциясын жүзеге асыру үшін биомасса шикізатын алдын ала өңдеу процесіне қолданылуы мүмкін. Дәстүрлі бейорганикалық қышқылды алдын ала өңдеу жүйесімен салыстырғанда оның қайнау температурасының төмендігі, оңай бөлінуі, бейорганикалық иондардың енгізілмеуі және төменгі реакциялар үшін күшті үйлесімділік артықшылықтары бар. Тиімді сутегі көзі ретінде құмырсқа қышқылы биомасса платформасының қосылыстарын жоғары қосылған құны бар химиялық заттарға каталитикалық түрлендіруді таңдауда, лигниннің ароматты қосылыстарға ыдырауын және биомұнайдың гидродеоксидануын тазарту процестерін таңдауда кеңінен зерттелген және қолданылған. Н2-ге тәуелді дәстүрлі гидрлеу процесімен салыстырғанда құмырсқа қышқылы жоғары конверсиялық тиімділікке және жұмсақ реакция жағдайларына ие. Бұл қарапайым және қауіпсіз және биотазалау процесінде қазба ресурстарының материалды және энергия шығынын тиімді төмендете алады. Соңғы зерттеулер көрсеткендей, жұмсақ жағдайда құмырсқа қышқылының сулы ерітіндісінде тотыққан лигнинді деполимеризациялау арқылы салмағы 60%-дан асатын төмен молекулалы ароматты ерітінді алуға болады. Бұл инновациялық жаңалық лигниннен жоғары құнды хош иісті химиялық заттарды тікелей алу үшін жаңа мүмкіндіктер береді.
Қорытындылай келе, био негізіндегі құмырсқа қышқылы жасыл органикалық синтезде және биомассаны түрлендіруде үлкен әлеуетке ие және оның әмбебаптығы мен көпмақсаттылығы шикізатты тиімді пайдалану және мақсатты өнімдердің жоғары селективтілігіне қол жеткізу үшін маңызды. Қазіргі уақытта бұл кен орны біршама жетістіктерге қол жеткізіп, қарқынды игерілуде, бірақ нақты өнеркәсіптік қолданудан әлі де айтарлықтай алшақтық бар және одан әрі барлау қажет. Болашақ зерттеулер келесі аспектілерге назар аударуы керек: (1) нақты реакциялар үшін қолайлы каталитикалық белсенді металдар мен реакция жүйелерін қалай таңдау керек; (2) басқа шикізат пен реагенттердің қатысуымен құмырсқа қышқылын қалай тиімді және бақыланатын белсендіру керек; (3) Күрделі реакциялардың реакция механизмін молекулалық деңгейден қалай түсінуге болады; (4) Тиісті процесте сәйкес катализаторды қалай тұрақтандыру керек. Болашаққа үмітпен қарап, қазіргі қоғамның қоршаған ортаға, экономикаға және тұрақты дамуға деген қажеттіліктеріне сүйене отырып, құмырсқа қышқылдарының химиясына өнеркәсіп пен академияның көбірек назары мен зерттеулері аударылады.
Жіберу уақыты: 19 желтоқсан 2024 ж