Azken urteotan, baliabide fosilen eskasia gero eta handiagoa denez eta gizakien bizi-ingurunearen hondatzearekin batera, biomasa bezalako baliabide berriztagarrien erabilera eraginkor eta iraunkorra mundu osoko zientzialarien ikerketaren eta arretaren ardatz bihurtu da. Azido formikoa, biofinketaren azpiproduktu nagusietako bat, merkea eta eskuratze erraza, ez-toxikoa, dentsitate energetiko handikoa, berriztagarria eta degradagarria, etab. ezaugarriak ditu. Energia aprobetxamendu berrian eta eraldaketa kimikoan aplikatzeak ez du soilik laguntzen. azido formikoaren aplikazio-eremua gehiago zabaltzen du, baina etorkizuneko biofintze-teknologietan ohikoak diren botila-lepoko arazo batzuk konpontzen ere laguntzen du. Artikulu honek azido formikoaren erabileraren ikerketa-historia laburki berrikusi du, azido formikoaren azken ikerketa-aurrerapena laburbildu du erreaktibo eraginkor eta erabilera anitzeko erreaktibo eta lehengai gisa biomasaren sintesi kimikoan eta bihurketa katalitikoan, eta oinarrizko printzipioa eta sistema katalitikoa alderatu eta aztertu zituen. azido formikoaren aktibazioa erabiltzearen bihurketa kimiko eraginkorra lortzeko. Azpimarratzen da etorkizuneko ikerketak azido formikoaren erabilera-efizientzia hobetzera eta selektibitate handiko sintesia gauzatzera bideratu beharko lukeela, eta bere aplikazio-eremua gehiago zabaltzea oinarri horretan.
Sintesi kimikoan, azido formikoa, ingurumena errespetatzen duen eta funtzio anitzeko erreaktibo berriztagarri gisa, hainbat talde funtzionalren bihurketa prozesu selektiboan erabil daiteke. Hidrogenoa transferitzeko erreaktibo edo hidrogeno-eduki handiko agente erreduktore gisa, azido formikoak funtzionamendu sinple eta kontrolagarria, baldintza leunak eta selektibitate kimiko ona ditu hidrogeno tradizionalarekin alderatuta. Aldehido, nitro, imine, nitrilo, alkino, alkeno eta abarren murrizketa selektiboan oso erabilia da dagozkien alkoholak, aminak, alkenoak eta alkanoak ekoizteko. Eta alkoholen eta epoxidoen hidrolisia eta talde funtzionalen desprotekzioa. Azido formikoa C1 lehengai gisa ere erabil daitekeela ikusita, erabilera anitzeko oinarrizko erreaktibo gisa, azido formikoa kinolinaren deribatuen murrizketa-formilazioan, amina-konposatuen formilazioan eta metilazioan, olefinen karbonilazioan ere aplika daiteke. eta alkinoen eta beste etapa anitzeko tandem erreakzioen murrizketa hidratazioa, hau da, molekula organiko fin eta konplexuen sintesi berde eraginkor eta sinplea lortzeko bide garrantzitsua. Prozesu horien erronka azido formikoen eta talde funtzional espezifikoen aktibazio kontrolaturako selektibitate eta jarduera handiko katalizatzaile multifuntzionalak aurkitzea da. Horrez gain, azken ikerketek frogatu dute azido formikoa C1 lehengai gisa erabiltzeak zuzenean sintetiza ditzakeela substantzia kimiko solteak, hala nola metanola, selektibitate handiko desproportzio katalitikoko erreakzioaren bidez.
Biomasaren konbertsio katalitikoan, azido formikoaren propietate multifuntzionalek biofinketa prozesu berde, seguru eta errentagarriak egiteko potentziala eskaintzen dute. Biomasa-baliabideak baliabide alternatibo iraunkor handienak eta itxaropentsuenak dira, baina baliabide erabilgarrietan eraldatzea erronka izaten jarraitzen du. Azido formikoaren propietate azidoak eta disolbatzaile onak biomasaren lehengaien aurretratamendu prozesuan aplika daitezke lignozelulosa osagaiak eta zelulosa erauzketa bereizteko. Azido inorganikoen aurretratamendu sistema tradizionalarekin alderatuta, irakite-puntu baxua, bereizketa erraza, ioi inorganikorik ez sartzea eta beherako erreakzioetarako bateragarritasun sendoa ditu. Hidrogeno-iturri eraginkor gisa, azido formikoa ere asko aztertu eta aplikatu da biomasa-plataformako konposatuen bihurketa katalitikoa balio erantsi handiko produktu kimikoetara, lignina konposatu aromatikoetara degradatzea eta bio-olioaren hidrodesoxidazioaren fintze-prozesuetan. H2ren menpeko hidrogenazio-prozesu tradizionalarekin alderatuta, azido formikoak bihurtze-eraginkortasun handia eta erreakzio-baldintza leunak ditu. Sinplea eta segurua da, eta baliabide fosilen material eta energia-kontsumoa modu eraginkorrean murrizten du erlazionatutako biofintze-prozesuan. Azken ikerketek frogatu dute lignina oxidatua azido formikoko ur-disoluzioan baldintza leunetan despolimerizatuz, pisu molekular baxuko disoluzio aromatiko bat lor daitekeela, %60 baino pisu-erlazioa handiagoa duena. Aurkikuntza berritzaile honek aukera berriak ekartzen ditu ligninatik balio handiko produktu kimiko aromatikoak zuzenean erauzteko.
Laburbilduz, bio-oinarritutako azido formikoak potentzial handia erakusten du sintesi organiko berdean eta biomasaren bihurketan, eta bere aldakortasuna eta erabilera anitzekoa ezinbestekoa da lehengaien erabilera eraginkorra lortzeko eta xede-produktuen selektibitate handia lortzeko. Gaur egun, arlo honek lorpen batzuk egin ditu eta azkar garatu da, baina oraindik distantzia handia dago benetako aplikazio industrialetik, eta esplorazio gehiago behar da. Etorkizuneko ikerketek honako alderdi hauetan oinarritu beharko lukete: (1) nola hautatu metal aktibo katalitiko egokiak eta erreakzio-sistemak erreakzio zehatzetarako; (2) nola aktibatu modu eraginkorrean eta modu kontrolatuan azido formikoa beste lehengai eta erreaktibo batzuen aurrean; (3) Nola ulertu erreakzio konplexuen erreakzio-mekanismoa maila molekularretik; (4) Nola egonkortu dagokion katalizatzailea dagokion prozesuan. Etorkizunera begira, gizarte modernoak ingurumena, ekonomia eta garapen iraunkorrerako dituen beharretan oinarrituta, azido formikoen kimikak gero eta arreta eta ikerketa gehiago jasoko ditu industriaren eta akademiaren aldetik.
Argitalpenaren ordua: 2024-12-19