Nos últimos anos, com a crescente escassez de recursos fósseis e a deterioração do ambiente de vida humana, a utilização eficiente e sustentável de recursos renováveis, como a biomassa, tornou-se o foco da investigação e da atenção de cientistas em todo o mundo.Ácido fórmico, um dos principais subprodutos do biorrefinamento, tem as características de ser barato e fácil de obter, não tóxico, de alta densidade energética, renovável e degradável, etc. o campo de aplicação deácido fórmico, mas também ajuda a resolver alguns problemas comuns de gargalo na futura tecnologia de biorrefinamento. Este artigo revisou brevemente a história da pesquisa ácido fórmico utilização, resumiu o progresso mais recente da pesquisa deácido fórmico como um reagente e matéria-prima eficiente e multifuncional na síntese química e conversão catalítica de biomassa, e comparou e analisou o princípio básico e o sistema catalítico de uso ácido fórmico ativação para alcançar uma conversão química eficiente. Ressalta-se que a pesquisa futura deve se concentrar na melhoria da eficiência de utilização do ácido fórmico e na realização de uma síntese de alta seletividade, e expandir ainda mais seu campo de aplicação nesta base.
Na síntese química,ácido fórmico, como um reagente multifuncional ecológico e renovável, pode ser utilizado no processo de conversão seletiva de vários grupos funcionais. Como reagente de transferência de hidrogênio ou agente redutor com alto teor de hidrogênio,ácido fórmico tem as vantagens de operação simples e controlável, condições amenas e boa seletividade química em comparação com o hidrogênio tradicional. É amplamente utilizado na redução seletiva de aldeídos, nitro, iminas, nitrilas, alcinos, alcenos e assim por diante para produzir álcoois, aminas, alcenos e alcanos correspondentes. E a hidrólise e desproteção de grupos funcionais de álcoois e epóxidos. Tendo em vista o fato de queácido fórmico também pode ser usado como matéria-prima C1, como um reagente básico multiuso chave,ácido fórmico também pode ser aplicado à formulação de redução de derivados de quinolina, formulação e metilação de compostos de amina, carbonilação de olefinas e hidratação de redução de alcinos e outras reações em tandem de vários estágios, que é uma forma importante de alcançar a síntese verde simples e eficiente de produtos orgânicos finos e complexos moléculas. O desafio de tais processos é encontrar catalisadores multifuncionais com alta seletividade e atividade para a ativação controlada de ácido fórmico e grupos funcionais específicos. Além disso, estudos recentes mostraram que o uso de ácido fórmico como matéria-prima C1 também pode sintetizar diretamente produtos químicos a granel, como o metanol, com alta seletividade por meio de reação de desproporção catalítica.
Na conversão catalítica da biomassa, as propriedades multifuncionais daácido fórmicofornecem potencial para a realização de processos de biorrefinação verdes, seguros e econômicos. Os recursos de biomassa são os maiores e mais promissores recursos alternativos sustentáveis, mas transformá-los em formas de recursos utilizáveis continua a ser um desafio. As propriedades ácidas e boas propriedades solventes do ácido fórmico podem ser aplicadas ao processo de pré-tratamento de matérias-primas de biomassa para realizar a separação dos componentes da lignocelulose e a extração da celulose. Comparado com o sistema tradicional de pré-tratamento com ácido inorgânico, tem as vantagens de baixo ponto de ebulição, fácil separação, sem introdução de íons inorgânicos e forte compatibilidade para reações a jusante. Como uma fonte eficiente de hidrogênio,ácido fórmico também tem sido amplamente estudado e aplicado na seleção de conversão catalítica de compostos de plataforma de biomassa em produtos químicos de alto valor agregado, degradação de lignina em compostos aromáticos e processos de refino de hidrodesoxidação de bio-óleo. Comparado com o processo tradicional de hidrogenação dependente de H2, o ácido fórmico possui alta eficiência de conversão e condições de reação suaves. É simples e seguro e pode efetivamente reduzir o consumo de materiais e energia dos recursos fósseis no processo de biorrefinamento relacionado. Estudos recentes mostraram que ao despolimerizar a lignina oxidada emácido fórmico solução aquosa sob condições suaves, pode ser obtida uma solução aromática de baixo peso molecular com uma proporção em peso superior a 60%. Esta descoberta inovadora traz novas oportunidades para a extração direta de produtos químicos aromáticos de alto valor a partir da lignina.
Em resumo, de base biológica ácido fórmicoapresenta grande potencial em síntese orgânica verde e conversão de biomassa, e sua versatilidade e polivalência são essenciais para alcançar a utilização eficiente de matérias-primas e alta seletividade dos produtos alvo. Actualmente, este campo obteve algumas conquistas e foi rapidamente desenvolvido, mas ainda há uma distância considerável da aplicação industrial real e é necessária uma maior exploração. A investigação futura deverá centrar-se nos seguintes aspectos: (1) como seleccionar metais activos catalíticos e sistemas de reacção adequados para reacções específicas; (2) como ativar o ácido fórmico de forma eficiente e controlada na presença de outras matérias-primas e reagentes; (3) Como compreender o mecanismo de reação de reações complexas a partir do nível molecular; (4) Como estabilizar o catalisador correspondente no processo relevante. Olhando para o futuro, com base nas necessidades da sociedade moderna em termos de ambiente, economia e desenvolvimento sustentável, a química do ácido fórmico receberá cada vez mais atenção e investigação por parte da indústria e do meio académico.
Horário da postagem: 27 de junho de 2024