Réamhrá

Tá 5-Hydroxymethylfurfural (5-HMF) mar chomhaid breise atá déanta as nádúrthaíocht, ag fáil faoi chúram mór i ngnéithe eolaíochta glas agus forbartha iontach. Mar aon leis sin, bíonn potithéal mór aige mar ghnás meascán i bhfoirmiú saorbhainne, forbairt leighis agus san áireamh de mhaitheasaíochtaí ard-sheimplí. Scríobhtar an alt seo chun na hairm bainfheidhmí don 5-HMF, na hábhartha síntese agus na n-iompálaíochtaí tionscnamhacha a thapú, agus chun tuiscintí faoi a n-áirítear dó i gcónaí i ngach gné de shaothar a thabhairt arís.

Na Nádúrtha Básacha agus an Síntesis de 5-Hydroxymethylfurfural

Tá an fórm beartaithe 5-HMF mar C6H6O3 agus is léiriúchán é den chineál d'aldehyd airgeadacha. Tá réachtanachta himreacánach uasleasuithe aige tar éis a aldehyde grúpa agus a chiorcal airgid a bheith ann. Is é a cheannóg-bhliain 132°C, agus tá a bhuail-bhliain 276°C, agus bíonn sé solúbail i ngach sórt saineola, a churann sé mar chomhad meascán úsáideach.

Is iad na meathódaithe síntéise príomhthaisce do 5-HMF comhaid a bhaineann le réacsaí dehidhréachta siúcra mar shampla glukóis agus fraicstóis nó athrú catailógach ó bhiomas lignoseilloseach. De réir Rosatella et al. (2011), is gá costas agus codanna an réacsúin a fheabhsú chun an toradh agus an n-éifeasc den phróiseáil 5-HMF a fheabhsú. Cé go bhfuil troid mhór déanta ar son an síntéise ar mhalairt, tá dúshláin fós ann sa chás nádúrtha fé mar sin cosaint an chatailéir agus coinhíochtaí phróiseála.

Úsáidí 5-Hydroxymethylfurfural san Aghaidh Eolaíochta

San aghaidh eolaíochta, táthar ag feiceáil 5-HMF mar shráid éagsúla atá in ann titim i gcásanna éagsúla mar biodíos agus alcoill. De réir Ummartyotin agus Pechyen (2016), is féidir le 5-HMF titim i gcás 2,5-furandicarboxylic acid (FDCA), ceann de na blocanna bunúsacha do bhiopláscaí, a bhfuil idirbhreithniú marcáide ag fás.

Ar nós eile, is féidir le 5-HMF é a thabhairt i ngníomh hidreáin chun inbhe a chríochnú nó aon phrionsabal bio-athraithe eile, ag tabhairt faoi deara rogha ionannaithe le gach tír ar fud an domhain. Táthar ag feiceáil an comhpháirtíocht idir 5-HMF agus na teicnioclaíochtaí athruithe biomass mar chéim chun cás íoctha carbón a chur chun cinn agus forbairt na n-energíaí atá ar siúl.

5-Hydroxymethylfurfural sa Fhorbróireacht Leighis

Taispeánann 5-HMF chomh maith potiúint mór san úsáid leighis. Taispeánann a n-athruithe biochéimiciúil sprioc mór, lena n-áirítear gníomhacht gan toitín agus gníomhacht chun críochnuithe do chúrsaí spéisiúla. Dúirt Fan et al. (2019) go bhfuil cinneadh bródúil ag na hathruithe 5-HMF maidir le cúram spéisiúil agus tábhachtach i gcás cúram do chúrsaí spéisithe, lena n-áirítear spéisiúlacha agus neamhshuaimhneachtaí smaointe, ag taispeáint bródúlacht mór mar ghníomhchainteoirí.

Tá comhréir láidir ag foirmeálacha 5-HMF chun comhrá le macromoltaí beota, mar shampla prótaíní agus DNA, a dhéanann iad候候候候ábhar éalúna ideal do théarainte leighis. Trí rannachas níos fearr, d'fhéadfadh 5-HMF fáil mar chomhpháirt shuíogeach sa fhorbairt de bhonn traiteamh nua.

Úsáidí 5-Hydroxymethylfurfural san Eolaíocht Mhatarials

San réimse mhatarail ardchaiphlíochta, bíonn brabhsáil mhór againn ar 5-HMF. Le cúram eolaíochta domhanda ag dul suas, tá an méid atá á ráite ar mhatarail bheo-bhunaithe ag dul chun cinn. Is féidir 5-HMF a úsáid chun pláscaí biodegradable a chruthú, mar shampla polylactic acid (PLA) agus polyvinyl alcohol (PVA), a bhfuil úsáid acu go hiomlán i gcásóg, saoráireacht agus feabhsuithe leighis.

De réir Samir et al. (2022), úsáidtear 5-HMF i bhfabhtuithe pláscaí biodegradable agus tá ról chainte aici freisin i gcoibhniúcháin ard-mhéara, comhlachtaí agus mhatéadálacha naisc. Tosaíonn na matadálacha seo i gcasadh ar phroducta atá bunaithe ar phetroleam, ag glacadh le foráil ciorcalach agus prácasí fábhartha neamhspleách.

Fiontruithe Agus Dífhostaí an Phríomh-bháile

Tá fiontruithe bríomhar don fhoirm 5-HMF go háirithe san eagraíocht fuaire, farmasiúcail agus máitíodál. Mar a luaitear ag Rosenfeld et al. (2020), trí shuíomhanna taighdeacha a leanas, sábhálfar 5-HMF mar chomhréad thábhachtach sa n-údarás de chéimiceacha bio-bhunaithe. Ach is ann dá bhfuil cúlraí faoi láthair i gcás a chomhthéarnachta, go háirithe i dtaobh cosain costais fábhraíochta agus cinntiú staidéartha cáisteál.

Chun tacú idirnáisiúnta le 5-HMF a fhorbairt, caithfidh taighde láithiúil foise foilsithe ar laghdú costas forbartha, ar fheidhmniúchán an chatalais a n-éifeachtú, agus ar fheabhsú stailteachta an reacsa. Lá i ndiaidh sin, cinntiú faoin fheidhmíocht eacnamaíoch agus comhshaoileach an phróiseis forbartha beidh tábhachtach don fhoilsiú fada éagsúla in ionadanna tuaithe.

Conclúid

5- Tá Hydroxymethylfurfural (5-HMF) mar mheangard cheimiceach féinmhéideach agus glas le cúrsaí lárga i gcóras éagsúla, lena n-áirítear fuinneamh, ceannaireachtaí, agus baincheistí ard-fhéiniúla. Mar gheall ar fhiúrú domhanda ar sholuathanna dlúth-chomhshaoile, tá sé cinnte go rachaidh 5-HMF chun cuspóir thábhachtach a chruthú i bhfoireann nóiméad carbónacha agus cheimic na n-ghlas. Cé gur léir nach bhfuil an dáta fosta do pháirt mhór a chur i bhfeidhm, bíonn slíonnaí bríomhar faoi dheartháir i gcás na n-ábhar óga agus na nochtuithe reacsa in áit airgeadúil do chomhthéacs 5-HMF. Mar a d'fhágfar taighde amach, is dócha go dtiocfaidh 5-HMF chun meangard cheimiceach cheart a bheith mar phríomhpháirt sa chomhthéacs athraithe de réir na mbriathra atá bunaithe ar na n-airgeadálacha athraithe, ceimic na n-ghlas, agus forbairt druide.

Má tá aon cheist agat faoi creosote nó faoi shuimithe eile teangeolaíocha, ná h-eaglaigh cuairt a thabhairt orainn  Suíomh Gréasáin  nó bíogar chun an tím éigeandálaíochta againn, beidh méadú linn duit a thabhairt.

Rannpháirtithe:

• Rosatella A A, Simeonov S P, Frade R F M, et al. 5-Hydroxymethylfurfural (HMF) mar phlatafórm shtruchtúr: príomhréadha biolóige, síntéizis agus cúrsaí síntéise[J]. Green chemistry, 2011, 13(4): 754-793. https://doi.org/10.1039/C0GC00401D

• Ummartyotin S, Pechyen C. Straitéar don fhorbairt agus do chur i bhfeidhm de mhaitheasaíochtaí ina ndéantar úsáid as na hinmharthanaí sin mar shruthanna gníomhach idirchúinsithe: athbhreithniú iomlán ar theicneolaíocht adsoibhít[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2016, 62: 654-664. http://dx.doi.org/10.1016/j.rser.2016.04.066

• Samir A, Ashour F H, Hakim A A A, et al. Forbartha nua-iompaithe saor i gcás polaiméadar maidheasaíocha don úsáid thiomantach[J]. Npj Materials Degradation, 2022, 6(1): 68. https://doi.org/10.1038/s41529-022-00277-7

• Rosenfeld C, Konnerth J, Sailer‐Kronlachner W, et al. Cás reatha an fhorbairt scála-mhór dúshlánach do phróiseas hydroxymethylfurfural a chríochnú[J]. ChemSusChem, 2020, 13(14): 3544-3564. doi.org\/10.1002\/cssc.202000581

• F an W, Verrier C, Queneau Y, et al. 5-Hidroksimetilfurfural (HMF) i n-ghlacadh orgánach: a thaispeántas ar a n-iarrachtaí leithne faoi chéimní beaga [J]. Current organic synthesis, 2019, 16(4): 583-614. https://doi.org/10.2174/1570179416666190412164738