შესავალი

5-ჰიდროქსიმეტილფურფურალი (5-HMF) არის განახლებადი რესურსებიდან მოცემული, პრომისების მოკლე ორგანიული საშიში, რომელიც მიიღებს საგანმანათლებლო ყურადღებას წვიმის ქიმიაში და მართლების განვითარებაში. როგორც მნიშვნელოვანი ქიმიური შუალედი, 5-HMF-ს ძალიან დიდი პოტენციალი აქვს ენერგიის წარმოებაში, ფარმაცევტული განვითარებაში და მაღალ მრავალფეროვანი მასალების სინთეზში. ამ სტატიაში განხილულია 5-HMF-ს ძირითადი თვისებები, სინთეზის მეთოდები და ინდუსტრიული გამოყენება, ხოლო ასევე განხილულია მისი მომავალი პროსპექტები განსხვავებულ ინდუსტრიებში.

5-ჰიდროქსიმეტილფურფურალის ძირითადი თვისებები და სინთეზი

5-HMF-ს ქიმიური ფორმულაა C6H6O3 და ის არის არომატული ალდეჰიდების კლასის წევრი. ის მართავს მაღალ ქიმიურ რეაქტიულობას მის ალდეჰიდური ჯგუფის და არომატული გეგმის გამო. მისი გამოსახური წელსია 132°C, მაღალი წელსი 276°C-ია, და ის არის ამაღლებადი ბევრ სოლვენტში, რაც ხდის მას ვერსატილურ ქიმიურ შუალედს.

5-HMF-ის ძირითადი სინთეზის მეთოდები შეიცავს წ gaussian წამყვანა რეაქციებს შ Gaussian როგორიცაა გლუკოზა და ფრუქტოზა, ან კატალიტორული გარდაქმნა ლიგნოსელულოზური ბიომასიდან. როსატელა და სხვა (2011) მიუთითებენ, რომ კატალიზატორების და რეაქციის პირობების გაუმჯობენება არის გარკვეული 5-HMF-ის წარმოების შედეგებისა და ეფექტიურობის გაუმჯობენებისთვის. მასალაბორის მასშტაბიანი სინთეზი მნიშვნელოვანი ნაბიჯები დაარსა, მაგრამ კატალიზატორის მუდმივობა და წარმოების ღირებულების გამო გარდაქმნის მასშტაბირებაში არსებულია გარკვეული გარემოები.

5-ჰიდროქსიმეტილფურფურალის ენერგეტიკურ სექტორში გამოყენება

ენერგეტიკურ სექტორში, 5-HMF შეითვლელია როგორც მნიშვნელოვანი განავითარების რესურსი. ის შეიძლება გარდაქმნას განსხვავებულ ენერგიის ფორმებად, როგორიცაა ბიოდიეზელი და ალკოჰოლები. Ummartyotin და Pechyen-ის (2016) მიუთითებენ, რომ 5-HMF შეიძლება გარდაქმნას 2,5-ფურანდიკარბოქსილიკ მჟავად (FDCA), რომელიც არის განსაკუთრებით მნიშვნელოვანი შენარჩუნების ელემენტი ბიოპლასტიკებისთვის, რომლის ბაზარის მოთხოვნაც ზრდას არის.

ასევე, 5-HMF-ის ჰიდროგენაცია შეიძლება წარმოიქმნას ეთანოლი ან სხვა ბიოსაენერგიები, რაც განსაზღვრული ალტერნატივას წარმოადგენს تقليსი ფოსილურ საენერგიებისათვის. 5-HMF-ის და ბიომასის კონვერსიის ტექნოლოგიების კომბინაცია წარმოადგენს მოსაზრებს დაბრუნებადი ენერგიის და დაბალ უგრავის ეკონომიკის განვითარებისთვის.

5-ჟიდროქსიმეტილფურფურალი ფარმაცევტიულ დეველოპმენტში

5-HMF-ის ფარმაცევტიულ აპლიკაციებში ასევე ჩანს დიდი პოტენციალი. მის დერივატები გამოჩნდებიან საგნიშნაო ბიოაქტივობით, რომელიც შეიცავს ანტიინფლამატორულ და ანტიკანცერულ თვისებებს. Fan და სხვ. (2019) გამოსახულებაში მოიყვანეს, რომ 5-HMF-ის დერივატები გამოჩნდებიან მარტივი ციტოტოქსინური და ანტიკანცერული ეფექტებით, განსაკუთრებით რკინკის და ნეიროდეგენერატიული ავადმყოფების trata შემთხვევაში, რაც ჩვეულებრივ აჩვენებს დიდ პოტენციალს თერაპეუტიული აგენტების როგორც.

5-ჰმფ დერივატებს ძალიან დიდი აფინიტეტი აქვს ბიოლოგიური მაკრომოლეკულებთან, როგორც პროტეინები და DNA, რაც ხდის მათ იდეალურ მოთხოვნებს ლექსანკარი თერაპიებისთვის. შემდეგ კვლევების შემდეგ, 5-ჰმფ შეიძლება გახდეს გარკვეული კომპონენტი ახალი ფარმაცევტული მეთოდების განვითარებაში.

5-ჰიდროქსიმეთილფურფურალის გამოყენება მაღალი მწვანეობის მასალებში

მაღალი მწვანეობის მასალების სფეროში, 5-ჰმფ საკმარისი პრომისი აქვს. გაზრდილი გარემოს რეგულაციების გამო, ბიომასალებზე მიმართება ზრდადი ხდება. 5-ჰმფ-ის შესაძლებელია ბიოდეგენერაციად პლასტიკების სინთეზი, როგორიცაა პოლილაქტიკ აციდი (PLA) და პოლივინილ ალკოჰოლი (PVA), რომლებიც გამოიყენება გადამოწმების, აგროკულტურაში და მედიცინაში.

სამირ და განსხვავებულთა (2022) მიხედვით, 5-HMF-ს გამოყენება შეზღუდული არ არის მხოლოდ ბიოდეგენული პლასტიკების წარმოებაზე, არამედ საგანმაც როლი ასახავს მაღალი გარჩევის ფიქრებში, ჩამოკიდებებში და კომპოზიტურ მასალებში. ეს მასალები დაგრძნობს პეტროლზე დაფუძნებული პროდუქტების გამოყენების შემცირებას, რაც ამაღლებს ცირკულური ეკონომიკის და მართვების განვითარებას.

ბაზარის პროსპექტები და გამოწვევები

5-HMF-ის ბაზარის პროსპექტები გამოსახალისოდ მოგვიანებულია, განსაკუთრებით ენერგეტიკის, ფარმაცევტიკის და მასალების ინდუსტრიებში. როგორც მონიშნულია როზენფელდ და განსხვავებულთა (2020) მიერ, წარმოების ტექნოლოგიებში განვითარების გამო, 5-HMF-ს შეიძლება გახდეს ცენტრალური ელემენტი ბიობაზირებული ქიმიკალების ინდუსტრიაში. თუმცა, მისი კომერციული გამოყენებაში რამდენიმე გამოწვევა დარჩენილია, ძირითადად წარმოების ხარჯების კონტროლში და კატალიზატორის მუდმივობის გარანტირებაში.

5-HMF-ის გაფრთოვების მასშტაბური დაღებისთვის, მომავალი კვლევები უნდა მონაკვეთონ წარმოების ხარჯების შემცირებაზე, კატალიზატორის ეფექტიურობის გაუმჯობესებაზე და რეაქციის მუდმივობის გაუმჯობესებაზე. ასევე, წარმოების პროცესის ეკონომიკური და გარეგნული მუდმივობის გარანტირება გამოჩნდება გარკვეული წელების წინააღმდეგობაში მის ინდუსტრიულ გამოყენებაში.

დასკვნა

5- ჰიდროქსიმეთილფურფურალი (5-HMF) არის ვერსატილური და გარეგნული ქიმიური შორისათვის, რომელიც მასშტაბურად გამოიყენება ენერგეტიკაში, ფარმაცევტიკაში და მაღალი გამოძახების მასალებში. გლობალური მოთხოვნის ზრდის განმავალი საფუძველზე გარეგნული ამოხსნებისთვის, 5-HMF მიერთვის მომდევნობაშია გამოჩნდება გარეგნული ქიმიისა და დაბალ წარბონოვანი ეკონომიკის განვითარების გამოწვევაში. მასშტაბური წარმოების გამოწვევები მორჩევა, მაგრამ კატალიზატორული პროცესებისა და რეაქციის გაუმჯობესების ტექნოლოგიური განვითარება მოგვცემს სავარაუდო გზებს 5-HMF-ის კომერციალიზაციისთვის. კვლევების განაგრეთ, 5-HMF ალბათ გახდება გამოსახავი ქიმიკალი განავლენის რესურსების გარეგნულ გარდაქმნისა, გარეგნული ქიმიისა და მედიცინური პროდუქტების განვითარებისა.

თუ გაქვთ კიდევ კითხვები კრეოსოტის შესახებ ან სხვა ქიმიკალური გამოსავალების შესახებ, გთხოვთ მოგვიერთდით  ვებგვერდი  ან დაგვიკონტაქტეთ ჩვენს პროფესიონალურ გუნდს, გამარჯობით შემოგვიდგინებით.

რეფერენციები:

• Rosatella A A, Simeonov S P, Frade R F M და სხვ. 5-ჰიდროქსიმეტილფურფურალ (HMF) როგორც შენარჩუნების პლატფორმა: ბიოლოგიური თვისებები, სინთეზი და სინთეზის აპლიკაციები [J]. Green chemistry, 2011, 13(4): 754-793. https://doi.org/10.1039/C0GC00401D

• Ummartyotin S, Pechyen C. სტრატეგიები ბიომასის მასალების განვითარებისა და გამოყენებისთვის როგორც ეფექტიური განახლების ენერგიის რესურსები: საჯარო შეხედვა აბსორბენტის ტექნოლოგიაზე [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 და სხვ. ბიოდეგენერაციადობის პოლიმერების უახლესი განვითარებები წყნარი აპლიკაციებისთვის [J]. Npj Materials Degradation, 2022, 6(1): 68. https://doi.org/10.1038/s41529-022-00277-7

• Rosenfeld C, Konnerth J, Sailer‐Kronlachner W და სხვ. მიმდინარე სიტუაცია ჰიდროქსიმეტილფურფურალის წარმოების გარკვეული შკალის განვითარებისას [J]. ChemSusChem, 2020, 13(14): 3544-3564. doi.org\/10.1002\/cssc.202000581

• F ან W, Verrier C, Queneau Y და სხვა. 5-ჰიდროქსიმეთილფურფურალი (HMF) ორგანიურ სინტეზში: რევიზია მის უახლეს გამოყენებებისა და საკმარის ქიმიკატების მიმართ [J]. Current organic synthesis, 2019, 16(4): 583-614. https://doi.org/10.2174/1570179416666190412164738