кіріспе

5-Гидроксиметилфурфурол (5-HMF) жасыл химия мен тұрақты дамуда маңызды назар аударатын, жаңартылатын ресурстардан алынған перспективалы органикалық қосылыс болып табылады. Маңызды химиялық аралық өнім ретінде 5-HMF энергия өндіруде, фармацевтикалық дамуда және жоғары өнімді материалдар синтезінде үлкен әлеуетке ие. Бұл мақала 5-HMF негізгі қасиеттерін, синтез әдістерін және өнеркәсіптік қолдануларын зерттейді, сонымен қатар оның әртүрлі салалардағы болашақ перспективалары туралы түсінік береді.

5-гидроксиметилфурфуролдың негізгі қасиеттері мен синтезі

5-HMF химиялық формуласы C6H6O3 және ароматты альдегидтер класына жатады. Ол альдегид тобына және хош иісті сақина құрылымына байланысты жоғары химиялық реактивтілікке ие. Оның балқу температурасы 132 ° C, қайнау температурасы 276 ° C және ол көптеген еріткіштерде ериді, бұл оны әмбебап химиялық аралық өнім етеді.

5-HMF үшін бастапқы синтез әдістері глюкоза мен фруктоза сияқты қанттарды сусыздандыру реакцияларын немесе лигноцеллюлозды биомассадан каталитикалық түрлендіруді қамтиды. Розателла және т.б. (2011), катализаторлар мен реакция жағдайларын оңтайландыру 5-HMF өндірісінің кірістілігі мен тиімділігін арттырудың кілті болып табылады. Зертханалық ауқымдағы синтез айтарлықтай жетістіктерге жеткенімен, катализатордың тұрақтылығы мен өндіріс шығындары сияқты мәселелерге байланысты өндірісті ұлғайтудағы қиындықтар әлі де бар.

Энергетика секторында 5-гидроксиметилфурфуралды қолдану

Энергетика саласында 5-HMF құнды жаңартылатын ресурс болып саналады. Оны биодизель және спирттер сияқты әртүрлі энергия түрлеріне айналдыруға болады. Ummartyotin and Pechyen (2016) сәйкес 5-HMF 2,5-фурандикарбон қышқылына (FDCA), өсіп келе жатқан нарық сұранысы бар биопластика үшін маңызды құрылыс материалына айналуы мүмкін.

Сонымен қатар, 5-HMF этанол немесе басқа биоотын алу үшін гидрлеуден өтуі мүмкін, бұл дәстүрлі қазба отындарына тұрақты балама ұсынады. 5-HMF және биомассаны түрлендіру технологияларының үйлесімі төмен көміртекті экономика мен жаңартылатын энергияны дамыту мүмкіндігін білдіреді.

5-Фармацевтикалық дамудағы гидроксиметилфурфурол

5-HMF сонымен қатар фармацевтикалық қолданбаларда үлкен әлеуетті көрсетеді. Оның туындылары қабынуға қарсы және ісікке қарсы қасиеттерді қоса алғанда, маңызды биоактивтілікті көрсетеді. Фан және т.б. (2019) 5-HMF туындылары, әсіресе қатерлі ісік пен нейродегенеративті ауруларды емдеуде тамаша цитотоксикалық және ісікке қарсы әсерлер көрсететінін хабарлады, бұл терапевтік агенттер ретінде үлкен үміт береді.

5-HMF туындылары белоктар және ДНҚ сияқты биологиялық макромолекулалармен әрекеттесу үшін күшті жақындыққа ие, бұл оларды дәрілік мақсатты терапия үшін тамаша үміткерлер етеді. Әрі қарай зерттеулер жүргізе отырып, 5-HMF жаңа фармацевтикалық емдеу әдістерін әзірлеуде негізгі компонент болуы мүмкін.

5-гидроксиметилфурфуралды өнімділігі жоғары материалдарда қолдану

Жоғары өнімді материалдар саласында 5-HMF маңызды уәде береді. Қоршаған ортаны қорғау ережелерінің күшеюімен био негізіндегі материалдарға сұраныс артып келеді. 5-HMF қаптамада, ауыл шаруашылығында және медициналық қолдануда кеңінен қолданылатын полилактикалық қышқыл (PLA) және поливинил спирті (PVA) сияқты биологиялық ыдырайтын пластмассаларды синтездеу үшін пайдаланылуы мүмкін.

Самир және т.б. (2022), 5-HMF биологиялық ыдырайтын пластмасса өндірісінде ғана емес, сонымен қатар жоғары өнімді жабындарда, желімдерде және композиттік материалдарда маңызды рөл атқарады. Бұл материалдар мұнай өнімдеріне тәуелділікті азайтуға, айналмалы экономика мен тұрақты өндіріс тәжірибесін дамытуға ықпал етеді.

Нарық перспективалары мен қиындықтары

5-HMF нарығының болашағы, әсіресе энергетика, фармацевтика және материалдар өнеркәсібінде перспективалы. Розенфельд және т.б. (2020), өндіріс технологиясындағы үздіксіз жетістіктермен 5-HMF биохимиялық өнеркәсібінің орталық құрамдас бөлігі болады деп күтілуде. Дегенмен, оны коммерцияландыруда, ең алдымен, өндіріс шығындарын бақылауда және катализатордың тұрақтылығын қамтамасыз етуде бірнеше қиындықтар бар.

5-HMF-ті кеңінен қолдану үшін болашақ зерттеулер өндіріс шығындарын төмендетуге, катализатордың тиімділігін арттыруға және реакция тұрақтылығын жақсартуға бағытталуы керек. Сонымен қатар, өндірістік процестің экономикалық және экологиялық тұрақтылығын қамтамасыз ету оның өнеркәсіптік қолданудағы ұзақ мерзімді табысы үшін шешуші рөл атқарады.

қорытынды

5-Гидроксиметилфурфурол (5-HMF) әртүрлі салаларда, соның ішінде энергетикада, фармацевтикада және өнімділігі жоғары материалдарда кеңінен қолданылатын жан-жақты және жасыл химиялық аралық өнім. Тұрақты шешімдерге жаһандық сұраныс өскен сайын, 5-HMF төмен көміртекті экономика мен жасыл химияны дамытуда маңызды рөл атқаруға дайын. Кең ауқымды өндірістегі қиындықтар әлі де болса, каталитикалық процестер мен реакцияларды оңтайландырудағы технологиялық жетістіктер 5-HMF коммерциализациясының перспективалы жолдарын ұсынады. Зерттеу жалғасуда, 5-HMF жаңартылатын ресурстарды конверсиялауда, жасыл химияда және дәрі-дәрмектерді жасауда негізгі химиялық зат ретінде пайда болуы мүмкін.

Креозот немесе басқа химиялық ерітінділер туралы сұрақтарыңыз болса, біздің сайтқа кіріңіз сайтқа немесе біздің кәсіби командаға хабарласыңыз, біз сізге қолдау көрсетуге қуаныштымыз.

Әдебиеттер тізімі:

• Розателла АА, Симеонов С.П., Фрейд РФМ және т.б. 5-Гидроксиметилфурфурол (HMF) құрылыс блогы платформасы ретінде: биологиялық қасиеттері, синтезі және синтетикалық қолданылуы[J]. Жасыл химия, 2011, 13(4): 754-793.https://doi.org/10.1039/C0GC00401D

• Ummartyotin S, Pechyen C. Энергияның тиімді жаңартылатын ресурстары ретінде био негізіндегі материалдарды әзірлеу және енгізу стратегиялары: адсорбент технологиясына кешенді шолу [J]. Жаңартылатын және тұрақты энергияға шолулар, 2016, 62: 654-664.http://dx.doi.org/10.1016/j.rser.2016.04.066

• Самир А, Ашур ФХ, Хаким ААА және т.б. Тұрақты қолданбалар үшін биологиялық ыдырайтын полимерлердегі соңғы жетістіктер[J]. Npj Materials Degradation, 2022, 6(1): 68.https://doi.org/10.1038/s41529-022-00277-7

• Rosenfeld C, Konnerth J, Sailer-Kronlachner W, т.б. Гидроксиметилфурфур өндірісінің күрделі дамуының ағымдағы жағдайы [J]. ChemSusChem, 2020, 13(14): 3544-3564.doi.org/10.1002/cssc.202000581

• Fan W, Verrier C, Queneau Y және т.б. Органикалық синтездегі 5-гидроксиметилфурфурол (HMF): оның жұқа химиялық заттарға қатысты соңғы қолданбаларына шолу [J]. Ағымдағы органикалық синтез, 2019, 16(4): 583-614.https://doi.org/10.2174/1570179416666190412164738