Кіріспе

5-Гидроксиметилфурфурал (5-ГМФ) - ценный органикалық бірлік, тегін ресурстардан шығатын және өзен химиясы мен ұзақ даму арасында кең сипатталатын. Маңызды химиялық ортақ ретінде, 5-ГМФ энергия өнімдерін, фармацевтикалық инновацияларды және жоғары қабілетті материалдардың синтезінде кең кеңес береді. Бұл мақала 5-ГМФ-ның негізгі қасиеттерін, синтез әдістерін және санайы қолданбаларын қарастырады, одан кейін оның әртүрлі санайы секторларындағы болашақ мүмкіндіктері туралы мәліметтер береді.

5-Гидроксиметилфурфуралдың негізгі қасиеттері және синтезі

5-ГМФ-нің химиялық формуласы C6H6O3 және ол ароматикалық алдегидтер класына тиісті. Оның алдегид группасы және ароматикалық айналымдық қоспа структурасы тəсілден оның қысқа химиялық реактивділігі бар. Оның жылтыру нүктесі 132°C, кипату нүктесі 276°C, ол көптеген солвенттерде шешіледі, бұл оны қызметкер химиялық ортақ ретінде етістіктендіреді.

5-НМФ үшін негізгі синтез әдісі тәртілдерінің, мисалы, глюкоза және фруктоза сияқты шекерлерден немесе лигноселлюлозалық биомассадан катализаторлық түрлену арқылы деhidратация реакциясы арқылы орын алады. Росателла және басқалары (2011) қорыныда, 5-НМФ өндірістің жағдайын және катализатордың қабілеттерін жетілдіру - бұл өндіріс қосымша және қызметтерін жоюға көмектеседі. Лаборатория үлгілеріндегі синтез маңызды қадамдарға ие болған жолда, катализатор стабильдігі мен өндіріс қызметтері сияқты сәбіздерге себеп болатын өндірісті кеңейтуде мәселелер қалған.

Энергия секторында 5-Гидроксиметилфурфуралдың Қолданбалары

Энергия секторында 5-НМФ - мәнлі қайта қалпына келтірілетін ресурс саналады. Оны биодизель және спирттер сияқты әртүрлі энергия формасына айналдыра алады. Умматыотин және Печен (2016) қорыныда, 5-НМФ-ді 2,5-фурандикарбоксиллат асیدі (FDCA) ретінде түрлендіруге болады, биопластиктар үшін маңызды құрылғы элементі, бұл пазарда дамудағы талаптарға сай.

Мүндетінен, 5-НМФ гидрогенизацияға қатысты және этанол немесе басқа биотоптарды өндіруге мүмкіндік береді, ол традициялық фоссил топтарына қарсы ұстамалы альтернатива болып табылады. 5-НМФ және биомасса конверсия технологияларының біріктіруі негізінде төменгі карбон экономикасы мен возобновляем энергетика дамуында кезегін алатын мүмкіндік береді.

5-Гидроксиметилфурфурал фармацевтикалық даму

5-НМФ фармацевтикалық қолданбаларда да үлкен потенциалды көрсетеді. Оның дериваттері антитромботик және онкологиялық қасиеттерге ие болып табылады. Фан және басқалары (2019) 5-НМФ дериваттерінің емшілікке қарсы және онкологиялық әсерлерде үлкен цитотоксичность көрсеткенін, особында, рак пен нейродегенерациялық аурулардың шешімі ретінде терапевтикалық агенттер ретінде үлкен мүмкіндіктері бар екенін хабарлады.

5-НМФ дериваттары протеиндер және ДНА сияқты биологиялық макромолекулалармен взаимдействие үшін күшті табыстымдықта ие, оларға дәулет етіп шифалаушы мақсаттар үшін идеалды кандидаттар болады. Кейбір зерттеулерге сай, 5-НМФ жаңа фармасевтикалық traitement терапиялардың дамуында ключті компонент болуы мүмкін.

Жоғары Сипатталған Материалдарда 5-Гидроксиметилфурфуралдың Қолданбалары

Жоғары сипатталған материалдар саласында 5-НМФ өзгеше аспекттерде табыстық. Өсу ретіндегі қоршаған орнына шығу регламенттері бойынша био-базалған материалдар үшін талаптар да өседі. 5-НМФ полилактик кисмет (PLA) және поливинил алгол (PVA) сияқты биодеструкциялық пластиктерді синтезде пайдаланылатын, олар пакеттеу, сельхоз саласы мен медициналдық қолданбаларда кеңінен қолданылады.

Самир және басқаларының (2022) зерттеуінше, 5-НМФ бірқатарға қайтысұлық пластикаларды өндіру мүмкіндігін беретінdek, ол қабілетті көтерістік қорытындылар, қоспалар мен композит материалдарда да маңызды рөл атқарады. Бұл материалдар нефтьдік өнімдерге тәуелсіздікті азайтуға, шеңберлік экономика және ұзақ уақытқа дейін қалыптастырылған өнімдерді қамтамасыз ету практикасын дамытуға көмектеседі.

Базар перспективалары және мәселелер

5-НМФ-үшін базар перспективалары жақсы, осында энергия, фармация және материалдар саласында. Розенфельд және басқалары (2020) сипаттайды, өнімдерді өндіру технологиясында әрекет ету арқылы 5-НМФ био негізіндегі химиялық санатта централдық компонент ретінде болуы мүмкін деп көрінеді. Бірақ коммерциялау процесінде әлдеқайда мәселелер қалды, бастапқы өнімдердің қымбаттығын және катализатор стабильдігін сақтау арқылы.

5-HMF-ның кең шиғындарын қолдану үшін келесі зерттеулер өндіріс траттарын төмендетуге, катализатордың дәлдігін жақсартуға және реакция стабильдігін жоғары деңгейде сақтауды мақсат етеді. Кез келген жағдайда, өндіріс процесінің экономикалық және қоршаған орта бойынша ұстас және ұран артықшылығы өзінің ұзақ уақыттық қозғалысында санайлы қолданбаларда мәңгілікке айналады.

Қорытынды

5- Гидроксиметилфурфурал (5-HMF) - бұл энергия, фармация және жоғары қабілетті материалдар саласындағы әртүрлі санайлы салаларда кең қолданылатын, әртүрлі және қоршаған ортаға деген химиялық аралық продукт. Әлемдегі ұран-қоршаған шешімдерге қатысты талаптар өсіп отыр, 5-HMF негізінде төбесіз экономикалар мен қоршаған ортаға деген химияны қолдауға көмектесу үшін критикалық роль атқаруға дайын. Өндірісінің үлкен көлікте қолдануындағы мәселелер әлдеқайда, каталитик процестерде және реакциясын жақсарту технологиясындағы инновациялар 5-HMF-ның коммерциялауына көмектесетін жолдарды береді. Зерттеу әрекеттері әртүрлі болса да, 5-HMF ұран-қоршаған ресурстарды өңдеу, қоршаған ортаға деген химия және деректер өндірісінде маңызды химиялық элемент ретінде шығуға дайын.

Егер сізде креозот немесе басқа химиялық шешімдер туралы сұрақтар болса, біздің сайттың қосымшасында сізге көмектесуге дайынмыз.  веб-сайт  немесе бізге қосылған профессионалдық тіммен байланыс, сізді қолдау көрсету артында боламыз.

Мәтіндер:

• Росателла А А, Симеонов С П, Фраде Р Ф М және басқалар. 5-Гидроксиметилфурфурал (HMF) құрылғы платформасы: биологиялық қасиеттер, синтез және синтез қолданбалары[J]. Зеленая химия, 2011, 13(4): 754-793. https://doi.org/10.1039/C0GC00401D

• Умматйотин С, Печен Ч. Био-материалдардың дамуы мен қолдануы стратегиялары: энергияға арналған тиімді қайта қолданыстағы ресурстарға арналған толық қорытындысы: жабушы технологиясы[J]. Өзгеше және Қысқаша Энергия Талдаулары, 2016, 62: 654-664. http://dx.doi.org/10.1016/j.rser.2016.04.066

• Самир А, Ашур Ф Х, Хаким А А А және басқалар. Қайта қолданыстағы қолданбаларға арналған биодеструкциялық полимерлерде соңғы өнімдер[J]. Npj Materials Degradation, 2022, 6(1): 68. https://doi.org/10.1038/s41529-022-00277-7

• Розенфельд К, Коннерт Ж, Сайлер-Кронлахнер В және басқалар. Гидроксиметилфурфурал өндірісінің үлкен мағынасындағы қажеттілікпен қамтамасыз ету жобасының ортағы жағдайы[J]. ChemSusChem, 2020, 13(14): 3544-3564. doi.org\/10.1002\/cssc.202000581

• F w, Verrier C, Queneau Y және басқалары. 5-Гидроксиметилфурфурал (HMF) органикалық синтезде: кіші химиялық бастапқы заңдәрге арналған соңғы қолданбалары туралы мәліметтер[J]. АҚШ-тағы органикалық синтез, 2019, 16(4): 583-614. https://doi.org/10.2174/1570179416666190412164738