Оршил

5-Гидроксиметилфурфурал (5-HMF) нь сэргээгдэх нөөцөөс гаргаж авсан ирээдүйтэй органик нэгдэл бөгөөд ногоон хими болон тогтвортой хөгжилд ихээхэн анхаарал хандуулж байна. Химийн чухал завсрын бүтээгдэхүүний хувьд 5-HMF нь эрчим хүчний үйлдвэрлэл, эмийн үйлдвэрлэл, өндөр хүчин чадалтай материалын нийлэгжилт зэрэгт асар их боломжийг агуулдаг. Энэхүү нийтлэл нь 5-HMF-ийн үндсэн шинж чанар, синтезийн арга, үйлдвэрлэлийн хэрэглээг судлахын зэрэгцээ янз бүрийн салбар дахь ирээдүйн хэтийн төлөвийн талаархи ойлголтыг өгдөг.

5-гидроксиметилфурфурын үндсэн шинж чанар ба нийлэгжилт

5-HMF нь C6H6O3 химийн томьёотой бөгөөд үнэрт альдегидийн ангилалд багтдаг. Энэ нь альдегидийн бүлэг, үнэрт цагираг бүтэцтэй тул химийн өндөр урвалд ордог. Түүний хайлах цэг нь 132 ° C, буцлах температур нь 276 ° C бөгөөд олон уусгагчид уусдаг тул олон төрлийн химийн завсрын бүтээгдэхүүн болгодог.

5-HMF-ийн үндсэн синтезийн аргууд нь глюкоз, фруктоз гэх мэт сахарын шингэн алдалтын урвал эсвэл лигноцеллюлозын биомассаас каталитик хувиргалтыг агуулдаг. Розателла нар. (2011), катализатор ба урвалын нөхцлийг оновчтой болгох нь 5-HMF үйлдвэрлэлийн гарц, үр ашгийг дээшлүүлэх гол түлхүүр юм. Лабораторийн хэмжээнд нийлэгжүүлэлт ихээхэн ахиц дэвшил гаргасан ч катализаторын тогтвортой байдал, үйлдвэрлэлийн өртөг зэрэг асуудлаас шалтгаалан үйлдвэрлэлийг нэмэгдүүлэхэд бэрхшээлтэй хэвээр байна.

Эрчим хүчний салбарт 5-гидроксиметилфурфурын хэрэглээ

Эрчим хүчний салбарт 5-HMF нь үнэ цэнэтэй сэргээгдэх нөөц гэж тооцогддог. Үүнийг биодизель, спирт гэх мэт янз бүрийн энерги болгон хувиргаж болно. Ummartyotin and Pechyen (2016)-ийн үзэж байгаагаар 5-HMF-ийг 2,5-фурандикарбоксилын хүчил (FDCA) болгон хувиргах боломжтой бөгөөд энэ нь зах зээлийн эрэлт хэрэгцээ өсөн нэмэгдэж буй биопластикийн чухал барилгын материал юм.

Цаашилбал, 5-HMF нь этанол эсвэл бусад био түлш үйлдвэрлэхийн тулд устөрөгчжүүлж, уламжлалт чулуужсан түлшний тогтвортой хувилбарыг санал болгодог. 5-HMF болон биомасс хувиргах технологийг хослуулсан нь нүүрстөрөгч багатай эдийн засаг, сэргээгдэх эрчим хүчийг хөгжүүлэх боломжийг харуулж байна.

5-Эмийн хөгжилд гидроксиметилфурфурал

5-HMF нь эмийн хэрэглээнд асар их боломжийг харуулж байна. Үүний деривативууд нь үрэвслийн эсрэг болон хорт хавдрын эсрэг шинж чанаруудыг багтаасан чухал био идэвхижилтэй байдаг. Фан нар. (2019) 5-HMF деривативууд нь эсийн хоруу чанар, хорт хавдрын эсрэг маш сайн үр нөлөөг үзүүлж, ялангуяа хорт хавдар, мэдрэлийн эсийн дегенератив өвчнийг эмчлэхэд маш сайн нөлөө үзүүлдэг гэж мэдээлсэн.

5-HMF деривативууд нь уураг, ДНХ зэрэг биологийн макромолекулуудтай харилцан үйлчлэлцэх чадвар сайтай байдаг тул тэдгээрийг эмийн зорилтот эмчилгээнд хамгийн тохиромжтой нэр дэвшигч болгодог. Цаашдын судалгаа хийснээр 5-HMF нь шинэ эмийн эмчилгээг хөгжүүлэх гол бүрэлдэхүүн хэсэг болж чадна.

Өндөр гүйцэтгэлтэй материалд 5-гидроксиметилфурфурын хэрэглээ

Өндөр хүчин чадалтай материалын салбарт 5-HMF ихээхэн амлалт өгдөг. Байгаль орчны зохицуулалт нэмэгдэж байгаа тул био суурилсан материалын эрэлт нэмэгдэж байна. 5-HMF нь сав баглаа боодол, хөдөө аж ахуй, эмнэлгийн хэрэглээнд өргөн хэрэглэгддэг полилактик хүчил (PLA), поливинил спирт (PVA) зэрэг био задрах хуванцарыг нэгтгэхэд ашиглаж болно.

Самир нарын хэлснээр. (2022), 5-HMF нь зөвхөн биологийн задралд ордог хуванцар үйлдвэрлэлд ашиглагддаг төдийгүй өндөр гүйцэтгэлтэй бүрэх, цавуу, нийлмэл материалд гол үүрэг гүйцэтгэдэг. Эдгээр материалууд нь нефтийн бүтээгдэхүүнээс хараат байдлыг бууруулж, эргэлтийн эдийн засаг, тогтвортой үйлдвэрлэлийн практикийг хөгжүүлэхэд тусалдаг.

Зах зээлийн хэтийн төлөв ба сорилтууд

5-HMF-ийн зах зээлийн хэтийн төлөв, ялангуяа эрчим хүч, эм зүй, материалын үйлдвэрүүдэд ирээдүйтэй байна. Rosenfeld нар тэмдэглэснээр. (2020), үйлдвэрлэлийн технологийн дэвшлийн дагуу 5-HMF нь био суурилсан химийн үйлдвэрлэлийн гол бүрэлдэхүүн хэсэг болох төлөвтэй байна. Гэсэн хэдий ч түүнийг арилжаалах, ялангуяа үйлдвэрлэлийн зардлыг хянах, катализаторын тогтвортой байдлыг хангах зэрэг хэд хэдэн сорилттой хэвээр байна.

5-HMF-ийг өргөнөөр нэвтрүүлэхийн тулд ирээдүйн судалгаа нь үйлдвэрлэлийн зардлыг бууруулах, катализаторын үр ашгийг дээшлүүлэх, урвалын тогтвортой байдлыг сайжруулахад чиглэгдэх ёстой. Түүнчлэн үйлдвэрлэлийн үйл явцын эдийн засаг, байгаль орчны тогтвортой байдлыг хангах нь үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд урт хугацааны амжилт гаргахад чухал үүрэг гүйцэтгэнэ.

Дүгнэлт

5-Гидроксиметилфурфурал (5-HMF) нь эрчим хүч, эм зүй, өндөр хүчин чадалтай материал зэрэг янз бүрийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг олон талт, ногоон химийн завсрын бүтээгдэхүүн юм. Тогтвортой шийдлүүдийн дэлхийн эрэлт хэрэгцээ өсөхийн хэрээр 5-HMF нь нүүрстөрөгч багатай эдийн засаг, ногоон химийг хөгжүүлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэхэд бэлэн байна. Томоохон хэмжээний үйлдвэрлэлд тулгарч буй сорилтууд байсаар байгаа ч катализаторын үйл явц болон урвалын оновчлол дахь технологийн дэвшил нь 5-HMF-ийг арилжаалах ирээдүйтэй замыг санал болгож байна. Судалгаа үргэлжилсээр байгаа тул 5-HMF нь сэргээгдэх нөөцийг хувиргах, ногоон хими, эмийн үйлдвэрлэлд гол химийн бодис болох төлөвтэй байна.

Хэрэв танд креозот болон бусад химийн уусмалын талаар асуух зүйл байвал манайхаар зочлоорой вэб сайт эсвэл манай мэргэжлийн багтай холбоо барина уу, бид таныг дэмжихэд таатай байх болно.

Ашигласан материал:

• Rosatella AA, Simeonov SP, Frade RFM, et al. 5-Гидроксиметилфурфурал (HMF) нь барилгын блокийн платформ болгон: Биологийн шинж чанар, синтез ба синтетик хэрэглээ[J]. Ногоон хими, 2011, 13(4): 754-793.https://doi.org/10.1039/C0GC00401D

• Ummartyotin S, Pechyen C. Эрчим хүчний үр дүнтэй сэргээгдэх нөөц болох био суурилсан материалыг боловсруулах, хэрэгжүүлэх стратеги: Шингээх технологийн талаархи иж бүрэн тойм[J]. Сэргээгдэх ба тогтвортой эрчим хүчний тойм, 2016, 62: 654-664.http://dx.doi.org/10.1016/j.rser.2016.04.066

• Самир А, Ашур ФХ, Хаким ААА, нар. Тогтвортой хэрэглээнд зориулагдсан био задрах полимерүүдийн сүүлийн үеийн дэвшил[J]. Npj Материалын доройтол, 2022, 6(1): 68.https://doi.org/10.1038/s41529-022-00277-7

• Rosenfeld C, Konnerth J, Sailer-Kronlachner W, et al. Гидроксиметилфурфурын үйлдвэрлэлийн хүндрэлтэй хөгжлийн өнөөгийн нөхцөл байдал[J]. ChemSusChem, 2020, 13(14): 3544-3564.doi.org/10.1002/cssc.202000581

• Fan W, Verrier C, Queneau Y, et al. Органик синтез дэх 5-гидроксиметилфурфурал (HMF): нарийн химийн бодисуудад хэрэглэх сүүлийн үеийн тойм. Одоогийн органик синтез, 2019, 16(4): 583-614.https://doi.org/10.2174/1570179416666190412164738