Paano magagamit ang 5-hydroxymethylfurfural (HMF) bilang isang platform na kemikal sa paggawa ng mga nababagong kemikal o mga polymer na batay sa bio?

5-hydroxymethylfurfural (HMF) gumaganap ng isang mahalagang papel bilang isang paunang-una sa mga fuels at kemikal na batay sa bio. Maaari itong maging hydrogenated upang makabuo ng 2,5-dimethylfuran (DMF), isang promising na nababago na alternatibong gasolina sa gasolina. Kilala ang DMF para sa mataas na density ng enerhiya at mahusay na mga katangian ng pagkasunog, na ginagawa itong isang mainam na kandidato para magamit sa mga panloob na engine ng pagkasunog. Ang HMF ay maaaring ma-convert sa levulinic acid, na kung saan ay isang mahalagang intermediate sa paggawa ng mga polymer na batay sa bio, plasticizer, solvent, at kahit na mga kemikal na agrikultura. Ang mga pagbabagong ito ay nag-aalok ng isang landas upang mapalitan ang mga kemikal na nagmula sa petrolyo at mga gasolina na may mga nababagong alternatibo, kaya nag-aambag sa berde ng industriya ng kemikal at pagbabawas ng dependency sa mga fossil fuels.

Ang isa sa mga pinaka makabuluhang aplikasyon ng HMF ay sa synthesis ng mga polymers na batay sa bio, lalo na sa pamamagitan ng pag-convert nito sa 2,5-furandicarboxylic acid (FDCA). Ang FDCA ay isang pangunahing monomer na ginamit sa paggawa ng bio-based polyethylene furanoate (PEF), na maaaring magsilbing isang napapanatiling alternatibo sa polyethylene terephthalate (PET), na karaniwang ginagamit sa mga materyales sa packaging, tela, at bote. Ang PEF ay nagpapakita ng mahusay na mga katangian ng mekanikal, kabilang ang mas mahusay na paglaban ng hadlang sa mga gas (tulad ng oxygen at carbon dioxide) at likido, ginagawa itong isang mainam na materyal para sa mga produktong packaging na nangangailangan ng pinahusay na buhay ng istante. Ang PEF ay biodegradable at maaaring mai -recycle, na nag -aambag sa pagbawas ng mga plastik na basura at pagsulong ng mga prinsipyo ng pabilog na ekonomiya. Ang matagumpay na komersyalisasyon ng PEF at iba pang mga polimer na nakabase sa FDCA ay inaasahan na ibahin ang anyo ng mga industriya ng packaging at plastik sa pamamagitan ng pagbibigay ng isang mas napapanatiling pagpipilian kumpara sa tradisyonal na plastik na batay sa petrolyo.

Maaari ring ma-convert ang HMF sa mga solvent na batay sa bio, na kung saan ay lalong ginagamit sa iba't ibang mga sektor ng industriya, kabilang ang mga pintura, coatings, paglilinis ng mga produkto, at mga form na parmasyutiko. Halimbawa, ang mga eter na batay sa HMF ay maaaring magawa, na nagsisilbing napapanatiling kapalit para sa tradisyonal na mga solvent na petrochemical. Ang mga solvent na ito ay hindi lamang mababago ngunit nagpapakita rin ng mahusay na mga pag-aari ng solvency habang hindi gaanong nakakalason at pabagu-bago ng isip kumpara sa kanilang mga katapat na nagmula sa petrolyo. Ang paggamit ng mga solvent na nagmula sa HMF ay nagbibigay-daan sa mga tagagawa upang mabawasan ang kanilang pag-asa sa mga nakakapinsalang kemikal, sa gayon pagpapabuti ng kaligtasan ng manggagawa at pagbabawas ng epekto sa kapaligiran ng mga proseso ng pang-industriya.

Ang HMF ay maaaring sumailalim sa iba't ibang mga pagbabagong-anyo ng catalytic upang makabuo ng mga mataas na halaga ng aromatic compound tulad ng furfural, aromatic aldehydes, at aromatic acid. Ang mga compound na ito ay mga pangunahing bloke ng gusali para sa isang malawak na hanay ng mga pang -industriya na aplikasyon, kabilang ang paggawa ng mga plastik, resins, lasa, at mga pabango. Halimbawa, ang furfural ay ginagamit sa paggawa ng furfural alkohol at furfuryl alkohol, kapwa ang ginagamit sa paggawa ng mga resins para sa mga foundry at adhesives, pati na rin sa industriya ng kemikal bilang mga solvent at tagapamagitan. Ang kakayahang synthesize ang mga mahalagang aromatic compound na ito mula sa HMF ay tumutulong upang maitaguyod ang isang napapanatiling kadena ng supply para sa mga kemikal na ayon sa kaugalian na nagmula sa mga hindi nababago na mapagkukunan.

Dahil ang 5-hydroxymethylfurfural (HMF) ay ginawa mula sa biomass, likas na nag-aalok ng isang ruta ng neutral na carbon para sa paggawa ng mga kemikal at materyales, dahil ang carbon na inilabas sa panahon ng pag-convert nito sa mga kemikal o fuels ay na-offset ng carbon na hinihigop ng biomass sa panahon ng paglaki nito. Ginagawa nitong HMF ang isang kritikal na sangkap sa paglipat sa isang mababang-carbon ekonomiya. Sa pamamagitan ng paggamit ng mga mapagkukunan ng biomass, ang paggawa ng HMF at mga derivatives ay tumutulong upang mabawasan ang bakas ng carbon ng mga proseso ng pang -industriya, lalo na sa mga industriya tulad ng mga kemikal, plastik, at mga gasolina. Ang HMF ay maaaring maisama sa mga modelo ng pabilog na ekonomiya, kung saan ang biomass ay patuloy na na -recycle at na -convert sa mga mahahalagang produkto, binabawasan ang pangangailangan para sa mga birhen na materyales at pag -minimize ng basura.