Как можно использовать 5-гидроксиметилфурфура (HMF) в качестве химического вещества платформы при производстве возобновляемых химических веществ или биоссовых полимеров?

5-гидроксиметилфурфура (HMF) играет ключевую роль в качестве предшественника топлива и химикатов на основе био. Он может быть гидрогенизирован для получения 2,5-диметилфурана (DMF), многообещающего возобновляемого топлива альтернативы бензину. DMF известен своей высокой плотностью энергии и превосходными свойствами сгорания, что делает его идеальным кандидатом для использования в двигателях внутреннего сгорания. HMF может быть дополнительно преобразован в левулиновую кислоту, которая является важным промежуточным зданием в производстве полимеров, пластификаторов, пластификаторов, растворителей и даже сельскохозяйственных химических веществ. Эти преобразования предлагают путь для замены химических веществ и топлива, полученных из нефти, возобновляемыми альтернативами, что способствует озеленению химической промышленности и снижению зависимости от ископаемого топлива.

Одним из наиболее значительных применений HMF является синтез биологических полимеров, особенно посредством его превращения в 2,5-форандикарбоновую кислоту (FDCA). FDCA является ключевым мономером, используемым при производстве био-полиэтиленового фураноата (PEF), который может служить устойчивой альтернативой полиэтилентерефталату (PET), обычно используемому в упаковочных материалах, текстиле и бутылках. PEF демонстрирует превосходные механические свойства, в том числе лучшую барьерную устойчивость к газам (таким как кислород и углекислый газ) и жидкости, что делает его идеальным материалом для упаковочных продуктов, которые требуют улучшенного срока годности. PEF является биоразлагаемой и может быть переработана, способствуя сокращению пластиковых отходов и развития принципов круговой экономики. Ожидается, что успешная коммерциализация PEF и других полимеров на основе FDCA преобразует отрасль упаковки и пластмасс, предоставив более устойчивый вариант по сравнению с традиционными пластиками на основе нефти.

HMF также может быть преобразован в растворители на основе био, которые все чаще используются в различных промышленных секторах, включая краски, покрытия, чистящие средства и фармацевтические составы. Например, могут быть произведены эфиры на основе HMF, которые служат устойчивыми заменами традиционных нефтехимических растворителей. Эти растворители не только возобновляются, но и демонстрируют превосходные свойства платежеспособности, одновременно менее токсичен и нестабильны по сравнению с их аналогами, полученными из нефти. Использование растворителей, полученных из HMF, позволяет производителям снижать свою зависимость от вредных химических веществ, тем самым повышая безопасность работников и снижая воздействие промышленных процессов на окружающую среду.

HMF может подвергаться разнообразным каталитическим трансформациям, образуя высокие ароматические соединения, такие как фурфуральные, ароматические альдегиды и ароматические кислоты. Эти соединения представляют собой ключевые строительные блоки для широкого спектра промышленных применений, включая производство пластмасс, смол, вкусы и ароматов. Например, фурфураль используется в производстве спирта -алкоголя и алкоголя из фурфура, оба из которых используются при изготовлении смол для литейных заводов и клеев, а также в химической промышленности в качестве растворителей и промежуточных продуктов. Способность синтезировать эти ценные ароматические соединения от HMF помогает установить устойчивую цепочку поставок для химических веществ, которые традиционно получены из невозобновляемых источников.

Поскольку 5-гидроксиметилфурфура (HMF) производится из биомассы, он по своей природе предлагает углеродичный маршрут для получения химических веществ и материалов, поскольку углерод, выделяемый во время его превращения в химические вещества или топливо, компенсируется углеродом, поглощенным биомассой во время его роста. Это делает HMF критическим компонентом в переходе к низкоуглеродной экономике. Используя ресурсы биомассы, производство HMF и его производных помогает уменьшить углеродный след промышленных процессов, особенно в таких отраслях, как химические вещества, пластики и топливо. HMF может быть интегрирован в модели круговой экономики, где биомасса непрерывно переработана и превращается в ценные продукты, снижая необходимость в девственных материалах и минимизирует отходы.