Kako se 5-hidroksimetilfurfuralni (HMF) može koristiti kao platforma kemikalija u proizvodnji obnovljivih kemikalija ili polimera koji se temelje na biološkom obliku?

5-hidroksimetilfurfuralni (HMF) igra glavnu ulogu kao prethodnik goriva i kemikalija na bazi biološkog biološkog bio. Može se hidrogenirati za proizvodnju 2,5-dimetilfurana (DMF), obećavajuće alternative za obnovljivo gorivo benzinu. DMF je poznat po visokoj gustoći energije i izvrsnim svojstvima izgaranja, što ga čini idealnim kandidatom za upotrebu u motorima za unutarnje izgaranje. HMF se može dalje pretvoriti u levulinsku kiselinu, što je važan intermedijar u proizvodnji polimera, plastifikatora, otapala, pa čak i poljoprivrednih kemikalija. Ove transformacije nude put za zamjenu kemikalija i goriva dobivenih naftom obnovljivim alternativama, pridonoseći na taj način ozelenjivanju kemijske industrije i smanjenju ovisnosti o fosilnim gorivima.

Jedna od najznačajnijih primjena HMF-a je u sintezi polimera utemeljenih na biološkoj biološkoj, posebno kroz pretvorbu u 2,5-furandikarboksilnu kiselinu (FDCA). FDCA je ključni monomer koji se koristi u proizvodnji bioetilen furanoate (PEF), koji može poslužiti kao održiva alternativa polietilen tereftalatu (PET), koji se obično koristi u ambalažnim materijalima, tekstilu i bocama. PEF pokazuje vrhunska mehanička svojstva, uključujući bolju otpornost na barijere na plinove (poput kisika i ugljičnog dioksida) i tekućine, što ga čini idealnim materijalom za proizvode za pakiranje koji zahtijevaju poboljšani rok trajanja. PEF je biorazgradiv i može se reciklirati, pridonoseći smanjenju plastičnog otpada i unapređenim principima kružne ekonomije. Očekuje se da će uspješna komercijalizacija PEF-a i drugih polimera sa sjedištem u FDCA transformirati industriju pakiranja i plastike pružajući održiviju opciju u usporedbi s tradicionalnom plastikom na bazi nafte.

HMF se također može pretvoriti u otopina koja se temelje na biografiji koja se sve više koriste u različitim industrijskim sektorima, uključujući boje, premaze, proizvode za čišćenje i farmaceutske formulacije. Na primjer, mogu se proizvesti eteri temeljeni na HMF-u, koji služe kao održiva zamjena za tradicionalna petrokemijska otapala. Ova otapala nisu samo obnovljiva, već također pokazuju izvrsna svojstva solventnosti, a manje su toksične i nestabilne u usporedbi s njihovim kolegama dobivenim od nafte. Upotreba otapala dobivenih od HMF-a omogućava proizvođačima da smanje njihovo oslanjanje na štetne kemikalije, poboljšavajući tako sigurnost radnika i smanjujući utjecaj industrijskih procesa na okoliš.

HMF može proći razne katalitičke transformacije za proizvodnju aromatskih spojeva visoke vrijednosti kao što su furfuralni, aromatski aldehidi i aromatske kiseline. Ovi spojevi su ključni građevinski blokovi za širok raspon industrijskih primjena, uključujući proizvodnju plastike, smola, okusa i mirisa. Na primjer, furfural se koristi u proizvodnji furfuralnog alkohola i furfuril alkohola, a oba se koriste u proizvodnji smola za ljevaonice i ljepila, kao i u kemijskoj industriji kao otapala i intermedijari. Sposobnost sintetiziranja ovih vrijednih aromatskih spojeva iz HMF-a pomaže u uspostavljanju održivog lanca opskrbe za kemikalije koje se tradicionalno izvlače iz neobnovljivih izvora.

Budući da se 5-hidroksimetilfurfuralni (HMF) proizvodi iz biomase, inherentno nudi rutu neutralan ugljik za proizvodnju kemikalija i materijala, jer je ugljik koji se oslobađa tijekom pretvorbe u kemikalije ili goriva ugljik apsorbiran od biomasa tijekom njegovog rasta. To čini HMF kritičnom komponentom u prijelazu na ekonomiju s niskim udjelom ugljika. Koristeći resurse biomase, proizvodnja HMF -a i njegovih derivata pomaže u smanjenju ugljičnog traga industrijskih procesa, posebno u industrijama kao što su kemikalije, plastika i goriva. HMF se može integrirati u modele kružne ekonomije, gdje se biomasa kontinuirano reciklira i pretvara u vrijedne proizvode, smanjujući potrebu za djevičanskim materijalima i minimizirajući otpad.