하이드록시메틸푸르푸랄 / HMF CAS 67-47-0

화학 이름: 5-하이드록시메틸푸르푸랄

동의어: 5-(하이드록시메틸)-2-푸랄데히드, HMF

CAS 번호.: 67-47-0

MF: C6H6O3  MW: 126.11

 

설명

하이드록시메틸푸르푸랄 / HMF CAS 67-47-0

5-하이드록시메틸푸르푸랄은 중요한 화학 원료입니다. 분자 내에 알데히드기와 하이드 록시 메틸기를 포함하고 있으며 수소화, 산화 탈수소화, 에스테르화, 할로겐화, 중합, 가수 분해 및 기타 화학 반응을 통해 의약품, 수지 플라스틱, 디젤 연료 첨가제 등을 포함한 많은 유용한 화합물과 새로운 폴리머 소재를 합성하는 데 사용할 수 있습니다. 특히 푸라네디카르복실산 기반의 바이오 기반 PEF 폴리에스테르는 석유 기반 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)보다 우수한 여러 특성을 입증했습니다.

 

표준

항목 사양
모양 갈색 및 노란색 단색
녹는점 28-34 °C
끓는점 114-116°C(1mm Hg 기준)
밀도 25°C에서 1.243g/mL

 

애플리케이션:

분해 가능한 플라스틱 포장재, 특수 기능성 소재, 계면활성제, 향료 및 향료, 기타 정밀 화학 또는 제약 산업에서 사용할 수 있습니다.

 

Package:25kg/드럼

 

저장소:

공기, 빛, 열에 민감하고 습기 흡수력이 강합니다.

밀봉하여 저온(0℃ 미만)에서 보관합니다.

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환경 보호에 촉매를 적용하는 연구 진행 상황

1. 환경 보호 촉매의 정의 환경 보호 촉매는 주변 환경을 보호하고 개선하기 위해 유독성 및 유해 물질을 직간접적으로 처리하여 무해하게 만들거나 감소시켜 주변 환경을 보호하고 개선하는 데 사용되는 촉매를 말합니다. 환경보호 촉매의 범위는 넓은 의미로는 유해한 부산물을 원하지 않거나 생성하지 않는 촉매 합성 공정을 포함하여 환경보호에 도움이 되는 모든 촉매로 볼 수 있으며, 좁은 의미로는 온실효과 개선, 오존층 파괴, 산성비 범위 확대, 수질 오염과 관련된 촉매의 종류입니다. 환경 촉매는 직접적 촉매와 간접적 촉매로 나뉩니다. 예를 들어 배기가스에서 질소산화물(NOX)을 제거하는 데 사용되는 촉매는 직접 촉매에 속하고, 연소 과정에서 NOX 생성을 억제하는 데 사용되는 촉매는 간접 촉매에 속합니다.

2.1 린-번 차량용 촉매 디젤 엔진이 린-번 조건에서 작동할 때 가솔린 엔진의 공기-연료 비율(공기와 연료의 비율)은 17:1 이상이거나 그보다 더 높습니다. 이때 엔진 동력 성능은 크게 향상되어 일산화탄소, 탄화수소, 이산화탄소 배출량은 감소하지만 질소산화물 배출량은 크게 증가합니다. 현재 널리 사용되는 3 효과 귀금속 촉매의 경우 이러한 높은 공기-연료 비율은 정상 작동 범위를 벗어나기 때문에 NOx 감소를 효과적으로 개선 할 수 없습니다. 따라서 희박한 조건에서 NOx 전환을 개선 할 수있는 새로운 자동차 촉매가 개발되어야하며, 희박한 조건에서 NOx의 촉매 감소는 연구자들의 관심을 끌고 있습니다. 이 촉매가 성공적으로 연구되면 디젤 엔진과 오일이 부족한 가솔린 엔진이 장착된 차량에 널리 사용될 것입니다.

2.2 연도 가스 탈황 연구 연도 가스 탈황에 가장 적합한 방법은 이산화황을 원소 황으로 선택적으로 촉매 환원하는 것입니다. 이 방법은 연도 가스에서 SO2 오염원을 제거할 뿐만 아니라 운반이 용이할 뿐만 아니라 재사용이 가능한 고체 원소 황과 같은 생성물을 회수할 수 있습니다. 현재 SO2를 원소 황으로 선택적으로 촉매 환원하는 대부분의 방법은 연구 단계에 있습니다. 문제는 연도 가스의 과도한 산소가 환원 공정에 간섭하고 촉매가 중독되는 것입니다.

2.3 고농도 비분해성 유기 폐수의 촉매 산화 처리 제약, 화학 및 염료 산업의 발전으로 오염 물질의 독성이 높고 오염 물질의 농도가 높으며 생분해가 어렵고 무기염류 함량이 높은 특징이 있는 고농도 비분해성 폐수가 점점 더 많이 발생하고 있습니다. 이러한 폐수를 처리하는 가장 효과적인 방법 중 하나는 화학적 산화입니다. 현재 고효율 습식 촉매 산화 기술이 인기 있는 연구 주제입니다. 이 방법은 폐수의 생화학을 개선하기 위해 물 속의 유기 오염 물질을 직접 산화하거나 물 속의 큰 분자 유기 오염 물질을 작은 분자 유기 오염 물질로 산화시킬 수 있습니다. 생화학적 처리를 통해 물 속의 유기 오염 물질을 더 잘 제거할 수 있습니다. 이 방법은 일반적으로 유기 오염 물질 산화제의 촉매 산화를 증가시키는 데 사용됩니다 : 공기, 과산화수소, 오존, 차아 염소산 나트륨 및 이산화 염소 및 기타 산화제를 사용할 수 있습니다. 이 방법의 핵심은 고효율 비균질 산화 촉매를 개발하는 것입니다.

2.4 환경 보호 촉매의 종류와 현재 상황의 사용 지구에는 많은 종류의 환경 문제가 있으며 현재 시급히 해결해야 할 문제는 온실 효과, 오존층 파괴, 산성비 범위 확대, 중금속 및 기타 환경 오염 물질 배출, 열대 우림 감소 및 토양 사막화 등입니다. 이 중 처음 세 가지가 세계에서 가장 중요한 문제입니다. 이 중 처음 세 가지 문제는 대기 중으로 배출되는 화학 물질로 인해 발생합니다. 예를 들어 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4), 아산화질소(N2O)는 모두 온실 효과와 관련이 있고 프레온과 N2O는 오존층을 파괴하며 이산화황(SO2)과 NOX는 주로 화학적 방법을 통해 제거하거나 줄일 수 있는 산성비와 광화학 스모그 형성의 주요 요인입니다. 상기 오염 물질의 배출 과정에 관여하는 반응물의 양이 적고 반응 온도가 너무 높거나 너무 낮으며 반응물과 촉매 사이의 접촉 시간이 특히 짧기 때문에 환경 촉매는 다른 화학 반응에 사용되는 촉매에 비해 생산이 더 어렵고 촉매의 활성, 선택성 및 내구성에 대한 요구 사항이 더 높습니다.

2.5 새로운 환경 보호 촉매제

2.5.1 규산염 물질 몬모릴로나이트와 같은 천연 점토는 분자 체와 같은 구조를 가지고 있으며 하수에서 중금속 이온을 처리하기 위한 촉매 운반체이자 좋은 흡착제입니다. 자동차 배기가스 정화, 배연 탈황, 탈질 및 유기 폐가스의 촉매 연소와 같은 환경 보호 촉매의 운반체로 널리 사용됩니다.

2.5.2 TiO2는 감광성 전도성이 좋은 N형 반도체로, 촉매 담체로 자주 사용됩니다. 현재 TiO2는 광촉매 및 전극 촉매로 널리 사용되고 있습니다. 활성 TiO2로 코팅된 자가 세척 유리, 타일, 가구 및 커튼 천은 햇빛과 빛을 받으면 자동으로 촉매 작용을 하여 실내 공기를 정화합니다.

2.5.3 생촉매 공정은 일반적으로 무독성 및 무해한 생물학적 물질을 원료로 하며, 실온과 압력에서 반응할 수 있고 공정이 간단합니다. 바이오 촉매는 높은 전환율, 높은 특이성, 낮은 부산물 및 반복 사용으로 인해 이상적인 친환경 촉매입니다. 2.5.4 상온 이온성 액체는 산성 촉매와 녹색 용매로 모두 사용할 수 있습니다. 생산 용이성, 낮은 독성, 저렴한 가격, 불연성, 조절 가능한 성능 등의 장점으로 화학 산업에 혁명을 일으킬 잠재력과 산업 응용 전망이 좋은 친환경 촉매로 예측됩니다.

5-하이드록시메틸푸르푸랄(HMF) 플랫폼 화합물의 촉매 전환은 최근 리그노셀룰로오스 바이오매스의 고부가가치 활용 분야에서 주목받고 있으며, 풍부한 공급원과 친환경 지속 가능성으로 인해 많은 주목을 받고 있습니다.HMF는 다양한 반응성 작용기를 가지고 있으며 다양한 반응(예: 산화, 환원, 에스테르화, 아미네이션 등)에 의해 고부가가치 연료, 연료 첨가제, 화학물질 및 폴리머 공급 원료로 전환될 수 있습니다. 이 백서에서는 다양한 HMF 반응 유형에 대한 반응 메커니즘, 촉매 경로, 산업 응용 및 기술-경제적 분석에 대해 논의하고, 고부가가치 HMF 활용 개발에 도움이 되기를 바라며 HMF 전환의 현재 문제점과 관점을 요약합니다. 배경 화석 연료의 대량 소비와 환경에 대한 우려가 커지면서 보다 지속 가능한 에너지 자원을 찾아야 하는 상황이 되었습니다. 리그노셀룰로오스 바이오매스는 전 세계적으로 널리 이용 가능한 먹을 수 없는 탄소 자원으로 재생 에너지와 고부가가치 화학 물질로 전환할 수 있으며, 바이오매스 기반 화학 물질은 대부분의 석유화학 물질을 대체할 수 있습니다. 그중에서도 바이오매스 유래 5-하이드록시메틸푸르푸랄(HMF) 플랫폼 화합물의 촉매 전환은 최근 리그노셀룰로오스 바이오매스의 고부가가치 활용을 위한 인기 분야로, HMF는 여러 작용기를 가지고 있으며 전환 과정에서 여러 부반응이 일어나 화학 제품의 품질에 영향을 미치는 경향이 있습니다. 따라서 HMF의 특정 작용기를 선택적으로 분해/기능화하여 다양한 고부가가치 화학물질, 액체 연료 및 첨가제로 전환하는 효율적인 친환경 촉매 시스템을 설계하고 제조하는 것이 HMF의 고부가가치 활용을 실현하는 열쇠입니다. 자세히 보기 HMF 산화 먼저 저자들은 HMF 산화에 의해 생성되는 주요 생성물을 요약하고 2,5 디카르보닐푸란(DFF), 5-하이드록시메틸-2 푸란 카르복실산(HMFCA), 2,5 디카르복실산 푸란(FDCA) 등 3가지 HMF 산화에 대해 주로 논의했습니다. 저자는 위의 세 가지 주요 생성물을 제조하기 위해 HMF의 선택적 산화를위한 촉매 시스템을 체계적으로 소개하고 귀금속 및 비귀금속 촉매와 반응 용매 산도 및 알칼리도가 생성물의 선택성에 미치는 영향에 대해 각각 논의했습니다. 둘째, DFF, HMFCA 및 FDCA의 제조를 위한 HMF의 반응 메커니즘을 요약했습니다. 또한 HMF 산화로 제조된 고부가가치 화학물질의 대량 생산, 특히 FDCA의 제조에 대해 부분적으로 논의하고 기술-경제적 분석을 제시했습니다. 그림 1 HMF는 석유 공급원에서 얻은 많은 화합물로 산화될 수 있습니다. 그림 2 ZnFe를 통한 HMF의 DFF로의 산화 메커니즘 가능성1.65Ru0.35O4. (에너지 및 연료, 2017, 31, 533-541.) 그림 3 H의 존재 하에서 AgO 촉매를 통한 HMF의 HMFCA로의 산화 메커니즘2O2(ACS Sustain. Chem. Eng., 2020, 8, 8486-8495.) 그림 4 호리 Mn을 통한 HMF의 FDCA로의 산화 메커니즘2O3 나노플레이크. (켐서스켐, 2020, 13, 548-555) 먼저, HFM을 수소화하여 연료 또는 연료 첨가제로 사용할 수 있고 석유 화학 물질보다 열등하지 않은 특성을 가진 광범위한 고부가가치 화학 물질을 얻을 수 있다는 것을 요약합니다. 이 책에서는 HMF 수소화에 의한 DHMF, DHMTHF 및 DMF의 제조에 초점을 맞춘 다음 귀금속 촉매, 비귀금속 촉매, 바이메탈 촉매의 효과, 담체의 특성 및 용매가 HMF 수소화 제품에 미치는 영향에 대해 요약합니다. HMF에서 DMF로의 성숙도가 높아짐에 따라 바이오매스 기반 DMF의 대규모 제조가 가능해졌습니다. 이 논문에서는 바이오매스 기반 DMF의 대규모 제조 사례를 제시하고 기술 경제성을 분석하여 바이오매스 기반 DMF의 산업적 응용 가능성이 높다는 것을 보여줍니다. 그림 5 HMF의 선택적 수소화 또는 수소분해에서 생성되는 여러 화학물질이 있습니다. 하이드 록시 알돌 축합 HMF의 탄소 사슬을 증가시키고 HMF의 가치를 향상시키기 위해 HMF의 알데히드기를 사용하여 하이드 록시 알돌 축합으로 사슬을 증가시킨 다음 추가 하이드 록시 산화를 통해 고품질 알칸 연료를 얻을 수 있습니다. 이 논문에서는 HMF에서 발생할 수 있는 하이드록시알돌 축합의 종류를 소개하고, HMF와 아세톤 간의 하이드록시알돌 축합 반응을 예로 들어 C9, C12, C15 알칸을 합성하는 방법을 설명합니다. HMF의 히드록시알돌 축합을 위한 촉매도 요약되어 있습니다. 그림 6 아세톤으로 알돌을 응축한 후 수소화 및 수소분해합니다. 재수화 반응 이 논문에서는 먼저 아세틸프로피온산과 포름산을 생산하기 위해 HMF에서 발생하는 재수화 반응의 메커니즘에 대해 설명합니다. 아세틸프로피온산(LA)은 또 다른 중요한 바이오매스 플랫폼 분자로, HMF를 LA로 전환하는 촉매 시스템을 주로 소개하고 LA가 다른 중요한 화학 물질로 전환되는 경로를 간략하게 요약합니다.GVL 또한 중요한 바이오매스 플랫폼 분자로, HMF의 전환을 통해 얻을 수 있으며 GVL이 다른 화학 물질로 전환되는 경로도 간략하게 요약합니다. 산이 존재할 때 HMF가 분해되는 호르바트의 메커니즘. (에너지 및 연료, 2011, 25, 4745-4755.) 암모니아화 HMF의 암모니아화 생성물은 화학 및 제약 분야에서 중요한 중간체로 사용될 수 있습니다. 이 논문에서는 HMF의 암모니아화 반응에 대한 체계적인 개요와 함께 HMF 암모니아화 반응의 촉매 유형 및 다양한 아민의 효과에 대해 특별히 언급합니다. 또한 저자들은 HMF의 중합, 에테르화 및 탈카르복실화 반응의 최근 진행 상황을 요약합니다. 산이 존재할 때 HMF가 분해되는 호르바트의 메커니즘. (에너지 및 연료, 2011, 25, 4745-4755.) 암모니아화 HMF의 암모니아화 생성물은 화학 및 제약 분야에서 중요한 중간체로 사용될 수 있습니다. 이 논문에서는 HMF의 암모니아화 반응에 대한 체계적인 개요와 함께 HMF 암모니아화 반응의 촉매 유형 및 다양한 아민의 효과에 대해 특별히 언급합니다. 또한 저자들은 HMF의 중합, 에테르화 및 탈카르복실화 반응의 최근 진행 상황을 요약합니다.

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