ఫార్మిక్ ఆమ్లం: ఆకుపచ్చ మరియు స్థిరమైన రసాయన సంశ్లేషణ కోసం బహుముఖ పునరుత్పాదక రియాజెంట్

ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, పెరుగుతున్న శిలాజ వనరుల కొరత మరియు మానవ జీవన వాతావరణం క్షీణించడంతో, బయోమాస్ వంటి పునరుత్పాదక వనరులను సమర్థవంతంగా మరియు స్థిరంగా ఉపయోగించడం ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఉన్న శాస్త్రవేత్తల పరిశోధన మరియు దృష్టికి కేంద్రంగా మారింది. బయోఫైనింగ్‌లో ప్రధాన ఉప-ఉత్పత్తులలో ఒకటైన ఫార్మిక్ యాసిడ్, చౌకగా మరియు సులభంగా పొందగలిగే, విషరహిత, అధిక శక్తి సాంద్రత, పునరుత్పాదక మరియు అధోకరణం మొదలైన లక్షణాలను కలిగి ఉంది. దీనిని కొత్త శక్తి వినియోగానికి మరియు రసాయన పరివర్తనకు వర్తింపజేయడం మాత్రమే కాదు. ఫార్మిక్ యాసిడ్ యొక్క అప్లికేషన్ ఫీల్డ్‌ను మరింత విస్తరిస్తుంది, కానీ భవిష్యత్తులో బయోఫైనింగ్ టెక్నాలజీలో కొన్ని సాధారణ అడ్డంకి సమస్యలను పరిష్కరించడానికి కూడా సహాయపడుతుంది. ఈ కాగితం ఫార్మిక్ యాసిడ్ వినియోగం యొక్క పరిశోధన చరిత్రను క్లుప్తంగా సమీక్షించింది, రసాయన సంశ్లేషణ మరియు బయోమాస్ యొక్క ఉత్ప్రేరక మార్పిడిలో సమర్థవంతమైన మరియు బహుళ-ప్రయోజన కారకం మరియు ముడి పదార్థంగా ఫార్మిక్ ఆమ్లం యొక్క తాజా పరిశోధన పురోగతిని సంగ్రహించింది మరియు ప్రాథమిక సూత్రం మరియు ఉత్ప్రేరక వ్యవస్థను పోల్చి విశ్లేషించింది. సమర్థవంతమైన రసాయన మార్పిడిని సాధించడానికి ఫార్మిక్ యాసిడ్ క్రియాశీలతను ఉపయోగించడం. భవిష్యత్ పరిశోధన ఫార్మిక్ యాసిడ్ యొక్క వినియోగ సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడం మరియు అధిక సెలెక్టివిటీ సంశ్లేషణను గ్రహించడంపై దృష్టి పెట్టాలని మరియు దీని ఆధారంగా దాని అప్లికేషన్ ఫీల్డ్‌ను మరింత విస్తరించాలని సూచించబడింది.

రసాయన సంశ్లేషణలో, ఫార్మిక్ యాసిడ్, పర్యావరణ అనుకూలమైన మరియు పునరుత్పాదక బహుళ-ఫంక్షనల్ రియాజెంట్‌గా, వివిధ ఫంక్షనల్ గ్రూపుల ఎంపిక మార్పిడి ప్రక్రియలో ఉపయోగించవచ్చు. అధిక హైడ్రోజన్ కంటెంట్‌తో హైడ్రోజన్ బదిలీ రియాజెంట్ లేదా తగ్గించే ఏజెంట్‌గా, ఫార్మిక్ యాసిడ్ సాంప్రదాయ హైడ్రోజన్‌తో పోలిస్తే సాధారణ మరియు నియంత్రించదగిన ఆపరేషన్, తేలికపాటి పరిస్థితులు మరియు మంచి రసాయన ఎంపిక యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంటుంది. ఆల్డిహైడ్‌లు, నైట్రో, ఇమిన్స్, నైట్రిల్స్, ఆల్కైన్‌లు, ఆల్కెన్‌లు మొదలైన వాటి ఎంపిక తగ్గింపులో సంబంధిత ఆల్కహాల్‌లు, అమైన్‌లు, ఆల్కెన్‌లు మరియు ఆల్కేన్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఇది విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. మరియు ఆల్కహాల్ మరియు ఎపాక్సైడ్ల జలవిశ్లేషణ మరియు ఫంక్షనల్ గ్రూప్ డిప్రొటెక్షన్. ఫార్మిక్ ఆమ్లం C1 ముడి పదార్థంగా కూడా ఉపయోగించబడుతుందనే వాస్తవాన్ని దృష్టిలో ఉంచుకుని, కీలకమైన బహుళ-ప్రయోజన ప్రాథమిక కారకంగా, ఫార్మిక్ ఆమ్లం క్వినోలిన్ ఉత్పన్నాల తగ్గింపు ఫార్మైలేషన్, అమైన్ సమ్మేళనాల ఫార్మైలేషన్ మరియు మిథైలేషన్, ఒలేఫిన్ యొక్క కార్బొనైలేషన్‌కు కూడా వర్తించవచ్చు. మరియు ఆల్కైన్‌లు మరియు ఇతర మల్టీస్టేజ్ టెన్డం రియాక్షన్‌ల తగ్గింపు ఆర్ద్రీకరణ, ఇది సమర్థవంతమైన మరియు సరళమైన ఆకుపచ్చని సాధించడానికి ఒక ముఖ్యమైన మార్గం చక్కటి మరియు సంక్లిష్టమైన సేంద్రీయ అణువుల సంశ్లేషణ. ఫార్మిక్ యాసిడ్ మరియు నిర్దిష్ట ఫంక్షనల్ గ్రూపుల నియంత్రిత క్రియాశీలత కోసం అధిక ఎంపిక మరియు కార్యాచరణతో మల్టీఫంక్షనల్ ఉత్ప్రేరకాలు కనుగొనడం అటువంటి ప్రక్రియల యొక్క సవాలు. అదనంగా, ఫార్మిక్ యాసిడ్‌ను C1 ముడి పదార్థంగా ఉపయోగించడం వల్ల ఉత్ప్రేరక అసమాన ప్రతిచర్య ద్వారా అధిక ఎంపికతో మిథనాల్ వంటి భారీ రసాయనాలను నేరుగా సంశ్లేషణ చేయవచ్చని ఇటీవలి అధ్యయనాలు చూపించాయి.

బయోమాస్ యొక్క ఉత్ప్రేరక మార్పిడిలో, ఫార్మిక్ యాసిడ్ యొక్క మల్టిఫంక్షనల్ లక్షణాలు ఆకుపచ్చ, సురక్షితమైన మరియు తక్కువ ఖర్చుతో కూడిన బయోరిఫైనింగ్ ప్రక్రియల సాక్షాత్కారానికి సంభావ్యతను అందిస్తాయి. బయోమాస్ వనరులు అతిపెద్ద మరియు అత్యంత ఆశాజనకమైన స్థిరమైన ప్రత్యామ్నాయ వనరులు, కానీ వాటిని ఉపయోగించగల వనరుల రూపాలుగా మార్చడం ఒక సవాలుగా మిగిలిపోయింది. ఫార్మిక్ యాసిడ్ యొక్క యాసిడ్ లక్షణాలు మరియు మంచి ద్రావణి లక్షణాలు లిగ్నోసెల్యులోజ్ భాగాలు మరియు సెల్యులోజ్ వెలికితీత యొక్క విభజనను గ్రహించడానికి బయోమాస్ ముడి పదార్థాల ముందస్తు చికిత్స ప్రక్రియకు వర్తించవచ్చు. సాంప్రదాయ అకర్బన యాసిడ్ ప్రీ-ట్రీట్‌మెంట్ సిస్టమ్‌తో పోలిస్తే, ఇది తక్కువ మరిగే బిందువు, సులభంగా వేరుచేయడం, అకర్బన అయాన్‌లను పరిచయం చేయకపోవడం మరియు దిగువ ప్రతిచర్యలకు బలమైన అనుకూలత వంటి ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది. సమర్థవంతమైన హైడ్రోజన్ మూలంగా, ఫార్మిక్ యాసిడ్ కూడా విస్తృతంగా అధ్యయనం చేయబడింది మరియు బయోమాస్ ప్లాట్‌ఫారమ్ సమ్మేళనాలను అధిక విలువ-జోడించిన రసాయనాలకు ఉత్ప్రేరకంగా మార్చడం, సుగంధ సమ్మేళనాలకు లిగ్నిన్ క్షీణత మరియు బయో-ఆయిల్ హైడ్రోడొక్సిడేషన్ రిఫైనింగ్ ప్రక్రియల ఎంపికలో ఉపయోగించబడింది. H2పై ఆధారపడిన సాంప్రదాయ హైడ్రోజనేషన్ ప్రక్రియతో పోలిస్తే, ఫార్మిక్ ఆమ్లం అధిక మార్పిడి సామర్థ్యం మరియు తేలికపాటి ప్రతిచర్య పరిస్థితులను కలిగి ఉంటుంది. ఇది సరళమైనది మరియు సురక్షితమైనది మరియు సంబంధిత బయో-రిఫైనింగ్ ప్రక్రియలో శిలాజ వనరుల పదార్థం మరియు శక్తి వినియోగాన్ని సమర్థవంతంగా తగ్గించగలదు. తేలికపాటి పరిస్థితులలో ఫార్మిక్ యాసిడ్ సజల ద్రావణంలో ఆక్సిడైజ్ చేయబడిన లిగ్నిన్‌ను డిపోలిమరైజ్ చేయడం ద్వారా, 60% కంటే ఎక్కువ బరువు నిష్పత్తితో తక్కువ పరమాణు బరువు సుగంధ ద్రావణాన్ని పొందవచ్చని ఇటీవలి అధ్యయనాలు చూపించాయి. ఈ వినూత్న ఆవిష్కరణ లిగ్నిన్ నుండి అధిక-విలువైన సుగంధ రసాయనాలను నేరుగా వెలికితీసేందుకు కొత్త అవకాశాలను తెస్తుంది.

సారాంశంలో, బయో-ఆధారిత ఫార్మిక్ యాసిడ్ ఆకుపచ్చ సేంద్రీయ సంశ్లేషణ మరియు బయోమాస్ మార్పిడిలో గొప్ప సామర్థ్యాన్ని చూపుతుంది మరియు ముడి పదార్థాల సమర్థవంతమైన వినియోగాన్ని మరియు లక్ష్య ఉత్పత్తుల యొక్క అధిక ఎంపికను సాధించడానికి దాని బహుముఖ ప్రజ్ఞ మరియు బహుళార్ధసాధకత అవసరం. ప్రస్తుతం, ఈ ఫీల్డ్ కొన్ని విజయాలు సాధించింది మరియు వేగంగా అభివృద్ధి చేయబడింది, అయితే వాస్తవ పారిశ్రామిక అనువర్తనం నుండి ఇంకా గణనీయమైన దూరం ఉంది మరియు మరింత అన్వేషణ అవసరం. భవిష్యత్ పరిశోధన క్రింది అంశాలపై దృష్టి పెట్టాలి: (1) నిర్దిష్ట ప్రతిచర్యల కోసం తగిన ఉత్ప్రేరక క్రియాశీల లోహాలు మరియు ప్రతిచర్య వ్యవస్థలను ఎలా ఎంచుకోవాలి; (2) ఇతర ముడి పదార్థాలు మరియు కారకాల సమక్షంలో ఫార్మిక్ యాసిడ్‌ను సమర్ధవంతంగా మరియు నియంత్రణతో ఎలా సక్రియం చేయాలి; (3) పరమాణు స్థాయి నుండి సంక్లిష్ట ప్రతిచర్యల ప్రతిచర్య యంత్రాంగాన్ని ఎలా అర్థం చేసుకోవాలి; (4) సంబంధిత ప్రక్రియలో సంబంధిత ఉత్ప్రేరకాన్ని ఎలా స్థిరీకరించాలి. పర్యావరణం, ఆర్థిక వ్యవస్థ మరియు స్థిరమైన అభివృద్ధి కోసం ఆధునిక సమాజం యొక్క అవసరాల ఆధారంగా భవిష్యత్తు కోసం ఎదురుచూస్తూ, ఫార్మిక్ యాసిడ్ కెమిస్ట్రీ పరిశ్రమ మరియు విద్యాసంస్థల నుండి మరింత శ్రద్ధ మరియు పరిశోధనలను అందుకుంటుంది.