Perspectives on the Catalytic Processes for the Deep Valorization of Carbohydrates into Fuels and Chemicals

Molecules, 2025

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/molecules30173498
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

The global depletion of fossil resources, combined with accelerating climate change and environmental concerns, is driving intensive research into alternative, sustainable sources of energy and raw materials. Particular attention is being paid to lignocellulosic biomass as the most abundant and renewable organic resource. The catalytic conversion of biomass-derived carbohydrates into high-value-added products (fuels and chemicals) aligns with the principles of sustainable development and offers a viable alternative to petroleum-based feedstocks. This review provides a product-oriented perspective on the deep valorization of carbohydrates, focusing on catalytic strategies that enable the production of renewable fuels and chemicals. It highlights two key stages in the valorization of lignocellulosic biomass: (1) the acid-catalyzed conversion of carbohydrates into platform molecules (furfural, 5-hydroxymethylfurfural, and levulinic acid); and (2) the selective hydrogenation and hydrogenolysis of these intermediates to obtain target end products. These target products fall into two major categories: (i) biofuels and fuel additives; and (ii) green chemicals, such as solvents, pharmaceuticals, agrochemicals, cosmetics, and intermediates for the synthesis of biobased polymeric materials, including polyesters, resins, and polyurethanes. Particular emphasis is placed on recent advances in the development of heterogeneous catalysts. Solid acid catalysts used in the synthesis of platform molecules are discussed, along with ruthenium-based catalysts employed in the subsequent hydrogenation and hydrogenolysis steps. Recent efforts toward integrating both catalytic stages into a single one-pot processes using bifunctional metal-acid catalysts and dual catalytic systems based on ruthenium are also reviewed, as they represent a promising route to simplify biomass valorization schemes and improve product selectivity toward fuels and chemicals.