C1 химия - C1 chemistry

C1 химия это химия одноуглеродных молекул. Хотя многие соединения и ионы содержат только один углерод, стабильное и обильное сырье C-1 является предметом исследований. Четыре соединения имеют большое промышленное значение: метан, монооксид углерода, углекислый газ, и метанол. Технологии, которые взаимно преобразуют эти виды, часто имеют последствия.[1]

Дорогая Танкеры СПГ необходимы для транспортировки метана.

Промышленные процессы

Окись углерода и метанол являются важным химическим сырьем. CO используется мириадами карбонилирование реакции. Вместе с водородом это сырье для Процесс Фишера-Тропша, который дает жидкое топливо. Метанол является предшественником уксусная кислота, диметиловый эфир, формальдегид и многие метиловые соединения (сложные эфиры, амины, галогениды). Более крупномасштабное приложение метанол в олефины, который производит этилен и пропилен.[2]

В отличие от ситуации с монооксидом углерода и метанолом, метан и диоксид углерода имеют ограниченное использование в качестве сырья для химических веществ и топлива. Это несоответствие контрастирует с относительным содержанием метана и углекислого газа. Метан часто частично превращается в окись углерода для использования в процессах Фишера-Тропша. Интерес для повышения качества метана представляет его окислительная связь:

2CH
4 + О
2 → C
2ЧАС
4 + 2ЧАС
2О

К конверсии диоксида углерода относится его электрохимическое восстановление к непредельным углеводородам. Эта технология остается перспективной.

Орикс Газ-жидкость завод в Катаре.

Биохимия

Цикл метаногенеза с промежуточными продуктами.

Метан, оксид углерода, диоксид углерода и метанол также являются субстратами и продуктами ферментативных процессов. В метаногенез монооксид углерода, диоксид углерода и метанол превращаются в метан при условии использования подходящих восстановителей.[3] Метаногенез метаногенными археями обратим.[4]

В фотосинтез, углекислый газ и вода превращаются в сахара (и O2), энергия для этой (термической) восходящей реакции обеспечивается солнечным светом.

Рекомендации

  1. ^ Карл Местерс (2016). «Подборка последних достижений в химии C1». Ежегодный обзор химической и биомолекулярной инженерии. 7: 223–38. Дои:10.1146 / annurev-chembioeng-080615-034616. PMID  27276549.
  2. ^ Tian, ​​P .; Wei, Y .; Е, М .; Лю, З. (2015). «Метанол в олефины (MTO): от основ к коммерциализации». ACS Catal. 5: 1922–1938. Дои:10.1021 / acscatal.5b00007.CS1 maint: использует параметр авторов (ссылка на сайт)
  3. ^ Тауер, Р. К. (1998). "Биохимия метаногенеза: дань уважения Марджори Стивенсон". Микробиология. 144: 2377–2406. Дои:10.1099/00221287-144-9-2377. PMID  9782487.
  4. ^ Шеллер, Сильван; Генрих, Майке; Бохер, Рейнхард; Thauer, Rudolf K .; Яун, Бернхард (03.06.2010). «Ключевой никелевый фермент метаногенеза катализирует анаэробное окисление метана». Природа. 465 (7298): 606–608. Bibcode:2010Натура.465..606S. Дои:10.1038 / природа09015. ISSN  1476-4687. PMID  20520712.