Prednosti vodene katalitičke reakcije u sintezi THFDM

Voda je uobičajeno otapalo na zemlji, a nije otrovna i ne zagađuje. Bolji je od tradicionalnih organskih otapala u smislu prihvatljivosti za okoliš. u THFDM u procesu sinteze, tradicionalna organska otapala nisu samo hlapljiva i vrlo otrovna, već su i štetna za okoliš i operatere. Voda kao otapalo ne uzrokuje te probleme. Korištenjem vodenih katalitičkih sustava može se značajno smanjiti emisija štetnih otapala i smanjiti rizik od onečišćenja zraka i vode.
Poboljšajte brzinu reakcije i selektivnost
Učinak solvatacije u vodenim katalitičkim sustavima pomaže povećati brzinu reakcije. Zbog svoje polarnosti i jake vodikove veze, voda može stabilizirati međuproizvode ili prijelazna stanja, pospješujući tako reakciju. Na primjer, tijekom hidrogenacije furfurala za proizvodnju THFDM, polaritet vode može povećati brzinu karbonilnih i olefinskih reakcija hidrogenacije. Posebno kroz bifunkcionalne katalizatore, prisutnost vode pomaže povećati opskrbu protonima, čime se promiče proces redukcije i povećava učinkovitost formiranja THF prstena.
Visoka polarnost i vodikova veza vode također mogu utjecati na aktivno središte katalizatora i povećati adsorpcijski kapacitet supstrata na površini katalizatora. Na primjer, u prisutnosti katalizatora na bazi nikla ili bakra, voda može pomoći u aktiviranju molekula supstrata, olakšavajući interakciju sirovina na bazi biomase kao što su furfural ili furfuril alkohol s katalizatorom, čime se povećava selektivnost reakcije. Kataliza u vodenoj fazi ponekad može značajno smanjiti pojavu nusreakcija, kao što je prekomjerna redukcija ili nepotrebne reakcije razgradnje, čime se povećava prinos ciljanog produkta THFDM.
Smanjite potrošnju energije
Visok specifični toplinski kapacitet i toplinska vodljivost vode čine je dobrim reakcijskim medijem, sposobnim osigurati dovoljno energije za održavanje reakcija na niskim temperaturama. U usporedbi s mnogim tradicionalnim sustavima organskih otapala koji zahtijevaju visoke temperature i tlakove, reakcije vodene faze često se izvode pod blažim uvjetima, čime se smanjuje ovisnost o vanjskim izvorima energije i time smanjuje potrošnja energije. Ova značajka smanjenja potražnje za energijom ne samo da je u skladu s načelima zelene kemije, već također smanjuje troškove reakcije, što može uvelike poboljšati ekonomske koristi, posebno u industrijskim sintezama velikih razmjera.