Ventajas de la reacción catalítica acuosa en la síntesis de THFDM.

El agua es un disolvente común en la tierra y no es tóxico ni contaminante. Es mejor que los disolventes orgánicos tradicionales en términos de respeto al medio ambiente. En el THFDM En el proceso de síntesis, los disolventes orgánicos tradicionales no sólo son volátiles y altamente tóxicos, sino también perjudiciales para el medio ambiente y los operadores. El agua como disolvente no causa estos problemas. El uso de sistemas catalíticos acuosos puede reducir significativamente la emisión de disolventes nocivos y reducir el riesgo de contaminación del aire y el agua.
Mejorar la velocidad de reacción y la selectividad.
El efecto de solvatación en sistemas catalíticos acuosos ayuda a aumentar la velocidad de reacción. Debido a su polaridad y sus fuertes enlaces de hidrógeno, el agua puede estabilizar los estados intermedios o de transición, promoviendo así la reacción. Por ejemplo, durante la hidrogenación de furfural para producir THFDM, la polaridad del agua puede aumentar la velocidad de las reacciones de hidrogenación de carbonilo y olefina. Especialmente a través de catalizadores bifuncionales, la presencia de agua ayuda a mejorar el suministro de protones, promoviendo así el proceso de reducción y aumentando la eficiencia de la formación de anillos de THF.
La alta polaridad y los enlaces de hidrógeno del agua también pueden afectar el centro activo del catalizador y aumentar la capacidad de adsorción del sustrato en la superficie del catalizador. Por ejemplo, en presencia de catalizadores a base de níquel o cobre, el agua puede ayudar a activar las moléculas del sustrato, lo que facilita que las materias primas a base de biomasa, como el furfural o el alcohol furfurílico, interactúen con el catalizador, aumentando así la selectividad de la reacción. La catálisis en fase acuosa a veces puede reducir significativamente la aparición de reacciones secundarias, como una reducción excesiva o reacciones de descomposición innecesarias, aumentando así el rendimiento del producto objetivo THFDM.
Reducir el consumo de energía
La alta capacidad calorífica específica y la conductividad térmica del agua lo convierten en un buen medio de reacción, capaz de proporcionar suficiente energía para sostener reacciones a bajas temperaturas. En comparación con muchos sistemas de disolventes orgánicos tradicionales que requieren altas temperaturas y presiones, las reacciones en fase acuosa a menudo se realizan en condiciones más suaves, lo que reduce la dependencia de fuentes de energía externas y, por lo tanto, reduce el consumo de energía. Esta característica de reducir la demanda de energía no solo cumple con los principios de la química verde, sino que también reduce los costos de reacción, lo que puede mejorar en gran medida los beneficios económicos, especialmente en la síntesis industrial a gran escala.