Mga kalamangan ng aqueous catalytic reaction sa THFDM synthesis

Ang tubig ay isang pangkaraniwang solvent sa lupa, at ito ay hindi nakakalason at hindi nakakadumi. Ito ay mas mahusay kaysa sa tradisyonal na mga organikong solvent sa mga tuntunin ng pagiging kabaitan sa kapaligiran. Sa THFDM proseso ng synthesis, tradisyonal na organic solvents ay hindi lamang pabagu-bago ng isip at lubos na nakakalason, ngunit din nakakapinsala sa kapaligiran at mga operator. Ang tubig bilang isang solvent ay hindi nagiging sanhi ng mga problemang ito. Ang paggamit ng mga aqueous catalytic system ay maaaring makabuluhang bawasan ang paglabas ng mga nakakapinsalang solvent at mabawasan ang panganib ng polusyon sa hangin at tubig.
Pagbutihin ang rate ng reaksyon at selectivity
Ang epekto ng solvation sa may tubig na mga catalytic system ay nakakatulong upang mapataas ang rate ng reaksyon. Dahil sa polarity nito at malakas na pagbubuklod ng hydrogen, maaaring patatagin ng tubig ang mga intermediate o mga estado ng paglipat, sa gayon ay nagpo-promote ng reaksyon. Halimbawa, sa panahon ng hydrogenation ng furfural upang makagawa ng THFDM, ang polarity ng tubig ay maaaring tumaas ang rate ng carbonyl at olefin hydrogenation reactions. Lalo na sa pamamagitan ng bifunctional catalysts, ang pagkakaroon ng tubig ay nakakatulong upang mapahusay ang supply ng mga proton, at sa gayon ay itinataguyod ang proseso ng pagbabawas at pagtaas ng kahusayan ng pagbuo ng singsing ng THF.
Ang mataas na polarity at hydrogen bonding ng tubig ay maaari ding makaapekto sa aktibong sentro ng catalyst at mapataas ang kapasidad ng adsorption ng substrate sa ibabaw ng catalyst. Halimbawa, sa pagkakaroon ng nickel o copper-based catalysts, ang tubig ay makakatulong sa pag-activate ng substrate molecules, na ginagawang mas madali para sa biomass-based na hilaw na materyales tulad ng furfural o furfuryl alcohol na makipag-ugnayan sa catalyst, at sa gayon ay tumataas ang selectivity ng reaksyon. Ang aqueous phase catalysis kung minsan ay maaaring makabuluhang bawasan ang paglitaw ng mga side reaction, tulad ng labis na pagbawas o hindi kinakailangang mga reaksyon ng decomposition, at sa gayon ay tumataas ang ani ng target na produkto na THFDM.
Bawasan ang pagkonsumo ng enerhiya
Ang mataas na tiyak na kapasidad ng init at thermal conductivity ng tubig ay ginagawa itong isang mahusay na medium ng reaksyon, na may kakayahang magbigay ng sapat na enerhiya upang mapanatili ang mga reaksyon sa mababang temperatura. Kung ikukumpara sa maraming tradisyonal na organic solvent system na nangangailangan ng mataas na temperatura at pressure, ang mga aqueous-phase na reaksyon ay kadalasang ginagawa sa mas banayad na mga kondisyon, na binabawasan ang pag-asa sa mga panlabas na pinagmumulan ng enerhiya at sa gayon ay binabawasan ang pagkonsumo ng enerhiya. Ang tampok na ito ng pagbabawas ng pangangailangan sa enerhiya ay hindi lamang sumusunod sa mga prinsipyo ng berdeng kimika, ngunit binabawasan din ang mga gastos sa reaksyon, na maaaring lubos na mapabuti ang mga benepisyo sa ekonomiya, lalo na sa malakihang industriyal na synthesis.