مزایای واکنش کاتالیزوری آبی در سنتز THFDM

آب یک حلال رایج روی زمین است و غیر سمی و غیر آلاینده است. از نظر سازگاری با محیط زیست بهتر از حلال های آلی سنتی است. در THFDM فرآیند سنتز، حلال های آلی سنتی نه تنها فرار و بسیار سمی هستند، بلکه برای محیط زیست و اپراتورها نیز مضر هستند. آب به عنوان یک حلال این مشکلات را ایجاد نمی کند. استفاده از سیستم های کاتالیزوری آبی می تواند انتشار حلال های مضر را به میزان قابل توجهی کاهش دهد و خطر آلودگی هوا و آب را کاهش دهد.
بهبود سرعت واکنش و گزینش پذیری
اثر حلال‌پذیری در سیستم‌های کاتالیزوری آبی به افزایش سرعت واکنش کمک می‌کند. به دلیل قطبیت و پیوند هیدروژنی قوی، آب می تواند حالت های میانی یا انتقالی را تثبیت کند و در نتیجه واکنش را تقویت کند. به عنوان مثال، در طول هیدروژناسیون فورفورال برای تولید THFDM، قطبیت آب می تواند سرعت واکنش های هیدروژناسیون کربونیل و الفین را افزایش دهد. به خصوص از طریق کاتالیزورهای دو عملکردی، وجود آب به افزایش عرضه پروتون کمک می کند، در نتیجه فرآیند کاهش و افزایش کارایی تشکیل حلقه THF را افزایش می دهد.
قطبیت بالا و پیوند هیدروژنی آب نیز می تواند بر مرکز فعال کاتالیزور تأثیر بگذارد و ظرفیت جذب بستر را در سطح کاتالیست افزایش دهد. به عنوان مثال، در حضور کاتالیزورهای مبتنی بر نیکل یا مس، آب می‌تواند به فعال کردن مولکول‌های بستر کمک کند، و تعامل مواد خام مبتنی بر زیست توده مانند فورفورال یا فورفوریل الکل با کاتالیزور را آسان‌تر می‌کند و در نتیجه گزینش‌پذیری واکنش را افزایش می‌دهد. کاتالیز فاز آبی گاهی اوقات می تواند به طور قابل توجهی وقوع واکنش های جانبی مانند واکنش های کاهش بیش از حد یا تجزیه غیرضروری را کاهش دهد و در نتیجه بازده محصول هدف THFDM را افزایش دهد.
مصرف انرژی را کاهش دهید
ظرفیت گرمایی ویژه بالا و هدایت حرارتی آب، آن را به یک محیط واکنش خوب تبدیل کرده است که قادر به تامین انرژی کافی برای حفظ واکنش ها در دماهای پایین است. در مقایسه با بسیاری از سیستم‌های حلال آلی سنتی که به دما و فشار بالا نیاز دارند، واکنش‌های فاز آبی اغلب در شرایط ملایم‌تر انجام می‌شوند و وابستگی به منابع انرژی خارجی را کاهش می‌دهند و در نتیجه مصرف انرژی را کاهش می‌دهند. این ویژگی کاهش تقاضای انرژی نه تنها با اصول شیمی سبز مطابقت دارد، بلکه هزینه های واکنش را نیز کاهش می دهد، که می تواند مزایای اقتصادی را به ویژه در سنتز صنعتی در مقیاس بزرگ بهبود بخشد.