Keuntungan reaksi katalitik berair dalam sintesis THFDM

Air adalah pelarut umum di bumi, dan tidak beracun serta tidak menimbulkan polusi. Ini lebih baik daripada pelarut organik tradisional dalam hal keramahan lingkungan. Di THFDM Dalam proses sintesis, pelarut organik tradisional tidak hanya mudah menguap dan sangat beracun, namun juga berbahaya bagi lingkungan dan operator. Air sebagai pelarut tidak menyebabkan masalah tersebut. Penggunaan sistem katalitik berair dapat secara signifikan mengurangi emisi pelarut berbahaya dan mengurangi risiko polusi udara dan air.
Meningkatkan laju reaksi dan selektivitas
Efek solvasi dalam sistem katalitik berair membantu meningkatkan laju reaksi. Karena polaritasnya dan ikatan hidrogen yang kuat, air dapat menstabilkan keadaan peralihan atau transisi, sehingga mendorong reaksi. Misalnya, selama hidrogenasi furfural untuk menghasilkan THFDM, polaritas air dapat meningkatkan laju reaksi hidrogenasi karbonil dan olefin. Terutama melalui katalis bifungsional, keberadaan air membantu meningkatkan pasokan proton, sehingga mendorong proses reduksi dan meningkatkan efisiensi pembentukan cincin THF.
Tingginya polaritas dan ikatan hidrogen pada air juga dapat mempengaruhi pusat aktif katalis dan meningkatkan kapasitas adsorpsi substrat pada permukaan katalis. Misalnya, dengan adanya katalis berbahan dasar nikel atau tembaga, air dapat membantu mengaktifkan molekul substrat, sehingga memudahkan bahan baku berbasis biomassa seperti furfural atau furfuryl alkohol berinteraksi dengan katalis, sehingga meningkatkan selektivitas reaksi. Katalisis fase air terkadang dapat secara signifikan mengurangi terjadinya reaksi samping, seperti reaksi reduksi berlebihan atau dekomposisi yang tidak perlu, sehingga meningkatkan hasil produk target THFDM.
Mengurangi konsumsi energi
Kapasitas panas spesifik yang tinggi dan konduktivitas termal air menjadikannya media reaksi yang baik, mampu menyediakan energi yang cukup untuk mempertahankan reaksi pada suhu rendah. Dibandingkan dengan banyak sistem pelarut organik tradisional yang memerlukan suhu dan tekanan tinggi, reaksi fase air sering kali dilakukan dalam kondisi yang lebih ringan, sehingga mengurangi ketergantungan pada sumber energi eksternal dan dengan demikian mengurangi konsumsi energi. Fitur pengurangan permintaan energi ini tidak hanya sesuai dengan prinsip kimia ramah lingkungan, namun juga mengurangi biaya reaksi, yang dapat sangat meningkatkan manfaat ekonomi, terutama dalam sintesis industri skala besar.