Vantagens da reação catalítica aquosa na síntese de THFDM

A água é um solvente comum na terra e não é tóxica nem poluente. É melhor do que os solventes orgânicos tradicionais em termos de respeito ao meio ambiente. No THFDM processo de síntese, os solventes orgânicos tradicionais não são apenas voláteis e altamente tóxicos, mas também prejudiciais ao meio ambiente e aos operadores. A água como solvente não causa esses problemas. A utilização de sistemas catalíticos aquosos pode reduzir significativamente a emissão de solventes nocivos e reduzir o risco de poluição do ar e da água.
Melhore a taxa de reação e a seletividade
O efeito de solvatação em sistemas catalíticos aquosos ajuda a aumentar a taxa de reação. Devido à sua polaridade e fortes ligações de hidrogênio, a água pode estabilizar intermediários ou estados de transição, promovendo assim a reação. Por exemplo, durante a hidrogenação do furfural para produzir THFDM, a polaridade da água pode aumentar a taxa de reações de hidrogenação de carbonila e olefina. Principalmente por meio de catalisadores bifuncionais, a presença de água ajuda a aumentar o fornecimento de prótons, promovendo assim o processo de redução e aumentando a eficiência da formação do anel de THF.
A alta polaridade e a ligação de hidrogênio da água também podem afetar o centro ativo do catalisador e aumentar a capacidade de adsorção do substrato na superfície do catalisador. Por exemplo, na presença de catalisadores à base de níquel ou cobre, a água pode ajudar a ativar moléculas de substrato, facilitando a interação de matérias-primas à base de biomassa, como furfural ou álcool furfurílico, aumentando assim a seletividade da reação. A catálise em fase aquosa pode, por vezes, reduzir significativamente a ocorrência de reações secundárias, tais como redução excessiva ou reações de decomposição desnecessárias, aumentando assim o rendimento do produto alvo THFDM.
Reduza o consumo de energia
A alta capacidade de calor específico e a condutividade térmica da água fazem dela um bom meio reacional, capaz de fornecer energia suficiente para sustentar reações em baixas temperaturas. Em comparação com muitos sistemas tradicionais de solventes orgânicos que requerem altas temperaturas e pressões, as reações em fase aquosa são frequentemente realizadas sob condições mais amenas, reduzindo a dependência de fontes externas de energia e, assim, reduzindo o consumo de energia. Esta característica de redução da procura de energia não só cumpre os princípios da química verde, mas também reduz os custos de reacção, o que pode melhorar significativamente os benefícios económicos, especialmente na síntese industrial em larga escala.