A vizes katalitikus reakció előnyei a THFDM szintézisben

A víz gyakori oldószer a Földön, nem mérgező és nem szennyező. Környezetbarátság szempontjából jobb, mint a hagyományos szerves oldószerek. A THFDM A szintézis folyamata során a hagyományos szerves oldószerek nemcsak illékonyak és erősen mérgezőek, hanem károsak a környezetre és a kezelőkre is. A víz mint oldószer nem okoz ilyen problémákat. A vizes katalitikus rendszerek használatával jelentősen csökkenthető a káros oldószerek kibocsátása, valamint a levegő- és vízszennyezés kockázata.
A reakciósebesség és a szelektivitás javítása
A szolvatációs hatás vizes katalitikus rendszerekben elősegíti a reakciósebesség növelését. Polaritása és erős hidrogénkötése miatt a víz stabilizálni tudja a közbenső vagy átmeneti állapotokat, elősegítve ezzel a reakciót. Például a furfurol hidrogénezése során THFDM előállítására a víz polaritása növelheti a karbonil- és olefin-hidrogénezési reakciók sebességét. A víz jelenléte különösen a bifunkciós katalizátorokon keresztül segíti a protonellátás fokozását, ezáltal elősegíti a redukciós folyamatot és növeli a THF gyűrűképzés hatékonyságát.
A víz nagy polaritása és hidrogénkötése szintén befolyásolhatja a katalizátor aktív centrumát, és növelheti a szubsztrát adszorpciós kapacitását a katalizátor felületén. Például nikkel- vagy rézalapú katalizátorok jelenlétében a víz segíthet a szubsztrátummolekulák aktiválásában, megkönnyítve a biomassza alapú nyersanyagok, például a furfurol vagy a furfuril-alkohol kölcsönhatását a katalizátorral, ezáltal növelve a reakció szelektivitását. A vizes fázisú katalízis néha jelentősen csökkentheti a mellékreakciók előfordulását, például a túlzott redukciót vagy a szükségtelen bomlási reakciókat, ezáltal növelve a céltermék THFDM hozamát.
Csökkentse az energiafogyasztást
A víz nagy fajlagos hőkapacitása és hővezető képessége jó reakcióközeggé teszi, amely elegendő energiát képes biztosítani a reakciók alacsony hőmérsékleten történő fenntartásához. Sok hagyományos szerves oldószerrendszerhez képest, amelyek magas hőmérsékletet és nyomást igényelnek, a vizes fázisú reakciókat gyakran enyhébb körülmények között hajtják végre, csökkentve a külső energiaforrásoktól való függést, és ezáltal csökkentve az energiafogyasztást. Az energiaigény csökkentésének ez a tulajdonsága nemcsak a zöld kémia alapelveinek felel meg, hanem csökkenti a reakcióköltségeket is, ami nagymértékben javíthatja a gazdasági előnyöket, különösen a nagyipari szintéziseknél.