ข้อดีของปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยาในน้ำในการสังเคราะห์ THFDM

น้ำเป็นตัวทำละลายทั่วไปบนโลก และไม่เป็นพิษและไม่ก่อมลพิษ ดีกว่าตัวทำละลายอินทรีย์แบบดั้งเดิมในแง่ของความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ใน THFDM กระบวนการสังเคราะห์ ตัวทำละลายอินทรีย์แบบดั้งเดิมไม่เพียงแต่มีความผันผวนและเป็นพิษสูงเท่านั้น แต่ยังเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมและผู้ปฏิบัติงานอีกด้วย น้ำที่เป็นตัวทำละลายไม่ได้ทำให้เกิดปัญหาเหล่านี้ การใช้ระบบเร่งปฏิกิริยาที่เป็นน้ำสามารถลดการปล่อยตัวทำละลายที่เป็นอันตรายได้อย่างมาก และลดความเสี่ยงของมลภาวะทางอากาศและทางน้ำ
ปรับปรุงอัตราการเกิดปฏิกิริยาและการเลือกสรร
ผลการละลายในระบบตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นน้ำจะช่วยเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยา เนื่องจากความเป็นขั้วและพันธะไฮโดรเจนที่แข็งแกร่ง น้ำจึงสามารถทำให้ตัวกลางหรือสถานะการเปลี่ยนผ่านมีความเสถียรได้ ดังนั้นจึงส่งเสริมปฏิกิริยา ตัวอย่างเช่น ในระหว่างการเติมไฮโดรเจนของเฟอร์ฟูรัลเพื่อผลิต THFDM ขั้วของน้ำสามารถเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันของคาร์บอนิลและโอเลฟินได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งผ่านตัวเร่งปฏิกิริยาแบบสองฟังก์ชัน การมีอยู่ของน้ำช่วยเพิ่มการจ่ายโปรตอน ดังนั้นจึงส่งเสริมกระบวนการรีดักชันและเพิ่มประสิทธิภาพของการสร้างวงแหวน THF
การมีขั้วสูงและพันธะไฮโดรเจนของน้ำอาจส่งผลต่อศูนย์กลางแอคทีฟของตัวเร่งปฏิกิริยา และเพิ่มความสามารถในการดูดซับของซับสเตรตบนพื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยา ตัวอย่างเช่น เมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีนิกเกิลหรือทองแดง น้ำสามารถช่วยกระตุ้นโมเลกุลของสารตั้งต้นได้ ทำให้วัตถุดิบที่เป็นชีวมวล เช่น เฟอร์ฟูรัลหรือเฟอร์ฟูริลแอลกอฮอล์ทำปฏิกิริยากับตัวเร่งปฏิกิริยาได้ง่ายขึ้น ซึ่งจะเป็นการเพิ่มความสามารถในการเลือกสรรของปฏิกิริยา การเร่งปฏิกิริยาด้วยเฟสที่เป็นน้ำบางครั้งสามารถลดการเกิดปฏิกิริยาข้างเคียงได้อย่างมาก เช่น การลดลงมากเกินไปหรือปฏิกิริยาการสลายตัวที่ไม่จำเป็น ซึ่งส่งผลให้ผลผลิตของผลิตภัณฑ์เป้าหมาย THFDM เพิ่มขึ้น
ลดการใช้พลังงาน
ความจุความร้อนจำเพาะสูงและการนำความร้อนของน้ำทำให้น้ำเป็นตัวกลางในการทำปฏิกิริยาที่ดี สามารถให้พลังงานเพียงพอเพื่อรักษาปฏิกิริยาที่อุณหภูมิต่ำ เมื่อเปรียบเทียบกับระบบตัวทำละลายอินทรีย์แบบดั้งเดิมหลายระบบที่ต้องการอุณหภูมิและความดันสูง ปฏิกิริยาเฟสน้ำมักดำเนินการภายใต้สภาวะที่อุ่นกว่า ซึ่งลดการพึ่งพาแหล่งพลังงานภายนอก และส่งผลให้การใช้พลังงานลดลงด้วย คุณลักษณะในการลดความต้องการพลังงานนี้ไม่เพียงแต่สอดคล้องกับหลักการของเคมีสีเขียวเท่านั้น แต่ยังช่วยลดต้นทุนของปฏิกิริยา ซึ่งสามารถปรับปรุงผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจได้อย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการสังเคราะห์ทางอุตสาหกรรมขนาดใหญ่