科學家們發現了一條新的生物燃料合成路線。研究人員將生物質產生的5-羥甲基糠醛(HMF)轉化為2,5-二甲基呋喃(DMF),該化合物有可能用作生物燃料。反應條件比以往的方法更溫和,且產率和選擇性更高。德國波鴻魯爾大學(RUB)研究團隊與中國常州的研發人員共同在發表于《Angewandte Chemie》雜志(2021年1月22日)的論文中描述了該方法。
與乙醇相比,DMF的辛烷值更高,能量密度更高,沸點為92~94 ℃,完全可以用作生物燃料。然而,對于從HMF轉化為DMF的反應,盡管已經進行了深入的研究,但仍存在一些難點。例如,DMF的制備需要相對苛刻的反應條件(例如高的氫氣壓力),并且通常只會產生少量的目標產物,同時還會產生副產物。因此,研究人員正在尋找能夠在溫和條件下有效促進該反應的新方法。這一點已在該團隊的工作中實現了。
該團隊使用鈀納米顆粒作為催化劑,在甲酸和氫氣的存在下進行反應,反應速率比以往的方法高5倍。研究人員發現,甲酸的加入在創造有利的反應條件方面發揮了至關重要的作用。
他們利用各種添加劑進行了反應,比較了產率和選擇性,發現在甲酸存在下產率和選擇性最高。甲酸不僅可以促進反應,而且還可以防止發生不需要的副反應。