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Il nome chimico dimetil 2-furoatoè l'acido metil 2-furanico, noto anche come metilpirofosfato. Si presenta come un liquido trasparente dal giallo chiaro all'arancione, contenente aromi fruttati e di funghi. La formula molecolare è C6H6O3 e CAS 611-13-2. La sua struttura molecolare contiene un anello furanico e un gruppo estere ed è un composto organico. Solubile in etere ed etanolo, insolubile in acqua. È uno dei derivati importanti dei composti dell'anello furanico, con un centro attivo a base di carbonio. I gruppi carbonilici hanno elevata reattività e polarità e, a causa della presenza di anelli furanici e gruppi aldeidici nella molecola, sono inclini a subire reazioni come idrogenazione del furfurolo, ossidazione, amminazione riduttiva e decarbonizzazione. Di solito è uno degli importanti prodotti della chimica fine derivati dalla conversione della biomassa, che ha attirato l'attenzione diffusa nel campo della conversione della biomassa. È un nuovo tipo estremamente importante di essenza sintetica, ampiamente utilizzata nell'essenza alimentare, nell'essenza del tabacco, nell'essenza cosmetica e in altri settori. Allo stesso tempo, è anche un'importante materia prima chimica e un intermedio, che può essere utilizzato come agente antidetonante per la benzina, migliora la qualità della benzina e ha attività antitumorale.
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Formula chimica |
C6H6O3 |
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Messa esatta |
126 |
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Peso Molecolare |
126C, 57.14; H, 4.80; O, 38.06 |
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m/z |
126 (100.0%), 127 (6.5%) |
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Analisi elementare |
C, 57.14; H, 4.80; O, 38.06 |
Metile 2-furoatoè un composto organico contenente un anello furanico, con un aroma fruttato unico e un ampio valore di applicazione industriale.
Industria delle spezie: esaltatori di sapidità naturali per alimenti e cosmetici
Essenza alimentare:
È un'importante spezia alimentare ampiamente utilizzata per fondere l'aroma di cioccolato, caffè, frutta secca (come nocciole e arachidi tostate), frutta (come mirtilli rossi, guava, uva passa) e prodotti da forno. La sua quantità aggiunta è solitamente di 0,1-10 ppm, il che può migliorare significativamente la gerarchia degli aromi del prodotto. Ad esempio, il dosaggio è di 0,06-1,3 mg/kg nelle bevande fredde, 0,66 mg/kg nelle caramelle e 1,0-1,3 mg/kg nei prodotti da forno.
Essenza di tabacco:
Come additivo del tabacco, può simulare l'aroma naturale delle foglie di tabacco, migliorare il gusto del fumo e ridurre l'irritazione.
Essenza cosmetica:
Viene utilizzato per mescolare l'aroma di profumo, prodotti per la cura della pelle e shampoo. Il suo aroma fruttato e l'aroma di fungo si uniscono per donare al prodotto un'esperienza olfattiva fresca e naturale.
Settore farmaceutico: potenziali intermedi per farmaci anti-tumorali
Sviluppo di farmaci:
La sua struttura ad anello furanico ha attività biologica e può essere utilizzata come intermedio per la sintesi di farmaci anti-tumorali. La ricerca ha dimostrato che i suoi derivati possono esercitare effetti anti-cancro inibendo la proliferazione delle cellule tumorali o inducendo l'apoptosi e sono attualmente in fase di ricerca di laboratorio.
Intermedi farmaceutici:
Come intermedio dei composti eterociclici, partecipa alla sintesi di antibiotici, farmaci antivirali e farmaci neurologici. Ad esempio, i precursori eterociclici di farmaci contenenti azoto- possono essere preparati attraverso reazioni di amminazione riduttiva.
Settore dei combustibili: “Alternative verdi” all'energia da biomassa
Combustibile da biomassa:
Metile 2-furoatopuò essere prodotto attraverso la conversione della biomassa (come l'ossidazione catalitica del furfurale) e appartiene alla seconda generazione di biocarburanti. Le sue prestazioni di combustione sono simili a quelle del diesel, il che può ridurre le emissioni di gas serra e soddisfare i requisiti della politica ambientale.
Applicazioni del motore a combustione interna:
Utilizzato direttamente come additivo per carburante o carburante alternativo, adatto per motori diesel, in particolare per scenari con severi requisiti di emissione (come autobus urbani e veicoli logistici).
Altri campi: “assistenti invisibili” intersettoriali
Chimica analitica:
Utilizzato come reagente di derivatizzazione per cromatografia liquida e spettrometria di massa per migliorare la sensibilità di rilevamento dei composti target.
Agricoltura:
Come intermedio dei regolatori della crescita delle piante, partecipa alla sintesi di sostanze ormonali per favorire la crescita delle colture.
Scienza dei materiali:
Utilizzato per preparare materiali polimerici estere di polifurano per migliorarne la resistenza al calore e la resistenza meccanica.
Materie prime chimiche: solventi multifunzionali e additivi
Solventi organici sintetici:
Può dissolvere vari composti organici, tra cui cloroformio, metanolo e alcuni eteri, ed è comunemente usato come solvente per l'esterificazione, l'ossidazione e altre reazioni. La sua scarsa solubilità in acqua gli conferisce un vantaggio nelle reazioni a due fasi.
Agente antidetonante benzina:
Come additivo per combustibili da biomassa a base di furano, può migliorare il numero di ottano della benzina e ridurre la detonazione del motore. Le sue proprietà fisiche e chimiche sono simili alla benzina e possono essere applicate direttamente ai motori a combustione interna.
Sostanza standard per gascromatografia:
Il metil 2-furanato con una purezza maggiore o uguale al 99,0% viene utilizzato come reagente di calibrazione in chimica analitica per garantire l'accuratezza dei risultati di rilevamento.
Metodo specifico:
Il furfurale, in quanto importante sostanza chimica a base biologica, ha implicazioni significative per la promozione dello sviluppo sostenibile attraverso la sua conversione e utilizzo.Metile 2-furoato, in quanto importante derivato del furfurale, ha ampie prospettive di applicazione nei campi della medicina, dei profumi, della sintesi organica, ecc. I metodi di preparazione tradizionali spesso comportano condizioni di alta temperatura e alta pressione o l'uso di catalizzatori tossici e nocivi, che non solo aumentano i costi di produzione ma gravano anche sull'ambiente. Pertanto, è particolarmente importante sviluppare un metodo delicato, efficiente ed ecologico per preparare la MF.
disegno sperimentale
1.1 Selezione e proporzioni dei reagenti
Questo esperimento ha selezionato il furfurale come materiale di partenza, il metanolo come uno dei solventi e reagenti, la N-idrossiftalimmide (NHPI) come precursore del catalizzatore di ossidazione verde e una soluzione di perossido di idrogeno al 30% come ossidante. Questa combinazione non solo evita l'uso di catalizzatori di metalli pesanti tossici, ma riduce anche la generazione di sottoprodotti-, in linea con i principi della chimica verde.
(1) Furfurale:
Essendo il substrato di partenza per la reazione, la sua purezza influisce direttamente sulla qualità e sulla resa del prodotto finale. La purezza del furfurale utilizzato in questo esperimento deve raggiungere oltre il 98% per garantire l'accuratezza e l'affidabilità dell'esperimento.
(2) Metanolo:
Come solvente, non solo dissolve il furfurale e il catalizzatore, ma partecipa anche alla reazione di ossidazione per generare il prodotto target metil 2-furanato. Un uso eccessivo di metanolo può migliorare la solubilità e l'efficienza della reazione del furfurale, ma un uso eccessivo di metanolo può anche aumentare la difficoltà della successiva separazione e purificazione. Pertanto, in questo esperimento il rapporto molare tra metanolo e furfurale è stato scelto pari a 210:1 per ottenere il miglior effetto di reazione.
(3) N-Idrossiftalimmide (NHPI):
In quanto efficiente precursore per catalizzatori di radicali liberi, l'NHPI può generare radicali dell'ossigeno altamente attivi in presenza di perossido di idrogeno, avviando così la reazione di ossidazione del furfurale. Il suo dosaggio deve essere controllato con precisione per evitare sprechi e sottoprodotti non necessari. In questo esperimento, il dosaggio di NHPI era di 0,059 mmoli, con un rapporto molare rispetto al furfurale di circa 1:17.
(4) Soluzione acquosa di perossido di idrogeno al 30%:
Come ossidante, il perossido di idrogeno può ossidare delicatamente il furfurale sotto la catalisi dell'NHPI, generando metil 2-furanato. La concentrazione e il dosaggio hanno un impatto significativo sulla velocità di reazione e sulla resa del prodotto. In questo esperimento sono stati utilizzati 4 ml di soluzione acquosa di perossido di idrogeno al 30% per garantire una sufficiente partecipazione dell'ossidante al sistema di reazione.
1.2 Apparati e passaggi sperimentali
(1) Configurazione sperimentale:
Come recipiente di reazione viene utilizzato un pallone a fondo tondo da 50 ml, dotato di un agitatore magnetico per garantire una miscelazione completa dei reagenti. Nel frattempo, utilizzare un dispositivo di riflusso del condensatore per prevenire l'evaporazione del solvente durante il processo di reazione.
(2) Passaggi sperimentali:
In primo luogo, furfurolo, metanolo e NHPI accuratamente pesati vengono aggiunti in sequenza a un pallone a fondo tondo e viene installato un tubo condensatore. Quindi, a temperatura e pressione ambiente, accendere l'agitatore magnetico per mescolare accuratamente i reagenti.
Successivamente, aggiungere lentamente una soluzione acquosa di perossido di idrogeno al 30% goccia a goccia al sistema di reazione e continuare ad agitare la reazione per 18 ore.
Una volta completata la reazione, interrompere l'agitazione e spegnere il dispositivo di riscaldamento, consentendo alla soluzione di reazione di raffreddarsi naturalmente a temperatura ambiente.
Separazione e purificazione del prodotto
2.1 Separazione liquido-liquido
A causa della presenza di varie sostanze nel sistema di reazione, comprese materie prime non reagite, solventi, catalizzatori e relativi prodotti di decomposizione, prodotti target, ecc., è necessario separare il prodotto di fase liquida- contenente metil 2-furanato da altre impurità attraverso la separazione liquido-liquido. I metodi di separazione comuni includono estrazione, distillazione, ecc. In questo esperimento, considerando la volatilità del metanolo e la solubilità del prodotto target in solventi organici, è possibile selezionare solventi organici adatti (come diclorometano, acetato di etile, ecc.) per estrarre la soluzione di reazione. Dopo l'estrazione, le fasi organiche vengono combinate, essiccate (utilizzando essiccanti come solfato di sodio anidro o carbonato di potassio) e filtrate per rimuovere solventi residui e umidità.
Ottimizzazione e discussione dei processi
2.1 Selezione del vettore del catalizzatore
Le proprietà del vettore hanno un impatto significativo sulla disperdibilità, stabilità e attività catalitica del nano oro. SiO₂ è diventato uno dei veicoli comunemente usati grazie alla sua eccellente stabilità chimica e termica, ma Al₂O3 e TiO₂ possono anche mostrare una maggiore efficienza catalitica per reazioni specifiche grazie alla loro acidità superficiale e alcalinità uniche. Attraverso esperimenti comparativi, si è scoperto che il catalizzatore nano-oro caricato con TiO ₂ - mostrava il miglior effetto catalitico per l'ossidazione del furfurale per preparare il 2-furanato di metile, che può essere correlato agli abbondanti posti vacanti di ossigeno sulla superficie del TiO ₂ e all'acidità o alcalinità appropriata.
2.2 Ottimizzazione delle condizioni di preparazione del catalizzatore
Dimensione delle particelle di nano oro:
Ridurre la dimensione delle particelle di nano oro può aumentare la sua area superficiale specifica, aumentare il numero di siti attivi e quindi migliorare l’attività catalitica. Tuttavia, dimensioni delle particelle eccessivamente piccole possono portare all'agglomerazione, che a sua volta riduce l'efficienza catalitica. Regolando il tipo e il dosaggio degli agenti riducenti, è possibile preparare nanoparticelle d'oro distribuite uniformemente.
Capacità di carico:
Una capacità di carico adeguata può bilanciare l'attività e la stabilità del catalizzatore. Un carico eccessivo può portare a una concentrazione eccessiva di nano particelle d'oro, riducendo l'efficienza di diffusione delle molecole dei reagenti; Tuttavia, un carico basso potrebbe non essere sufficiente a fornire un numero sufficiente di siti attivi.
2.3 Ottimizzazione delle condizioni di reazione
Temperatura:
L'aumento della temperatura può solitamente accelerare la velocità di reazione, ma temperature eccessivamente elevate possono portare ad un aumento delle reazioni collaterali e ad una diminuzione della selettività del prodotto target. A 140 gradi, il tasso di conversione del furfurale e la selettività del 2-furanato di metile hanno entrambi raggiunto un livello elevato, indicando la temperatura di reazione ottimale.
Pressione:
La pressione dell'ossigeno influisce direttamente sulla velocità della reazione di ossidazione. Aumentando opportunamente la pressione dell'ossigeno è possibile aumentare le opportunità di contatto tra le molecole di ossigeno e la superficie del catalizzatore, favorendo il progresso delle reazioni di ossidazione. Tuttavia, una pressione eccessiva può anche aumentare i costi delle apparecchiature e i rischi per la sicurezza.
Velocità di miscelazione:
Una buona miscelazione aiuta a garantire un contatto sufficiente tra reagenti e catalizzatori, migliorando l'efficienza della reazione. Tuttavia, una velocità di rotazione eccessiva può aumentare il consumo di energia e causare problemi di sicurezza.
2.4 Esplorazione del meccanismo catalitico
Il processo di preparazione del 2-furanato di metile mediante ossidazione catalitica del furfurale utilizzando nanooro supportato prevede più passaggi, tra cui adsorbimento, ossidazione e desorbimento del furfurale sulla superficie del catalizzatore. In quanto centro attivo, la struttura elettronica e la morfologia geometrica della superficie del nanooro sono cruciali per le sue prestazioni catalitiche. In un’atmosfera di ossigeno, il nanooro può attivare le molecole di ossigeno, formare specie di ossigeno altamente attive e attaccare i legami insaturi nelle molecole di furfurolo, innescando reazioni di ossidazione. Allo stesso tempo, anche le proprietà acido-base della superficie del supporto partecipano alla regolazione del percorso della reazione, influenzando la selettività dei prodotti.
Questo articolo utilizza il furfurale come substrato e ottiene una preparazione efficiente attraverso catalizzatori nano-oro supportati in solvente di metanolo e atmosfera di ossigeno. Ottimizzando il supporto catalitico, le condizioni di preparazione e le condizioni di reazione, il tasso di conversione del furfurale è stato aumentato con successo al 92,98% e la selettività del MF ha raggiunto il 98,72%. Questo studio non solo fornisce un metodo di preparazione ecologico ed efficiente per la produzione industriale diMetile 2-furoato, ma fornisce anche riferimenti utili per l'applicazione di catalizzatori nano-oro supportati nel campo della sintesi organica. Il lavoro futuro potrà esplorare ulteriormente le prestazioni cicliche e i metodi di rigenerazione dei catalizzatori per ridurre i costi di produzione e promuovere l'applicazione pratica di questa tecnologia. Allo stesso tempo, condurremo una ricerca approfondita-sui meccanismi catalitici e svilupperemo catalizzatori più-a prestazioni elevate per soddisfare le esigenze dei diversi sistemi di reazione.
domande frequenti
D:1.A cosa serve il metil 2 furoato?
Purezza: fornisce alta qualità in diversi usi come funzioni mediche, personali o industriali. Usi: è un ingrediente ben-noto per il suo utilizzo nella preparazione e nella composizione di aromi e fragranze. Aroma: Ha un aroma dolce e fruttato che è ottimo nei profumi e nei sapori alimentari.
D:2.Qual è un altro nome per il formiato di metile?
Il formiato di metile, chiamato anche metilmetanoato, è l'estere metilico dell'acido formico. Ha la formula chimica HCOOCH 3. L'esempio più semplice di estere carbossilato, è un liquido incolore con un odore etereo, elevata pressione di vapore e bassa tensione superficiale.
D:3.Qual è un altro nome per il metil 2 ottinoato?
Sinonimi: estere metilico dell'acido 1-eptyne-1-carbossilico. Metil 1-eptyne-1-carbossilato.
D:4.Qual è il punto di ebollizione del metil 2 furoato?
bp. 181 grado (lett.)
Metile 2-furoato 98 611-13-2
Etichetta sexy: metil 2-furoato cas 611-13-2, fornitori, produttori, fabbrica, commercio all'ingrosso, acquisto, prezzo, sfuso, in vendita