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El nombre químico de2-furoato de metiloes ácido metil 2-furánico, también conocido como pirofosfato de metilo. Aparece como un líquido transparente de color amarillo claro a naranja, que contiene aromas afrutados y de hongos. La fórmula molecular es C6H6O3 y CAS 611-13-2. Su estructura molecular contiene un anillo furano y un grupo éster, y es un compuesto orgánico. Soluble en éter y etanol, insoluble en agua. Es uno de los derivados importantes de los compuestos de anillos de furano, con un centro activo a base de carbono. Los grupos carbonilo tienen alta reactividad y polaridad y, debido a la presencia de anillos de furano y grupos aldehído en la molécula, son propensos a sufrir reacciones como hidrogenación, oxidación, aminación reductora y descarbonización del furfural. Suele ser uno de los productos químicos finos importantes derivados de la conversión de biomasa, que ha atraído una amplia atención en el campo de la conversión de biomasa. Es un nuevo tipo extremadamente importante de esencia sintética, que se usa ampliamente en esencias alimentarias, esencias de tabaco, esencias cosméticas y otras industrias. Al mismo tiempo, también es una materia prima química importante y un intermediario, que puede usarse como agente antidetonante para la gasolina, mejorar la calidad de la gasolina y tener actividad antitumoral.
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Fórmula química |
C6H6O3 |
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Masa exacta |
126 |
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Peso molecular |
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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Análisis elemental |
C, 57.14; H, 4.80; O, 38.06 |
2-furoato de metiloes un compuesto orgánico que contiene un anillo de furano, con un aroma frutal único y un amplio valor de aplicación industrial.
Industria de las especias: potenciadores del sabor natural para alimentos y cosméticos
Esencia alimentaria:
Es una especia importante de calidad alimentaria que se utiliza ampliamente para mezclar el aroma del chocolate, el café, las nueces (como las avellanas y los cacahuetes tostados), las frutas (como los arándanos, la guayaba y las pasas) y los productos horneados. La cantidad que se añade suele ser de 0,1 a 10 ppm, lo que puede mejorar significativamente la jerarquía de sabores del producto. Por ejemplo, la dosis es de 0,06 a 1,3 mg/kg en bebidas frías, de 0,66 mg/kg en dulces y de 1,0 a 1,3 mg/kg en productos horneados.
Esencia de tabaco:
Como aditivo del tabaco, puede simular el aroma natural de las hojas de tabaco, mejorar el sabor de fumar y reducir la irritación.
Esencia cosmética:
Se utiliza para mezclar el aroma de perfumes, productos para el cuidado de la piel y champús. Su aroma afrutado y a hongo se combinan para darle al producto una experiencia olfativa fresca y natural.
Campo farmacéutico: posibles intermediarios para fármacos antitumorales-
Desarrollo de fármacos:
Su estructura de anillo de furano tiene actividad biológica y puede usarse como intermediario para la síntesis de fármacos antitumorales. Las investigaciones han demostrado que sus derivados pueden ejercer efectos anticancerígenos-al inhibir la proliferación de células tumorales o inducir la apoptosis, y actualmente se encuentran en la etapa de investigación de laboratorio.
Intermedios farmacéuticos:
Como intermediario de compuestos heterocíclicos, participa en la síntesis de antibióticos, fármacos antivirales y fármacos neurológicos. Por ejemplo, los precursores de fármacos heterocíclicos que contienen nitrógeno- se pueden preparar mediante reacciones de aminación reductora.
Sector de los combustibles: 'alternativas verdes' a la energía de biomasa
Combustible de biomasa:
2-furoato de metiloPuede producirse mediante conversión de biomasa (como la oxidación catalítica del furfural) y pertenece a la segunda generación de biocombustibles. Su rendimiento de combustión es similar al del diésel, lo que puede reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y cumplir con los requisitos de la política ambiental.
Aplicaciones de motores de combustión interna:
Utilizado directamente como aditivo de combustible o combustible alternativo, apto para motores diésel, especialmente para escenarios con estrictos requisitos de emisiones (como autobuses urbanos y vehículos logísticos).
Otros campos: 'asistentes invisibles' intersectoriales
Química analítica:
Se utiliza como reactivo de derivatización para cromatografía líquida y espectrometría de masas para mejorar la sensibilidad de detección de los compuestos objetivo.
Agricultura:
Como intermediario de los reguladores del crecimiento de las plantas, participa en la síntesis de sustancias hormonales para promover el crecimiento de los cultivos.
Ciencias de los materiales:
Se utiliza para preparar materiales poliméricos de éster de polifurano para mejorar su resistencia al calor y su resistencia mecánica.
Materias primas químicas: disolventes y aditivos multifuncionales.
Disolventes sintéticos orgánicos:
Puede disolver varios compuestos orgánicos, incluidos cloroformo, metanol y algunos éteres, y se usa comúnmente como solvente para esterificación, oxidación y otras reacciones. Su ligera solubilidad en agua le otorga una ventaja en reacciones de dos-fases.
Agente antidetonante de gasolina:
Como aditivo para combustible de biomasa a base de furano, puede mejorar el octanaje de la gasolina y reducir la detonación del motor. Sus propiedades físicas y químicas son similares a las de la gasolina y pueden aplicarse directamente a motores de combustión interna.
Sustancia estándar para cromatografía de gases:
El 2-furanato de metilo con una pureza superior o igual al 99,0% se utiliza como reactivo de calibración en química analítica para garantizar la precisión de los resultados de detección.
Método específico:
El furfural, como importante producto químico de base biológica, tiene importantes implicaciones para promover el desarrollo sostenible a través de su conversión y utilización.2-furoato de metilo, como importante derivado del furfural, tiene amplias perspectivas de aplicación en los campos de la medicina, las fragancias, la síntesis orgánica, etc. Los métodos de preparación tradicionales a menudo implican condiciones de alta temperatura y alta presión o el uso de catalizadores tóxicos y nocivos, lo que no solo aumenta los costos de producción sino que también perjudica el medio ambiente. Por lo tanto, es particularmente importante desarrollar un método suave, eficiente y respetuoso con el medio ambiente para preparar MF.
diseño experimental
1.1 Selección y proporciones de reactivos
Este experimento seleccionó furfural como material de partida, metanol como uno de los disolventes y reactivos, N-hidroxiftalimida (NHPI) como precursor del catalizador de oxidación verde y una solución de peróxido de hidrógeno al 30 % como oxidante. Esta combinación no solo evita el uso de catalizadores de metales pesados tóxicos, sino que también reduce la generación de subproductos-, en línea con los principios de la química verde.
(1) Furfural:
Como sustrato de partida para la reacción, su pureza afecta directamente la calidad y el rendimiento del producto final. La pureza del furfural utilizado en este experimento debe alcanzar más del 98% para garantizar la precisión y confiabilidad del experimento.
(2) Metanol:
Como disolvente, no solo disuelve furfural y catalizador, sino que también participa en la reacción de oxidación para generar el producto objetivo 2-furanato de metilo. El uso excesivo de metanol puede mejorar la solubilidad y la eficiencia de la reacción del furfural, pero el exceso de metanol también puede aumentar la dificultad de la separación y purificación posteriores. Por lo tanto, en este experimento se eligió la relación molar de metanol a furfural como 210:1 para lograr el mejor efecto de reacción.
(3) N-Hidroxiftalimida (NHPI):
Como precursor eficaz de los catalizadores de radicales libres, el NHPI puede generar radicales de oxígeno altamente activos en presencia de peróxido de hidrógeno, iniciando así la reacción de oxidación del furfural. Su dosis debe controlarse con precisión para evitar desperdicios y subproductos-innecesarios. En este experimento, la dosis de NHPI fue de 0,059 mmol, con una relación molar de aproximadamente 1:17 a furfural.
(4) Solución acuosa de peróxido de hidrógeno al 30%:
Como oxidante, el peróxido de hidrógeno puede oxidar suavemente el furfural bajo la catálisis de NHPI, generando 2-furanato de metilo. La concentración y la dosis tienen un impacto significativo en la velocidad de reacción y el rendimiento del producto. En este experimento, se utilizaron 4 ml de solución acuosa de peróxido de hidrógeno al 30 % para asegurar una participación suficiente del oxidante en el sistema de reacción.
1.2 Aparatos experimentales y pasos.
(1) Configuración experimental:
Se utiliza un matraz de fondo redondo de 50 ml como recipiente de reacción, equipado con un agitador magnético para asegurar una mezcla completa de los reactivos. Mientras tanto, utilice un dispositivo de reflujo condensador para evitar la evaporación del disolvente durante el proceso de reacción.
(2) Pasos experimentales:
En primer lugar, se añaden secuencialmente furfural, metanol y NHPI pesados con precisión a un matraz de fondo redondo y se instala un tubo condensador. Luego, a temperatura y presión ambiente, encienda el agitador magnético para mezclar bien los reactivos.
A continuación, se añade lentamente una solución acuosa de peróxido de hidrógeno al 30 % gota a gota al sistema de reacción y se continúa agitando la reacción durante 18 horas.
Una vez completada la reacción, deje de agitar y apague el dispositivo de calentamiento, permitiendo que la solución de reacción se enfríe naturalmente a temperatura ambiente.
Separación y purificación de productos.
2.1 Separación de líquido líquido
Debido a la presencia de diversas sustancias en el sistema de reacción, incluidas materias primas sin reaccionar, disolventes, catalizadores y sus productos de descomposición, productos objetivo, etc., es necesario separar el producto de fase líquida-que contiene 2-furanato de metilo de otras impurezas mediante separación líquido-líquido. Los métodos de separación comunes incluyen extracción, destilación, etc. En este experimento, considerando la volatilidad del metanol y la solubilidad del producto objetivo en solventes orgánicos, se pueden seleccionar solventes orgánicos adecuados (como diclorometano, acetato de etilo, etc.) para extraer la solución de reacción. Después de la extracción, las fases orgánicas se combinan, se secan (usando desecantes como sulfato de sodio anhidro o carbonato de potasio) y se filtran para eliminar los disolventes residuales y la humedad.
Optimización de procesos y discusión.
2.1 Selección del portador de catalizador
Las propiedades del portador tienen un impacto significativo en la dispersabilidad, estabilidad y actividad catalítica del nanooro. SiO ₂ se ha convertido en uno de los vehículos comúnmente utilizados debido a su excelente estabilidad química y térmica, pero Al ₂ O3 y TiO ₂ también pueden exhibir una mayor eficiencia catalítica para reacciones específicas debido a su acidez y alcalinidad superficial únicas. A través de experimentos comparativos, se encontró que el catalizador de nanooro cargado con TiO ₂ - exhibió el mejor efecto catalítico para la oxidación de furfural para preparar 2-furanato de metilo, lo que puede estar relacionado con las abundantes vacantes de oxígeno en la superficie de TiO ₂ y la acidez o alcalinidad apropiada.
2.2 Optimización de las condiciones de preparación del catalizador.
Tamaño de partícula de nanooro:
Reducir el tamaño de las partículas de nanooro puede aumentar su superficie específica, aumentar el número de sitios activos y, por tanto, mejorar la actividad catalítica. Sin embargo, un tamaño de partícula excesivamente pequeño puede provocar aglomeración, lo que a su vez reduce la eficiencia catalítica. Ajustando el tipo y la dosis de agentes reductores, se pueden preparar nanopartículas de oro distribuidas uniformemente.
Capacidad de carga:
Una capacidad de carga adecuada puede equilibrar la actividad y la estabilidad del catalizador. Una carga excesiva puede provocar una concentración excesiva de nanopartículas de oro, lo que reduce la eficiencia de difusión de las moléculas reactivas; Sin embargo, una carga baja puede no ser suficiente para proporcionar suficientes sitios activos.
2.3 Optimización de las condiciones de reacción.
Temperatura:
El aumento de la temperatura normalmente puede acelerar la velocidad de reacción, pero temperaturas excesivamente altas pueden provocar un aumento de las reacciones secundarias y una disminución de la selectividad del producto objetivo. A 140 grados, la tasa de conversión de furfural y la selectividad del 2-furanato de metilo alcanzaron un nivel alto, lo que indica la temperatura de reacción óptima.
Presión:
La presión de oxígeno afecta directamente la velocidad de la reacción de oxidación. Aumentar adecuadamente la presión de oxígeno puede aumentar las oportunidades de contacto entre las moléculas de oxígeno y la superficie del catalizador, promoviendo el progreso de las reacciones de oxidación. Sin embargo, una presión excesiva también puede aumentar los costos del equipo y los riesgos de seguridad.
Velocidad de mezcla:
Una buena mezcla ayuda a garantizar un contacto suficiente entre los reactivos y los catalizadores, mejorando la eficiencia de la reacción. Sin embargo, una velocidad de rotación excesiva puede aumentar el consumo de energía y causar problemas de seguridad.
2.4 Exploración del mecanismo catalítico
El proceso de preparación de 2-furanato de metilo mediante oxidación catalítica de furfural utilizando nanooro soportado implica múltiples pasos, que incluyen la adsorción, oxidación y desorción de furfural en la superficie del catalizador. Como centro activo, la estructura electrónica y la morfología geométrica de la superficie del nanooro son cruciales para su rendimiento catalítico. En una atmósfera de oxígeno, el nanooro puede activar moléculas de oxígeno, formar especies de oxígeno altamente activas y atacar los enlaces insaturados en las moléculas de furfural, desencadenando reacciones de oxidación. Al mismo tiempo, las propiedades ácido-base de la superficie del soporte también participan en la regulación de la vía de reacción, afectando a la selectividad de los productos.
Este artículo utiliza furfural como sustrato y logra una preparación eficiente mediante nanocatalizadores de oro soportados en solvente de metanol y atmósfera de oxígeno. Al optimizar el soporte del catalizador, las condiciones de preparación y las condiciones de reacción, la tasa de conversión de furfural se incrementó con éxito al 92,98 % y la selectividad de MF alcanzó el 98,72 %. Este estudio no solo proporciona un método de preparación ecológico y eficiente para la producción industrial de2-furoato de metilo, pero también proporciona referencias útiles para la aplicación de catalizadores de nanooro soportados en el campo de la síntesis orgánica. El trabajo futuro puede explorar más a fondo el rendimiento cíclico y los métodos de regeneración de los catalizadores para reducir los costos de producción y promover la aplicación práctica de esta tecnología. Al mismo tiempo, llevaremos a cabo-investigaciones en profundidad sobre mecanismos catalíticos y desarrollaremos más catalizadores de alto-rendimiento para satisfacer las necesidades de diferentes sistemas de reacción.
preguntas frecuentes
P: 1. ¿Para qué se utiliza el furoato de metilo 2?
Pureza: Proporciona alta calidad en diversos usos como funciones médicas, personales o industriales. Usos: Es un ingrediente muy-conocido por su uso en la preparación y composición de sabores y fragancias. Aroma: Tiene un aroma dulce afrutado que resulta excelente en perfumes y sabores alimentarios.
P: 2. ¿Cuál es otro nombre para el formiato de metilo?
El formiato de metilo, también llamado metanoato de metilo, es el éster metílico del ácido fórmico. Tiene la fórmula química HCOOCH 3. El ejemplo más simple de éster de carboxilato, es un líquido incoloro con un olor etéreo, alta presión de vapor y baja tensión superficial.
P: 3. ¿Cuál es otro nombre para el 2 octinoato de metilo?
Sinónimos: Éster metílico del ácido 1-heptino-1-carboxílico. 1-heptino-1-carboxilato de metilo.
P: 4. ¿Cuál es el punto de ebullición del 2 furoato de metilo?
pb. 181 grado (lit.)
2-furoato de metilo 98 611-13-2
Etiqueta: 2-furoato de metilo cas 611-13-2, proveedores, fabricantes, fábrica, venta al por mayor, compra, precio, a granel, en venta