Электрокаталитическое гидрирование 5-гидроксиметилфурфурола в кислой среде

Электрокаталитическое гидрирование 5-гидроксиметилфурфурола (HMF) изучено на твёрдых металлических электродах в кислой среде (0,5 M H2SO4) посредством сопоставления вольтамперометрии с онлайн-анализом продуктов методом ВЭЖХ. Выделены три растворимых продукта гидрирования HMF: 2,5-дигидроксиметилфуран (DHMF), 2,5-дигидроксиметилтетрагидрофуран (DHMTHF) и 2,5-диметил-2,3-дигидрофуран (DMDHF). На основании преобладающих продуктов реакции металлические катализаторы разделены на три группы: (1) металлы, преимущественно образующие DHMF (Fe, Ni, Cu и Pb); (2) металлы, образующие DHMF и DMDHF в зависимости от приложенных потенциалов (Co, Ag, Au, Cd, Sb и Bi); и (3) металлы, преимущественно образующие DMDHF (Pd, Pt, Al, Zn, In и Sb). Никель и сурьма являются наиболее активными катализаторами образования соответственно DHMF (0,95 мМ см−2 при приблизительно −0,35 ВRHE и −20 мА см−2) и DMDHF (0,7 мМ см−2 при −0,6 ВRHE и −5 мА см−2). pH раствора играет важную роль в гидрировании HMF: кислая среда снижает энергию активации гидрирования HMF и способствует дальнейшему гидрированию фуранового кольца до тетрагидрофурана.