Što je transfer hidrogenacija?

Transferna hidrogenacija odnosi se na obradu elementa ili spoja vodikom iz izvora koji nije plinoviti vodik. Kemijska reakcija se događa između tvari koju treba modificirati i molekularnog vodika u prisutnosti katalizatora, koji olakšavaju reakciju. Ovaj proces se često koristi u industrijskoj obradi organskih spojeva na bazi ugljika. Na primjer, ukapljivanje ugljena uključuje široku upotrebu prijenosne hidrogenacije za proizvodnju sintetičkih goriva iz ugljena.

Kemijska reakcija u biti uključuje dodavanje parova atoma vodika u materijal koji se obrađuje. U transfer hidrogenaciji, to se postiže korištenjem otapala donora kao izvora vodika. Uobičajena donorska otapala uključuju mravlju kiselinu i izopropil alkohol, iako su neka sintetizirana za upotrebu u određenom procesu prijenosa. Reakcija se obično događa u prisutnosti metalnog katalizatora, koji smanjuje minimalnu energiju potrebnu za početak reakcije.

Transfer hidrogenacija je osobito korisna u organskoj sintezi, proizvodnji spojeva na bazi ugljika putem organskih reakcija. Za korištenje u ovom procesu razvijeni su organometalni katalizatori na bazi platinske skupine metala. Izopropil alkohol je često otapalo donatora i postaje aceton nakon što unese svoj vodik. Sami katalizatori su nepromijenjeni reakcijom.

Organokatalitička transferna hidrogenacija koristi nemetalne katalizatore. Oni se formiraju od elemenata zajedničkih organskim spojevima, kao što su ugljik, sumpor i vodik. Razvoj ovih katalizatora omogućuje primjenu procesa prijenosa na širi raspon kemikalija. Najčešće korišteni metalni katalizatori su neučinkoviti za hidrogenaciju organskih skupina kao što je serija benzena. Ova kemijska klasa igra važnu ulogu u proizvodnji farmaceutskih proizvoda, plastike i bojila.

Hidrogenacija korištenjem neplinovitih donora dugo je bila standardni laboratorijski postupak. Istraživanje samog procesa transfernog hidrogeniranja motivirano je njegovim značajem za farmaceutsku i petrokemijsku industriju. Područje interesa je razvoj donora i katalizatora vodika za upotrebu sa tvarima koje nisu prikladne za tradicionalnu obradu prijenosa. Istraživanje katalizatora na bazi uobičajenih metala, kao što je nikal, umjesto platine i drugih rijetkih metala nastoji učiniti industrijski proces isplativijim.

Korištenje neplinovitog donora vodika ima nekoliko prednosti kada se provodi u velikim razmjerima. Obično se u procesu prijenosa može koristiti standardna industrijska oprema, umjesto opreme pod tlakom koja je potrebna za korištenje plina. Plin vodik je također izuzetno zapaljiv i zahtijeva veliku pažnju pri skladištenju i rukovanju. Ova razmatranja čine korištenje vodika u obliku plina mnogo skupljim pothvatom od korištenja neplinovitih donora vodika.