Co je přenosová hydrogenace?
Transferová hydrogenace se týká zpracování prvku nebo sloučeniny vodíkem z jiného zdroje, než je plynný vodík. K chemické reakci dochází mezi látkou, která má být modifikována, a molekulárním vodíkem v přítomnosti katalyzátorů, což usnadňuje reakci. Tento proces se často používá při průmyslovém zpracování organických sloučenin na bázi uhlíku. Například zkapalňování uhlí zahrnuje rozsáhlé použití přenosové hydrogenace k výrobě syntetických paliv z uhlí.
Chemická reakce v podstatě zahrnuje přidání párů atomů vodíku k ošetřovanému materiálu. V transferové hydrogenaci je toho dosaženo použitím donorových rozpouštědel jako zdroje vodíku. Mezi běžná donorová rozpouštědla patří kyselina mravenčí a isopropylalkohol, i když některá jsou syntetizována pro použití v konkrétním procesu přenosu. Reakce obvykle probíhá v přítomnosti kovového katalyzátoru, který snižuje minimální energii potřebnou pro zahájení reakce.
Transferová hydrogenace je zvláště užitečná v organické syntéze, při výrobě sloučenin na bázi uhlíku pomocí organických reakcí. Organokovové katalyzátory, založené na platinové skupině kovů, byly vyvinuty pro použití v tomto procesu. Isopropylalkohol je často donorovým rozpouštědlem a po přidání vodíku se stává acetonem. Samotné katalyzátory se reakcí nezmění.
Organokatalytická přenosová hydrogenace využívá nekovové katalyzátory. Jsou tvořeny z prvků společných organickým sloučeninám, jako je uhlík, síra a vodík. Vývoj těchto katalyzátorů umožňuje, aby byl proces přenosu aplikován na širší škálu chemikálií. Nejběžněji používané kovové katalyzátory jsou neúčinné pro hydrogenaci organických skupin, jako je benzenová řada. Tato chemická třída hraje důležitou roli při výrobě léčiv, plastů a barviv.
Hydrogenace pomocí neplynových dárců je dlouhodobým standardním laboratorním postupem. Výzkum samotného procesu přenosu hydrogenací byl motivován svým významem pro farmaceutický a petrochemický průmysl. Vývoj donorů vodíku a katalyzátorů pro použití s látkami, které nejsou vhodné pro tradiční zpracování přenosu, je předmětem zájmu. Výzkum katalyzátorů založených na běžných kovech, jako je nikl, namísto platiny a jiných vzácných kovů, usiluje o zvýšení rentability průmyslového procesu.
Použití neplynového donoru vodíku má několik výhod, pokud je implementováno ve velkém měřítku. Typicky lze v procesu převodu použít standardní průmyslové vybavení, než tlaková zařízení nezbytná při použití plynu. Plynný vodík je také extrémně hořlavý a vyžaduje velkou péči při skladování a manipulaci. Tyto úvahy dělají použití vodíku v plynové formě mnohem dražší úsilí než použití neplynových dárců vodíku.