Hvad er overførselshydrogenering?
Overførselshydrogenering refererer til behandlingen af et element eller en forbindelse med brint fra en anden kilde end gasformigt brint. En kemisk reaktion finder sted mellem stoffet, der skal modificeres, og molekylært brint i nærværelse af katalysatorer, hvilket letter reaktionen. Denne proces anvendes ofte til industriel behandling af organiske, carbonbaserede forbindelser. F.eks. Involverer kulkondision i stor skala anvendelse af transferhydrogenering til at producere syntetiske brændstoffer fra kul.
Den kemiske reaktion involverer i det væsentlige tilsætning af par hydrogenatomer til det materiale, der behandles. Ved overførselshydrogenering opnås dette under anvendelse af donoropløsningsmidler som brintkilde. Almindelige donoropløsningsmidler inkluderer myresyre og isopropylalkohol, skønt nogle er syntetiseret til anvendelse i en bestemt overførselsproces. Reaktionen forekommer normalt i nærvær af en metallisk katalysator, hvilket reducerer den minimale energi, der er nødvendig for at starte reaktionen.
Transferhydrogenering er især nyttig i organisk syntese, produktion af carbonbaserede forbindelser ved hjælp af organiske reaktioner. Organometalliske katalysatorer, der er baseret på platinagruppen af metaller, er blevet udviklet til anvendelse i denne proces. Isopropylalkohol er ofte donoropløsningsmidlet og bliver acetone efter at have bidraget med dets brint. Katalysatorerne i sig selv er uændrede ved reaktionen.
Organokatalytisk overførselshydrogenering bruger ikke-metalkatalysatorer. Disse er dannet af elementer, der er fælles for organiske forbindelser, såsom kulstof, svovl og brint. Udviklingen af disse katalysatorer gør det muligt at anvende overførselsprocessen til et bredere spektrum af kemikalier. De mest almindeligt anvendte metalliske katalysatorer er ineffektive til hydrogenering af organiske grupper, såsom benzen-serien. Denne kemiske klasse spiller en vigtig rolle i produktionen af farmaceutiske stoffer, plastmaterialer og farvestoffer.
Hydrogenering ved hjælp af ikke-gasformige donorer har længe været en standard laboratorieprocedure. Forskning i selve overførselshydrogeneringsprocessen er motiveret af dens betydning for den farmaceutiske og petrokemiske industri. Udvikling af brintdonorer og katalysatorer til brug med stoffer, der ikke er egnede til traditionel overførselsbehandling, er et område af interesse. Forskning i katalysatorer baseret på almindelige metaller såsom nikkel i stedet for platin og andre sjældne metaller søger at gøre den industrielle proces mere omkostningseffektiv.
Anvendelsen af en ikke-gasformig brintdonor har flere fordele, når den implementeres i stor skala. Normalt kan industrielt udstyr bruges i overførselsprocessen snarere end det trykbærende udstyr, der er nødvendigt, når man bruger en gas. Brintgas er også ekstremt brandfarligt og kræver stor omhu ved opbevaring og håndtering. Disse overvejelser gør brugen af brint i gasform til en meget dyrere bestræbelse end at bruge ikke-gasformige hydrogendonorer.