Qu'est-ce que l'hydrogénation de transfert?
L'hydrogénation de transfert désigne le traitement d'un élément ou d'un composé avec de l'hydrogène provenant d'une source autre que l'hydrogène gazeux. Une réaction chimique se produit entre la substance à modifier et l'hydrogène moléculaire en présence de catalyseurs, ce qui facilite la réaction. Ce procédé est souvent utilisé dans le traitement industriel de composés organiques à base de carbone. Par exemple, la liquéfaction du charbon implique l’utilisation à grande échelle de l’hydrogénation par transfert pour produire des combustibles synthétiques à partir du charbon.
La réaction chimique consiste essentiellement à ajouter des paires d'atomes d'hydrogène au matériau à traiter. Dans l'hydrogénation de transfert, ceci est accompli en utilisant des solvants donneurs comme source d'hydrogène. Les solvants donneurs courants comprennent l'acide formique et l'alcool isopropylique, bien que certains soient synthétisés pour être utilisés dans un processus de transfert particulier. La réaction se produit généralement en présence d'un catalyseur métallique, ce qui réduit le minimum d'énergie nécessaire au démarrage de la réaction.
L'hydrogénation par transfert est particulièrement utile en synthèse organique, dans la production de composés à base de carbone au moyen de réactions organiques. Des catalyseurs organométalliques, basés sur le groupe des métaux du platine, ont été développés pour être utilisés dans ce procédé. L'alcool isopropylique est souvent le solvant du donneur et devient de l'acétone après avoir contribué à l'hydrogène. Les catalyseurs eux-mêmes ne sont pas modifiés par la réaction.
L’hydrogénation par transfert organocatalytique utilise des catalyseurs non métalliques. Ceux-ci sont formés à partir d'éléments communs aux composés organiques, tels que le carbone, le soufre et l'hydrogène. Le développement de ces catalyseurs permet d'appliquer le processus de transfert à une gamme plus large de produits chimiques. Les catalyseurs métalliques les plus couramment utilisés sont inefficaces pour l'hydrogénation de groupes organiques tels que la série benzénique. Cette classe de produits chimiques joue un rôle important dans la production de produits pharmaceutiques, de plastiques et de colorants.
L'hydrogénation à l'aide de donneurs non gazeux est depuis longtemps une procédure de laboratoire standard. La recherche sur le processus d'hydrogénation de transfert lui-même a été motivée par son importance pour les industries pharmaceutiques et pétrochimiques. Le développement de donneurs d'hydrogène et de catalyseurs destinés à être utilisés avec des substances ne convenant pas au traitement par transfert traditionnel constitue un domaine d'intérêt. La recherche de catalyseurs à base de métaux communs, tels que le nickel, au lieu de platine et d'autres métaux rares cherche à rendre le processus industriel plus rentable.
L'utilisation d'un donneur d'hydrogène non gazeux présente plusieurs avantages lorsqu'elle est mise en œuvre à grande échelle. En règle générale, un équipement industriel standard peut être utilisé dans le processus de transfert, plutôt que l'équipement sous pression nécessaire lors de l'utilisation d'un gaz. Le gaz hydrogène est également extrêmement inflammable et nécessite une grande prudence lors de son stockage et de sa manipulation. Ces considérations rendent l'utilisation de l'hydrogène dans le gaz plus coûteuse que l'utilisation de donneurs d'hydrogène non gazeux.