Che cos'è l'idrogenazione di trasferimento?
L'idrogenazione di trasferimento si riferisce al trattamento di un elemento o composto con idrogeno da una fonte diversa dall'idrogeno gassoso. Si verifica una reazione chimica tra la sostanza da modificare e l'idrogeno molecolare in presenza di catalizzatori, che facilitano la reazione. Questo processo viene spesso utilizzato nel trattamento industriale di composti organici a base di carbonio. Ad esempio, la liquefazione del carbone comporta l'uso su larga scala dell'idrogenazione di trasferimento per produrre carburanti sintetici dal carbone.
La reazione chimica comporta essenzialmente l'aggiunta di coppie di atomi di idrogeno al materiale da trattare. Nel trasferimento dell'idrogenazione, questo viene realizzato usando solventi da donatore come fonte di idrogeno. I comuni solventi dei donatori includono acido formico e alcool isopropilico, sebbene alcuni siano sintetizzati per l'uso in un particolare processo di trasferimento. La reazione di solito si verifica in presenza di un catalizzatore metallico, che riduce l'energia minima necessaria per avviare la reazione.
Il trasferimento dell'idrogenazione è particolarmente utile nella sintesi organica, la produzione di composti a base di carbonio mediante reazioni organiche. I catalizzatori organometallici, basati sul gruppo dei metalli del platino, sono stati sviluppati per l'uso in questo processo. L'alcool isopropilico è spesso il solvente donatore e diventa acetone dopo aver contribuito con il suo idrogeno. I catalizzatori stessi sono invariati dalla reazione.
L'idrogenazione del trasferimento organocatalitico si avvale di catalizzatori non metallici. Questi sono formati da elementi comuni ai composti organici, come carbonio, zolfo e idrogeno. Lo sviluppo di questi catalizzatori consente di applicare il processo di trasferimento a una gamma più ampia di sostanze chimiche. I catalizzatori metallici più comunemente usati sono inefficaci per l'idrogenazione di gruppi organici come la serie benzene. Questa classe chimica svolge un ruolo importante nella produzione di prodotti farmaceutici, materie plastiche e coloranti.
L'idrogenazione mediante donatori non gassosi è stata a lungo una procedura di laboratorio standard. La ricerca sul processo di idrogenazione del trasferimento è stata motivata dal suo significato per le industrie farmaceutiche e petrolchimiche. Lo sviluppo di donatori di idrogeno e catalizzatori da utilizzare con sostanze non adatte alla tradizionale lavorazione di trasferimento è un'area di interesse. La ricerca sui catalizzatori basati su metalli comuni, come il nichel, anziché il platino e altri metalli rari, mira a rendere il processo industriale più conveniente.
L'uso di un donatore di idrogeno non gassoso presenta numerosi vantaggi se implementato su larga scala. In genere, nel processo di trasferimento possono essere utilizzate apparecchiature industriali standard, piuttosto che le apparecchiature in pressione necessarie quando si utilizza un gas. L'idrogeno è anche estremamente infiammabile e richiede molta cura nello stoccaggio e nella manipolazione. Queste considerazioni rendono l'uso dell'idrogeno in forma di gas molto più costoso rispetto all'utilizzo di donatori di idrogeno non gassosi.