Hva er overføringshydrogenering?

Overføringshydrogenering refererer til behandling av et element eller en forbindelse med hydrogen fra en annen kilde enn gassformig hydrogen. En kjemisk reaksjon skjer mellom stoffet som skal modifiseres og molekylært hydrogen i nærvær av katalysatorer, noe som letter reaksjonen. Denne prosessen brukes ofte i industriell behandling av organiske, karbonbaserte forbindelser. For eksempel involverer kullforgiftning storskala bruk av overføringshydrogenering for å produsere syntetiske brensler fra kull.

Den kjemiske reaksjonen innebærer i det vesentlige å tilsette par hydrogenatomer til materialet som behandles. Ved overføringhydrogenering oppnås dette ved bruk av donorløsningsmidler som hydrogenskilde. Vanlige giveroppløsningsmidler inkluderer maursyre og isopropylalkohol, selv om noen er syntetisert for bruk i en spesiell overføringsprosess. Reaksjonen skjer vanligvis i nærvær av en metallisk katalysator, noe som reduserer den minimale energien som er nødvendig for å starte reaksjonen.

Overføringshydrogenering er spesielt nyttig i organisk syntese, produksjon av karbonbaserte forbindelser ved hjelp av organiske reaksjoner. Organometalliske katalysatorer, basert på platinagruppen av metaller, er utviklet for bruk i denne prosessen. Isopropylalkohol er ofte giverløsningsmidlet og blir aceton etter å ha bidratt med dets hydrogen. Selve katalysatorene er uendret ved reaksjonen.

Organokatalytisk overføringshydrogenering bruker ikke-metalkatalysatorer. Disse er dannet av elementer som er vanlige for organiske forbindelser, som karbon, svovel og hydrogen. Utviklingen av disse katalysatorene gjør det mulig å overføre overføringsprosessen til et bredere spekter av kjemikalier. De mest brukte metalliske katalysatorene er ineffektive for hydrogenering av organiske grupper som benzen-serien. Denne kjemiske klassen spiller en viktig rolle i produksjonen av legemidler, plast og fargestoffer.

Hydrogenering ved bruk av ikke-gassformige givere har lenge vært en standard laboratorieprosedyre. Forskning i selve overføringshydrogeneringsprosessen har vært motivert av dens betydning for den farmasøytiske og petrokjemiske industrien. Utvikling av hydrogengivere og katalysatorer for bruk med stoffer som ikke er egnet for tradisjonell overføringsprosessering er et område av interesse. Forskning på katalysatorer basert på vanlige metaller, som nikkel, i stedet for platina og andre sjeldne metaller, søker å gjøre den industrielle prosessen mer kostnadseffektiv.

Bruken av en ikke-gassformig hydrogendonor har flere fordeler når den implementeres i stor skala. Vanligvis kan standard industrielt utstyr brukes i overføringsprosessen, i stedet for trykksatt utstyr som er nødvendig når du bruker en gass. Hydrogengass er også ekstremt brannfarlig og krever stor forsiktighet ved lagring og håndtering. Disse hensynene gjør bruken av hydrogen i gass til en mye dyrere bestrebelse enn å bruke ikke-gassformige hydrogengivere.