Co to jest uwodornianie transferowe?
Uwodornienie transferowe odnosi się do traktowania pierwiastka lub związku wodorem ze źródła innego niż wodór gazowy. Reakcja chemiczna zachodzi między modyfikowaną substancją a wodorem cząsteczkowym w obecności katalizatorów, co ułatwia reakcję. Proces ten jest często stosowany w przemysłowej obróbce związków organicznych na bazie węgla. Na przykład, upłynnianie węgla wymaga zastosowania uwodornienia na dużą skalę do produkcji paliw syntetycznych z węgla.
Reakcja chemiczna zasadniczo polega na dodaniu par atomów wodoru do obrabianego materiału. W uwodornianiu transferowym odbywa się to za pomocą rozpuszczalników donorowych jako źródła wodoru. Typowe rozpuszczalniki będące donorami obejmują kwas mrówkowy i alkohol izopropylowy, chociaż niektóre z nich są syntetyzowane do stosowania w określonym procesie przenoszenia. Reakcja zwykle zachodzi w obecności metalicznego katalizatora, który zmniejsza minimalną energię potrzebną do rozpoczęcia reakcji.
Uwodornienie transferowe jest szczególnie przydatne w syntezie organicznej, wytwarzaniu związków na bazie węgla za pomocą reakcji organicznych. Do stosowania w tym procesie opracowano katalizatory metaloorganiczne, oparte na metalowej grupie platyny. Alkohol izopropylowy jest często rozpuszczalnikiem donorowym i staje się acetonem po dodaniu wodoru. Same katalizatory nie ulegają zmianie w wyniku reakcji.
W uwodornianiu z przeniesieniem organokatalitycznym wykorzystuje się katalizatory niemetaliczne. Powstają one z pierwiastków wspólnych dla związków organicznych, takich jak węgiel, siarka i wodór. Opracowanie tych katalizatorów umożliwia zastosowanie procesu przenoszenia do szerszego zakresu chemikaliów. Najczęściej stosowane katalizatory metaliczne są nieskuteczne w przypadku uwodornienia grup organicznych, takich jak seria benzenowa. Ta klasa chemiczna odgrywa ważną rolę w produkcji farmaceutyków, tworzyw sztucznych i barwników.
Uwodornianie przy użyciu dawców nie gazowych jest od dawna standardową procedurą laboratoryjną. Badania nad samym procesem uwodornienia transferowego były motywowane jego znaczeniem dla przemysłu farmaceutycznego i petrochemicznego. Przedmiotem zainteresowania jest opracowanie donorów wodoru i katalizatorów do stosowania z substancjami nieodpowiednimi do tradycyjnego przetwarzania transferowego. Badania nad katalizatorami opartymi na metalach pospolitych, takich jak nikiel, zamiast platyny i innych rzadkich metali mają na celu zwiększenie opłacalności procesu przemysłowego.
Zastosowanie niegazowego donora wodoru ma kilka zalet, gdy jest wdrażane na dużą skalę. Zazwyczaj w procesie przesyłania można zastosować standardowe wyposażenie przemysłowe, a nie sprzęt ciśnieniowy niezbędny przy stosowaniu gazu. Wodór jest również wyjątkowo łatwopalny i wymaga dużej ostrożności podczas przechowywania i przenoszenia. Te względy sprawiają, że stosowanie wodoru w gazie stanowi znacznie droższe przedsięwzięcie niż stosowanie nie gazowych donorów wodoru.