Что такое трансферное гидрирование?

Переносное гидрирование относится к обработке элемента или соединения водородом из источника, отличного от газообразного водорода. Химическая реакция происходит между веществом, которое должно быть модифицировано, и молекулярным водородом в присутствии катализаторов, которые облегчают реакцию. Этот процесс часто используется при промышленной обработке органических соединений на основе углерода. Например, сжижение угля включает широкомасштабное использование гидрогенизации с переносом для производства синтетического топлива из угля.

Химическая реакция по существу включает добавление пар атомов водорода к обрабатываемому материалу. При гидрировании с переносом это достигается использованием донорных растворителей в качестве источника водорода. Обычные донорные растворители включают муравьиную кислоту и изопропиловый спирт, хотя некоторые синтезируются для использования в конкретном процессе переноса. Реакция обычно происходит в присутствии металлического катализатора, который снижает минимальную энергию, необходимую для начала реакции.

Переносное гидрирование особенно полезно в органическом синтезе, производстве соединений на основе углерода посредством органических реакций. Металлоорганические катализаторы на основе платиновой группы металлов были разработаны для использования в этом процессе. Изопропиловый спирт часто является донорным растворителем и становится ацетоном после добавления его водорода. Сами катализаторы не изменяются в результате реакции.

Органокаталитическое переносное гидрирование использует неметаллические катализаторы. Они образуются из элементов, общих для органических соединений, таких как углерод, сера и водород. Разработка этих катализаторов позволяет применять процесс переноса к более широкому спектру химических веществ. Наиболее часто используемые металлические катализаторы неэффективны для гидрирования органических групп, таких как бензольный ряд. Этот химический класс играет важную роль в производстве фармацевтических препаратов, пластмасс и красителей.

Гидрирование с использованием негазообразных доноров уже давно является стандартной лабораторной процедурой. Исследование самого процесса переносного гидрирования было мотивировано его значением для фармацевтической и нефтехимической промышленности. Разработка доноров водорода и катализаторов для использования с веществами, не подходящими для традиционной обработки переноса, представляет интерес. Исследования катализаторов на основе обычных металлов, таких как никель, вместо платины и других редких металлов, направлены на то, чтобы сделать производственный процесс более экономичным.

Использование негазообразного донора водорода имеет несколько преимуществ при крупномасштабной реализации. Как правило, стандартное промышленное оборудование может использоваться в процессе перекачки, а не оборудование под давлением, необходимое при использовании газа. Водород также чрезвычайно огнеопасен и требует особого внимания при хранении и обращении. Эти соображения делают использование водорода в газообразной форме гораздо более дорогостоящим, чем использование негазообразных доноров водорода.