Transfer Hidrojenerasyonu Nedir?

Transfer hidrojenasyonu, bir elementin veya bileşiğin, gaz halindeki hidrojen dışındaki bir kaynaktan gelen hidrojen ile muamele edilmesini belirtir. Reaksiyonu kolaylaştıran, katalizörlerin varlığında modifiye edilecek madde ile moleküler hidrojen arasında kimyasal bir reaksiyon meydana gelir. Bu işlem genellikle organik, karbon bazlı bileşiklerin endüstriyel arıtımında kullanılır. Örneğin, kömür sıvılaştırma, kömürden sentetik yakıtlar üretmek için geniş çaplı transfer hidrojenasyon kullanımını içerir.

Kimyasal reaksiyon esas olarak, işleme tabi tutulan malzemeye bir çift hidrojen atomu eklenmesini içerir. Transfer hidrojenasyonunda bu, hidrojen kaynağı olarak donör çözücüler kullanılarak gerçekleştirilir. Yaygın donör çözücüler formik asit ve izopropil alkol içerir, ancak bazıları belirli bir transfer işleminde kullanılmak üzere sentezlenir. Reaksiyon genellikle reaksiyonu başlatmak için gereken minimum enerjiyi azaltan metalik bir katalizör varlığında oluşur.

Transfer hidrojenasyonu, organik sentezlerde, organik reaksiyonlar yoluyla karbon bazlı bileşiklerin üretilmesinde özellikle yararlıdır. Platin metal grubuna dayanan organometalik katalizörler bu işlemde kullanılmak üzere geliştirilmiştir. İzopropil alkol genellikle donör çözücüdür ve hidrojene katkıda bulunduktan sonra aseton haline gelir. Katalizörlerin kendileri reaksiyon ile değişmez.

Organokatalitik transfer hidrojenasyonu, metal olmayan katalizörlerden yararlanır. Bunlar, karbon, kükürt ve hidrojen gibi organik bileşiklerde ortak olan elementlerden oluşur. Bu katalizörlerin geliştirilmesi, transfer işleminin daha geniş bir kimyasal yelpazeye uygulanmasına izin verir. En yaygın kullanılan metalik katalizörler, benzen serisi gibi organik grupların hidrojenlenmesi için etkisizdir. Bu kimyasal sınıf, ilaç, plastik ve boya üretiminde önemli bir rol oynar.

Gaz olmayan bağışçılar kullanılarak yapılan hidrojenasyon uzun süredir standart bir laboratuvar prosedürü olmuştur. Transfer hidrojenasyon işleminin kendisi üzerine yapılan araştırmalar, ilaç ve petrokimya endüstrisi için önemi ile motive olmuştur. Geleneksel transfer işlemesi için uygun olmayan maddelerle kullanım için hidrojen donörlerinin ve katalizörlerinin geliştirilmesi ilgilenilen bir alandır. Platin yerine nikel gibi ortak metallere ve diğer nadir metallere dayalı katalizörlerle ilgili araştırmalar endüstriyel süreci daha düşük maliyetli hale getirmeye çalışır.

Gaz olmayan bir hidrojen vericinin kullanılması, büyük çapta uygulandığında birçok avantaja sahiptir. Tipik olarak, bir gaz kullanılırken gerekli olan basınçlı ekipman yerine, standart endüstriyel ekipman transfer işleminde kullanılabilir. Hidrojen gazı da son derece yanıcıdır ve depolama ve kullanımda büyük özen gerektirir. Bu hususlar, gazda hidrojen kullanımını, gaz olmayan hidrojen donörlerinin kullanılmasından çok daha pahalı bir çaba göstermektedir.