¿Qué es la hidrogenación por transferencia?
La hidrogenación de transferencia se refiere al tratamiento de un elemento o compuesto con hidrógeno de una fuente que no sea hidrógeno gaseoso. Se produce una reacción química entre la sustancia a modificar y el hidrógeno molecular en presencia de catalizadores, que facilitan la reacción. Este proceso se usa a menudo en el tratamiento industrial de compuestos orgánicos a base de carbono. Por ejemplo, la licuefacción del carbón implica el uso a gran escala de la hidrogenación de transferencia para producir combustibles sintéticos a partir del carbón.
La reacción química implica esencialmente agregar pares de átomos de hidrógeno al material que se está tratando. En la hidrogenación por transferencia, esto se logra utilizando solventes donantes como fuente de hidrógeno. Los disolventes donantes comunes incluyen ácido fórmico y alcohol isopropílico, aunque algunos se sintetizan para su uso en un proceso de transferencia particular. La reacción generalmente ocurre en presencia de un catalizador metálico, que reduce la energía mínima necesaria para comenzar la reacción.
La hidrogenación de transferencia es particularmente útil en síntesis orgánica, la producción de compuestos basados en carbono por medio de reacciones orgánicas. Los catalizadores organometálicos, basados en el grupo de metales de platino, se han desarrollado para su uso en este proceso. El alcohol isopropílico es a menudo el disolvente del donante y se convierte en acetona después de aportar su hidrógeno. Los catalizadores mismos no cambian por la reacción.
La hidrogenación por transferencia organocatalítica utiliza catalizadores no metálicos. Estos se forman a partir de elementos comunes a los compuestos orgánicos, como el carbono, el azufre y el hidrógeno. El desarrollo de estos catalizadores permite que el proceso de transferencia se aplique a una gama más amplia de productos químicos. Los catalizadores metálicos más utilizados son ineficaces para la hidrogenación de grupos orgánicos como la serie de benceno. Esta clase química juega un papel importante en la producción de productos farmacéuticos, plásticos y colorantes.
La hidrogenación con donantes no gaseosos ha sido durante mucho tiempo un procedimiento de laboratorio estándar. La investigación sobre el proceso de hidrogenación de transferencia en sí ha sido motivada por su importancia para las industrias farmacéutica y petroquímica. El desarrollo de donantes de hidrógeno y catalizadores para su uso con sustancias no adecuadas para el procesamiento de transferencia tradicional es un área de interés. La investigación de catalizadores basados en metales comunes, como el níquel, en lugar de platino y otros metales raros, busca hacer que el proceso industrial sea más rentable.
El uso de un donante de hidrógeno no gaseoso tiene varias ventajas cuando se implementa a gran escala. Por lo general, se puede usar equipo industrial estándar en el proceso de transferencia, en lugar del equipo presurizado necesario cuando se usa un gas. El gas de hidrógeno también es extremadamente inflamable y requiere mucho cuidado en el almacenamiento y manejo. Estas consideraciones hacen que el uso de hidrógeno en gas forme un esfuerzo mucho más costoso que el uso de donantes de hidrógeno no gaseosos.