水素化方法

水素化は、分子への水素の添加に起因する化学反応です。例としては、エタンを生成するための水素とエチレン（石油と天然ガスから得られた可燃性、無色の、気体の有機炭化水素）の反応です。水素化は通常、有機化合物を飽和または還元するために使用されます。このプロセスは通常、炭化水素の二重結合またはトリプル結合に水素を添加することを伴い、製品の結合は反応物よりも強くなっています。非触媒水素化は非常に遅いため、ほとんどの水素化方法には使用可能な触媒が含まれます。

1. プロセス

   • 水素化法には、3つの部分があります。

     1。不飽和基質
     2。触媒
     3。水素または水素源

     水素化は、基質の性質と使用された触媒に基づいて、さまざまな温度と圧力条件で達成されます。一般に、触媒がない場合の水素化は、非常に高い活性化エネルギー（化学反応が発生する前に原子システムが獲得しなければならない最小エネルギー）を持たなければならないため、非触媒水素化の大部分は非常に高温で実行されます。触媒は、いくつかの低活性化ステップのシーケンスを含む代替経路を提供することにより、水素化速度を加速します。

   基質

   • 水素化に使用される典型的な基質には、アルデヒドとケトン、アルカディエン、アルケン、アルケンベンゼン、アルキルアジド、アルキン、ベンゼン、炭水化物、エステル、イミン、ニトリル、ニトロアレン、植物油などがあります。

   触媒

   • 特定の触媒の存在下では、水素化速度が大幅に増加します。触媒は、水素と基質の間に化学的結合を作成し、結合を促進します。プラチナ、ロジウム、パラジウムなどのプラチナグループ金属は、最も頻繁に使用される水素化触媒です。パラジウム、ニッケル、ロジウムなどの非優先金属触媒も効果的かつ経済的な代替品ですが、室温で遅くなることが多く、高温が必要です。

   水素源

   • 水素化のプロセスのための水素の明らかな供給源は、水素ガス自体です。水素ガスは、加圧水素シリンダー内で市販されています。一般に、水素化には1つ以上の大気の水素が含まれます。水素ガスは、「ブースターポンプ」から直接生成することもできます。ただし、蒸気改質プロセスを使用して、炭化水素材料から産業的に生産されています。場合によっては、水素ガスの代わりに水素ドナーから水素が抽出されます。一般的な水素ドナーには、ヒドラジン、ギ酸、イソプロパノールが含まれます。

   水素化の熱

   • 水素化は、発熱性、または熱放出の化学反応です。水素化の過程で放出される熱は、その「水素化熱」と呼ばれます。たとえば、脂肪酸または植物油の水素化では、発生する熱は約25 kcal/moleです。