Dehydrogenierung

Die Dehydrierung ist eine chemische Reaktion, bei der Wasserstoffatome aus einem Molekül entfernt werden. In der Regel erfolgt dies durch Abspaltung von molekularem H2, wodurch das Substrat ungesättigter oder stärker oxidiert wird. Typische Beispiele sind die Dehydrierung von Alkanen zu Alkenen oder von Alkoholen zu Carbonylverbindungen.

Man unterscheidet nicht-oxidative Dehydrierung (Entfernung von H2 ohne externes Oxidationsmittel) und oxidative Dehydrierung (unter Einsatz eines Oxidationsmittels wie O2, wobei Wasser oder CO2 als Nebenprodukt entstehen kann). Außerdem wird in der Biochemie oft der enzymatische Weg beschrieben, bei dem Wasserstoff über Redoxmittel auf andere Moleküle übertragen wird.

Industriell sind Dehydrierungsreaktionen zentral in der Petrochemie zur Herstellung ungesättigter Kohlenwasserstoffe. Beispiele sind die Dehydrierung von Propan zu Propen, die Dehydrierung von Ethylen aus Ethan, und die Dehydrierung von Ethylbenzol zu Styren. Diese Prozesse laufen meist unter hohen Temperaturen (typischerweise 500–900 °C) und unter Einsatz von Übergangsmetallkatalysatoren auf festen Trägern. Ein effektiver H2-Abtransport oder geringer Druck helfen, das Gleichgewicht zugunsten der Produkte zu verschieben.

Katalyse und Herausforderungen: Dehydrierungsreaktionen erfolgen überwiegend auf festen Übergangsmetallkatalysatoren; häufige Probleme sind Koksbildung, Katalysator-Deaktivierung und hoher Energiebedarf. Umwelt- und Sicherheitsaspekte betreffen Emissionen, Hitzeentwicklung und H2-Verwaltung.

Im biochemischen Kontext bezeichnet Dehydrogenierung Enzymreaktionen, bei denen Wasserstoff auf Träger wie NAD+/NADH übertragen wird. Solche Reaktionen sind zentrale Schritte im Stoffwechsel, etwa in der Atmungskette und bei der Umwandlung von Zucker und Fett.