Hidrogénezés

A hidrogénezés olyan kémiai reakció, amely során hidrogéngáz (H2) addícióval saturálja a telítetlen kötéseket, leggyakrabban C=C vagy akár C≡C kötésekhez, így alkanok vagy telített szerves vegyületek keletkeznek. A folyamat jellemzően fémes felületen lejátszódik és nyomásos vagy nyomás alatti körülmények között végzik, különböző hőmérsékleteken és oldószerekben.

Mechanizmusa általában heterogén katalízisre épül: a hidrogéngáz a fém felületén disszociál, majd az atomos hidrogénatomok addícióval kapcsolódnak a telítetlen szén-szén vagy szén-heteroatom kötésekhez. A reakció gyakran kétlépcsős, és a telítődési fok mértéke a választott katalizátortól, hőmérséklettől és nyomástól függ. Számos különböző típusú hidrogénezés ismert, köztük teljes hidrogénezés (teljes saturáció), részleges hidrogénezés és szubsztrát-specifikus redukciók.

Katalizátorok és feltételek: a leggyakoribb fémalapú katalizátorok közé tartozik a Raney-nikkel, a palládiumon vagy platina alapú (például Pd/C), továbbá ritkábban ródium vagy nikkelvezett összetevők. Homogén hidrogénezést is alkalmaznak néhány speciális esetben, például Wilkinson-katalizátor vagy más organolitikus komplexek segítségével.

Alkalmazások: az élelmiszeriparban a növényi olajok hidrogénezése telített zsírsavakra és margarinok előállítására szolgál; a részleges hidrogénezés azonban transz-zsírsavak képződéséhez vezethet, amely egészségügyi kockázatokat jelent. Ipari és laboratóriumi környezetben a hidrogénezést használják alkének alkánokká saturálására, karbonil-komplexek redukciójára aldehidek/ketonok átalakítására, nitro csoportok aminekké történő átalakítására és más redukciós folyamatokra.

Biztonság és környezet: a hidrogéngáz tömény formában éghető és robbanásveszélyes, ezért nyomás alatt végzett műveleteknél szigorú biztonsági előírások szükségesek. A folyamat energiaigényes, és környezeti hatásait mind a nyersanyag-előállítás, mind a katalizátorból adódó hulladék figyelembe kell venni.