Wasserstoffierung

Wasserstoffierung ist eine chemische Reaktion, bei der molekularer Wasserstoff H2 an ungesättigte Strukturen wie C=C-, C≡C- oder C=O-Bindungen addiert wird. Das Ziel ist meist eine Reduktion oder Sättigung der Verbindung, oft bezeichnet als Hydrierung. Sie findet in der organischen Chemie, der Petrochemie, der Lebensmittelindustrie und der Biowissenschaft Anwendung.

Typen und Katalysatoren

Wasserstoffierung erfolgt in Gegenwart eines Katalysators, typischerweise Übergangsmetallkatalysatoren wie Nickel, Palladium, Platin, Ruthenium oder Rhodium. Die Reaktion kann homogen (löslich) oder heterogen (oberflächenbasiert, z. B. auf Pt/C, Pd/C, Ni) durchgeführt werden. Typische Reaktionsbedingungen liegen im Bereich von niedrig bis moderat hohem Druck (oft 1–50 bar H2) und Temperaturen von Raumtemperatur bis mehrere hundert Grad Celsius, je nach Substrat und gewünschter Selektivität. Heterogene Systeme neigen zu syn-Additionen an Alkene, während Poled-Katalysatoren eine selektive Partial- oder vollständige Hydrogenierung von Alkinen ermöglichen (z. B. Lindlar-Katalysator liefert cis-But-2-ene).

Anwendungsgebiete und Beispiele

In der chemischen Industrie werden ungesättigte Verbindungen zu gesättigten Produkten hydriert, etwa Olefine zu Alkanen oder Carbonylverbindungen zu Alkoholen. In der Lebensmittelchemie wird pflanzliches Öl durch Hydrogenierung gesättigt, um die Konsistenz zu verändern; historische Verfahren führten zu Transfettsäuren, weshalb moderne Prozesse oft kontrollierter ablaufen. Hydrierungen spielen auch eine Rolle in der Raffinerie (z. B. Hydrodesulfurierung unter Wasserstoffatmung) und bei der Aufbereitung von Biomasseölen zu flüssigen Kraftstoffen.

Sicherheit und Umwelt

Wasserstoff ist leicht entzündlich; Reaktionen mit Wasserstoff können exotherm sein. Katalysatoren wie Raney-Nickel sind in luftfreien Bedingungen zu handhaben. Die Auswahl des Katalysators beeinflusst Treibstoff- und Abfallströme sowie die Umweltbilanz der Reaktion.

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