dehidrogenatie

Dehidrogenatie is een chemisch proces waarbij atomen waterstof uit een molecuul worden verwijderd. In de meeste gevallen worden twee waterstofatomen verwijderd, wat leidt tot de vorming van een dubbele binding en een toename van onverzadigdheid. In biologische systemen verwijst de term vaak naar reacties die plaatsvinden bij de omzetting van substraat naar product met overdracht van waterstof naar cofactoren zoals NAD+ of FAD, waardoor oxidatie-reductieroutes in cellen mogelijk worden gemaakt.

In organische chemie zijn er twee hoofdtypen dehydrogenaties: katalytische dehydrogenatie en oxidative dehydrogenatie. Katalytische dehydrogenatie gebeurt onder hoge temperatuur en met een geschikte katalysator, waarbij waterstof als moleculair H2 wordt verwijderd en de onverzadigd product ontstaat. Oxidative dehydrogenatie maakt gebruik van een oxidator (zoals O2 of waterstofdioxide) en resulteert vaak in de vorming van water of kooldioxide, terwijl het substraat wordt gedehydrogenaseerd.

Toepassingen en industriële relevantie zijn onder meer de productie van alkenen via dehydrogenatie van alkanen, en de vorming van aromatische en onverzadigde verbindingen. Voorbeelden zijn dehydrogenatie van ethylbenzeen tot styreen, propaan tot propeen en cyclohexaan tot benzeen. Deze processen vereisen zorgvuldige keuze van katalysatoren (bijv. platina-, chroom- of ijzeroxide-gebaseerde systemen op geschikte dragers) en reactorontwerpen die het verwijderen van gevormd waterstof bevorderen om de conversie en selectiviteit te maximaliseren. Hoge temperaturen en het voorkomen van coking zijn belangrijke operationele overwegingen.