dehidrogenatsiooni

Dehidrogenatsioon ehk vesiniku eemaldamine ühendist on keemiline reaktsioon, mille käigus molekulist eralduvad üks või mitu vesinikuaatomit. Tihti tekib selle tagajärjel kaksikside või aromaatne ring ning vabaneb vesinik molekulina (H2). Reaktsioon on sageli seotud oksüdatsiooniga, kuid hapnik ei ole tavaliselt kaasatud.

Biokeemias mängivad dehidrogenatsioonid olulist rolli redoksreaktsioonides. Dehüdrogenaasid oksüdodeerivad substraate, võttes vastu vesiniku koensüümidele nagu NAD+/NADH või FAD/FADH2. Selline vesiniku ülekandmine on keskne metabolismis ja energiavahetuses; koensüümid redutseeruvad ja substraadid oksüdeeruvad.

Industrialsetes rakendustes teostatakse dehidrogenatsiooni tavaliselt kõrgel temperatuuril ja katalüsaatoritega. Näidetena on propaani dehüdrogenatsioon propene saamiseks ning etüülbense dehüdrogenatsioon styreeniks. Samuti kasutatakse tsükliliste ühendite dehüdrogenatsiooni aromaatsete ühendite moodustamiseks. Katalüsaatorid võivad olla plaatina (Pt), kromioksiid (Cr2O3), nikli (Ni) või raua baasil süsteemid. Reaktsioonid on endotermaalsed ja vesiniku eraldumine gaasiliselt toimub, mis mõjutab tasakaalu ja konversiooni.

Termodünaamiliselt on dehidrogenatsioon endotermne protsess. Tasakaal sõltub temperatuurist ja vesiniku osakaalust: kõrgem temperatuur soodustab toodete tekkimist, kuid suur vesiniku rõhk vähendab konversiooni. Seetõttu kasutakse sageli madalat vesiniku osakaalu ja/või pidevat vesiniku eemaldamist. Väljakuuluvad väljakutsed hõlmavad koksimist, katalüsaatori deaktiveerumist ja suur energiakuluga toimingud.

Lisaks tööstuslikele rakendustele mängivad dehidrogenatsioonid olulist rolli biokeemias: need on redoksreaktsioonide osad, mida viivad läbi dehüdrogenaasid NAD+/NADH või FAD/FADH2 koensüümide abil.