Desidrogenação - Dehydrogenation

A desidrogenação é uma reação química que envolve a remoção do hidrogênio , geralmente de uma molécula orgânica. É o reverso da hidrogenação . A desidrogenação é importante, tanto como uma reação útil quanto como um problema sério. Na sua forma mais simples, é uma maneira útil de converter alcanos , que são relativamente inertes e, portanto, de baixo valor, em olefinas , que são reativas e, portanto, mais valiosas. Alcenos são precursores de aldeídos , álcoois , polímeros e aromáticos . Como uma reação problemática, a incrustação e inativação de muitos catalisadores surge via coqueificação , que é a polimerização desidrogenativa de substratos orgânicos.

As enzimas que catalisam a desidrogenação são chamadas de desidrogenases .

Rotas catalíticas heterogêneas

Estireno

Os processos de desidrogenação são amplamente usados ​​para produzir aromáticos na indústria petroquímica . Esses processos são altamente endotérmicos e requerem temperaturas de 500 ° C e acima. Desidrogenação também converte gorduras saturadas para gorduras insaturadas . Uma das reações de desidrogenação de maior escala é a produção de estireno por desidrogenação de etilbenzeno . Os catalisadores de desidrogenação típicos são baseados em óxido de ferro (III) , promovido por vários percentuais de óxido de potássio ou carbonato de potássio .

C 6 H 5 CH 2 CH 3 → C 6 H 5 CH = CH 2 + H 2

Outros alcenos

A importância da desidrogenação catalítica de hidrocarbonetos parafínicos para olefinas tem crescido constantemente nos últimos anos. As olefinas leves, como os butenos, são importantes matérias-primas para a síntese de polímeros, aditivos para gasolina e vários outros produtos petroquímicos. Os processos de craqueamento, especialmente craqueamento catalítico fluido e craqueador a vapor, produzem mono-olefinas de alta pureza, como 1-buteno ou isobuteno. Apesar de tais processos, atualmente mais pesquisas estão focadas no desenvolvimento de alternativas como a desidrogenação oxidativa (ODH) por duas razões: (1) reações indesejadas ocorrem em alta temperatura levando à coqueificação e desativação do catalisador, tornando a regeneração frequente do catalisador inevitável, (2 ) consome uma grande quantidade de calor e requer altas temperaturas de reação. A desidrogenação oxidativa (ODH) do n-butano é uma alternativa aos processos clássicos de desidrogenação, craqueamento a vapor e craqueamento catalítico fluido. Propano

Desidrogenação de parafinas e olefinas - parafinas como n - pentano e isopentano podem ser convertidas em penteno e isopenteno usando óxido de cromo (III) como catalisador a 500 ° C.

Formaldeído

O formaldeído é produzido industrialmente pela oxidação catalítica do metanol , que também pode ser vista como uma desidrogenação usando O 2 como aceptor. Os catalisadores mais comuns são o metal prateado ou uma mistura de ferro e molibdênio ou óxidos de vanádio . No processo formox comumente usado , o metanol e o oxigênio reagem a ca. 250-400 ° C na presença de óxido de ferro em combinação com molibdênio e / ou vanádio para produzir formaldeído de acordo com a equação química :

2 CH 3 OH + O 2 → 2 CH 2 O + 2 H 2 O

Rotas catalíticas homogêneas

Uma variedade de processos de desidrogenação foi descrita para compostos orgânicos . Essa desidrogenação tem interesse na síntese de produtos químicos orgânicos finos. Essas reações geralmente dependem de catalisadores de metal de transição. A desidrogenação de alcanos não funcionalizados pode ser efetuada por catálise homogênea . Os complexos de pinça são especialmente ativos para esta reação .

Processos estequiométricos

Desidrogenação de aminas em nitrilos usando uma variedade de reagentes , como pentafluoreto de iodo ( IF
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)

Na aromatização típica , anéis alicíclicos de seis membros , por exemplo , ciclohexeno , podem ser aromatizados na presença de aceitadores de hidrogenação. Os elementos enxofre e selênio promovem esse processo. Em escala laboratorial, as quinonas , especialmente 2,3-Dicloro-5,6-diciano-1,4-benzoquinona (DDQ) são eficazes.

DDQ-dehydrogenation.png

Hidretos do grupo principal

Desidrogenação de amônia borano .

O acoplamento desidrogenativo de silanos também foi desenvolvido.

n PhSiH 3 → [PhSiH] n + n H 2

A desidrogenação de amina-boranos é uma reação relacionada. Este processo uma vez ganhou interesse por seu potencial para armazenamento de hidrogênio .

Referências