催化氫化反應檢視原始碼討論檢視歷史
| 催化氫化反應 |
催化氫化反應指在催化劑的作用下氫分子加成到有機化合物的不飽和基團上的反應。
簡介
幾乎所有的不飽和基團都可以直接加氫成為飽和基團，其從易到難的順序大致為：酰氯、硝基、炔、醛、烯、酮、腈、多核芳香環、酯和取代酰胺、苯環。各種不飽和基團對於催化氫化的活性次序與催化劑的品種和反應條件有關。催化氫化的關鍵是催化劑。它們大致分為兩類：①低壓氫化催化劑，主要是高活性的蘭尼鎳、鉑、鈀和銠，低壓氫化可在 1～4 個大氣壓和較低的溫度下進行；②高壓氫化催化劑，主要是一般活性的蘭尼鎳和鉻酸亞銅等。高壓氫化通常在100～300個大氣壓和較高的溫度下進行。鎳催化劑應用最廣泛，有蘭尼鎳、硼化鎳等各種類型。貴金屬鉑和鈀催化劑的特點是催化活性高，其用量可比鎳催化劑少得多。用鉑作催化劑時，大多數烯鍵可在低於100℃和常壓的條件下還原。工業上大都使用載體鉑、載體鈀，用活性炭為載體的分別稱為鉑炭和鈀炭。亞鉻酸銅Cu（CrO2）2成本較低，也廣泛用於工業上，其特點是對羰基的催化特別有效，對酯基、酰胺、酰亞胺等也有較高的催化能力，對烯、炔鍵則活性較低，對芳環基本上無活性。
評價
過渡金屬催化不飽和有機化合物(如烯烴、炔烴、醛、酮、亞胺等)的氫化反應具有原子經濟性高、操作簡單、清潔綠色等優點，是最重要的有機反應之一， 一直是研究的重點和熱點，並在工業生產中得到廣泛應用。氫化反應最常用的催化劑主要基於銠、釕、銥、鈀等貴金屬，這些金屬面臨着資源枯竭、價格昂貴、重金屬殘留等問題。鐵儲量豐富、價格便宜、環境友好，發展鐵催化的氫化反應符合可持續發展化學的要求，近年來受到廣泛關注鐵催化烯烴和炔烴的氫化反應鐵催化烯烴氫化反應主要有兩種機理：(1)零價鐵催化劑通過氧化加成的方式活化H2，產生二價鐵-負氫中間體，然後經歷烯烴的插入和還原消除等後續步驟，完成催化循環；(2)鐵-負氫催化劑首先與烯烴發生插入反應，然後與氫氣發生氫解，完成氫化反應，在此過程中鐵的價態保持不變。[1]