Реакции гидрирования

Одинарные связи образуются путем добавления атомов водорода к органическому соединению с функцией двойной или тройной связи. Примеры продуктов реакции гидрирования, которые образуются за одну стадию, включают:

• Одинарные связи С—С из алкенов и алкинов
• C—O связывается из кетонов, альдегидов или сложных эфиров
• C—N связи (амины) из иминов или нитрилов 

Металлические катализаторы часто используются в реакциях гидрирования для снижения высокого энергетического барьера превращения и часто называются каталитическим гидрированием. Например, алкены и алкины требуют никелевого, палладиевого или платинового катализатора для превращения в алканы. Реакции гидрирования могут быть гомогенными или гетерогенными при использовании металлов, адсорбированных на различных подложках. Например, для достижения гомогенного асимметричного гидрирования специфические лиганды координируют с металлическими катализаторами родия и иридия.

Во всех случаях выбор катализатора оказывает большое влияние на реакцию гидрирования. Факторы катализатора, влияющие на реакцию гидрирования, включают концентрацию катализатора, растворитель, чистоту субстрата, температуру и давление. 

Мониторинг реакции гидрирования в рецензируемых публикациях

1. Дельгадо, Д., Сальседо, В. Н. В., Девуж-Бойе, К., Хеберт, Дж., Легро, Дж., Рену, Б., Хелд, К., Гренман, Х., и Левенор, С. (2023). Реакционные энтальпии для гидрирования алкиллевулинатов и левулиновой кислоты на Ru/C – влияние экспериментальных условий и длины алкильной цепи. Chemical Engineering Research & Design, 171, 289–298. https://doi.org/10.1016/j.psep.2023.01.025
2. Баймуратова, Р. К., Андреева, А. В., Уфлянд, И. Е., Шилов, Г. В., Бухарбаева, Ф. У., Жармагамбетова, А. К., и Джардималиева, Г. И. (2022). Синтез и каталитическая активность в реакции гидрирования легированных палладием металлоорганических каркасов на основе оксоцентрированных комплексов циркония. Journal of Composites Science, 6(10), 299. https://doi.org/10.3390/jcs6100299
3. Уилхаус, К. М.., Феннер, С., и Уайтинг, М. (2022). Применение высокопроизводительных экспериментов для определения условий селективного гидрирования нитрогрупп. В серии симпозиумов ACS (стр. 79–91). https://doi.org/10.1021/bk-2022-1420.ch005
4. Чжан, Ю., Юань, М., Лю, В., Се, Дж., и Чжоу, К. (2018). Катализируемое иридием асимметричное трансферное гидрирование алкинилкетонов с использованием формиата натрия и этанола в качестве источников водорода. Organic Letters, 20(15), 4486–4489. https://doi.org/10.1021/acs.orglett.8b01787 https://doi.org/10.1021/acs.orglett.8b01787
5. Энес, К., Лукас, М., и Клаус,. (2016). ИК-спектроскопия НПВО in-situ: мониторинг гидрирования CO2 и образования муравьиной кислоты. Chemie Ingenieur Technik, 88(10), 1474–1479. https://doi.org/10.1002/cite.201600031
6. Лю, В., Юань, М., Ян, С., Ке, Л., Се, Дж., и Чжоу, К. (2015). Эффективное асимметричное гидрирование кетонов в этаноле с хиральными иридиевыми комплексами лигандов спироПАП в качестве катализаторов. Chemical Communications, 51(28), 6123–6125. https://doi.org/10.1039/c5cc00479a
7. Гамильтон,., Сангани, М. Дж., Грэм, Д., Хартвиг, Т., Айронмонгер, А., Пристли, К., А, Л., Сениор, Томпсон, Д. Р., и Уэбб, М. Р. (2014). Использование PAT для понимания, контроля и быстрого масштабирования производства реакции гидрирования и выделения фармацевтического промежуточного продукта. Organic Process Research & Development, 19(1), 236–243. https://doi.org/10.1021/op500285x
8. Митчелл, К., Строузер, Д. Д., Готтлиб, А., Миллониг, М. Х., Хикс, Ф. А., и Папагеоргиу, К. Д. (2014). Разработка стратегии на основе моделирования для безопасного и эффективного масштабирования высокоэнергетических реакций гидрирования. Исследование и разработка органических процессов, 18(12), 1828–1835. https://doi.org/10.1021/op500207r
9. Крамп, Б., Госс, К. А., Лавлейс, Т., Льюис, Р. М., и Петерсон, Д. Дж. (2013). Влияние параметров реакции на первые принципы моделирования скорости реакции катализируемого нитровосстановлением платины и ванадия. Organic Process Research & Development, 17(10), 1277–1286. https://doi.org/10.1021/op400116k
10. Ричнер, Г., Ван Боховен, Д. А., Нойхольд, Ю., Макош, М., и Хунгербюлер, К. (2011). Инфракрасный мониторинг in situ границы раздела твердый/жидкий катализатор во время трехфазного гидрирования нитробензола над наноразмерным Au на TiO2. Физическая химия Химическая физика, 13(27), 12463. https://doi.org/10.1039/c1cp20238c
11. Литтлер, Б. Дж., Локер, А. Р., и Блайт, Т. А. (2010). Оптимизация процесса гидрирования с использованием измерений в среднем ИК-диапазоне, теплового потока и поглощения газа в режиме реального времени. Исследования и разработки органических процессов, 14(6), 1512–1517. https://doi.org/10.1021/op100169j
12. Кейси, К.., Битнер, С. Э., и Джонсон, Д. Д. (2008). Спектроскопическое определение скоростей гидрирования и промежуточных продуктов во время карбонильного гидрирования, катализируемого гидроксициклопентадиенилдирутением Шво, согласуется с кинетическим моделированием, основанным на независимо измеренных скоростях элементарных реакций. Journal of the American Chemical Society, 130(7), 2285–2295. https://doi.org/10.1021/ja077525c
13. Блэкмонд, Д. Г., Ропик, М., и Штефинович, М. (2006). Кинетические исследования асимметричного переносного гидрирования иминов муравьиной кислотой, катализируемой катализаторами Rh-диамина. Исследование и разработка органических процессов, 10(3), 457–463. https://doi.org/10.1021/op060033k