Hidrogenólisis

La Hidrogenólisis es una reacción química donde un enlace simple carbono-carbono o carbono-heteroátomo es separado por hidrógeno.[1]​ El heteroátomo puede variar pero usualmente es oxígeno, nitrógeno o azúfre. Una reacción relacionada es la hidrogenación donde se añade hidrógeno a la molécula sin romper enlaces simples. Usualmente la hidrogenólisis es llevada a cabo catalíticamente usando hidrógeno gaseoso.

Historia

El término "hidrogenólisis" fue acuñado por el inventor y pionero de la química orgánica Carleton Ellis en referencia a la hidrogenólisis de enlaces carbono-carbono.[1]​[2]​ Previamente, el químico Paul Sabatier ya había observado la hidrogenólisis del alcohol bencílico a tolueno.[3]​ En 1906, Padoa y Ponti habían observado la hidrogenólisis de alcohol furfurílico.[4]​ Los químicos Homer Burton Adkins y Ralph Connor fueron los primeros en nombrar la ruptura del enlace carbono-oxígeno "hidrogenólisis".[1]​

En la industria petroquímica

En refinerías de petróleo, la hidrogenólisis catalítica de las materias primas es llevada a cabo a gran escala para remover azufre de las materias, liberando sulfuro de hidrógeno (H2S). El sulfuro de hidrógeno es después recuperado en un proceso de endulzamiento y finalmente convertido en azufre elemental mediante el proceso de Claus. En esta industria, las unidades que llevan a cabo el proceso de desulfuración son usualmente llamadas hidrodesulfuradores (HDS). Los catalizadores están basados en sulfuro de molibdeno dopado con pequeñas cantidades de cobalto o níquel. La hidrogenólisis es acompañada por una reacción de hidrogenación.[5]​

Otra reacción de hidrogenólisis de importancia comercial es la hidrogenólisis de ésteres para formar alcoholes mediante catalizadores como el dicromito de cobre.

En el laboratorio

En el laboratorio, la hidrogenólisis es usada en síntesis orgánica. La desbencilación es la reacción más común e implica la separación de éteres bencílicos.

ROCH2C6H5 + H2 → ROH + CH3C6H5

La hidrogenólisis en tiocetales se lleva a cabo utilizando níquel Raney mediante la reducción de Mozingo.

La hidrogenólisis de laboratorio es operacionalmente similar a la hidrogenación y puede ser llevada a cabo a presión atmosférica mediante la agitación de la mezcla de reacción bajo atmósfera de hidrógeno. El hidrógeno puede ser proporcionado al colocar un globo lleno de este gas sobre el matraz de reacción y depurando el sistema. A altas presiones, un autoclave de hidrogenación o un equipo similar es requerido.

Referencias

  1. ↑ a b c Connor, Ralph; Adkins, Homer (1 de diciembre de 1932). «HYDROGENOLYSIS OF OXYGENATED ORGANIC COMPOUNDS». Journal of the American Chemical Society 54 (12): 4678-4690. ISSN 0002-7863. doi:10.1021/ja01351a026. Consultado el 1 de marzo de 2020. 
  2. ↑ Connor, Ralph; Adkins, Homer (1 de diciembre de 1932). «HYDROGENOLYSIS OF OXYGENATED ORGANIC COMPOUNDS». Journal of the American Chemical Society 54 (12): 4678-4690. ISSN 0002-7863. doi:10.1021/ja01351a026. Consultado el 1 de marzo de 2020. 
  3. ↑ Sabatier and Murat. Ann. Chim. [9] 4, 258, (1915), according to Connor and Adkins.
  4. ↑ Kaufmann, W. E.; Adams, Roger (1 de diciembre de 1923). «THE USE OF PLATINUM OXIDE AS A CATALYST IN THE REDUCTION OF ORGANIC COMPOUNDS. IV. REDUCTION OF FURFURAL AND ITS DERIVATIVES1». Journal of the American Chemical Society 45 (12): 3029-3044. ISSN 0002-7863. doi:10.1021/ja01665a033. Consultado el 1 de marzo de 2020. 
  5. ↑ Topsøe, H.; Clausen, B. S.; Massoth, F. E., Hydrotreating Catalysis, Science and Technology, Springer-Verlag: Berlin, 1996.