L’idrogenazione per trasferimento si riferisce al trattamento di un elemento o composto con idrogeno proveniente da una fonte diversa dall’idrogeno gassoso. Si verifica una reazione chimica tra la sostanza da modificare e l’idrogeno molecolare in presenza di catalizzatori, che facilitano la reazione. Questo processo è spesso utilizzato nel trattamento industriale di composti organici a base di carbonio. Ad esempio, la liquefazione del carbone comporta l’uso su larga scala dell’idrogenazione per trasferimento per produrre combustibili sintetici dal carbone.
La reazione chimica consiste essenzialmente nell’aggiungere coppie di atomi di idrogeno al materiale da trattare. Nell’idrogenazione per trasferimento, ciò si ottiene utilizzando solventi donatori come fonte di idrogeno. I comuni solventi donatori includono acido formico e alcol isopropilico, sebbene alcuni siano sintetizzati per l’uso in un particolare processo di trasferimento. La reazione avviene solitamente in presenza di un catalizzatore metallico, che riduce l’energia minima necessaria per avviare la reazione.
L’idrogenazione per trasferimento è particolarmente utile nella sintesi organica, la produzione di composti a base di carbonio mediante reazioni organiche. Catalizzatori organometallici, basati sul gruppo dei metalli del platino, sono stati sviluppati per l’uso in questo processo. L’alcol isopropilico è spesso il solvente donatore e diventa acetone dopo aver apportato il suo idrogeno. I catalizzatori stessi sono invariati dalla reazione.
L’idrogenazione per trasferimento organocatalitico fa uso di catalizzatori non metallici. Questi sono formati da elementi comuni ai composti organici, come carbonio, zolfo e idrogeno. Lo sviluppo di questi catalizzatori consente di applicare il processo di trasferimento a una gamma più ampia di sostanze chimiche. I catalizzatori metallici più comunemente usati sono inefficaci per l’idrogenazione di gruppi organici come la serie del benzene. Questa classe chimica svolge un ruolo importante nella produzione di prodotti farmaceutici, materie plastiche e coloranti.
L’idrogenazione mediante donatori non gassosi è stata a lungo una procedura standard di laboratorio. La ricerca sul processo di idrogenazione per trasferimento stesso è stata motivata dalla sua importanza per le industrie farmaceutiche e petrolchimiche. Lo sviluppo di donatori di idrogeno e catalizzatori per l’uso con sostanze non adatte al tradizionale processo di trasferimento è un’area di interesse. La ricerca sui catalizzatori basati su metalli comuni, come il nichel, invece del platino e altri metalli rari, cerca di rendere il processo industriale più conveniente.
L’uso di un donatore di idrogeno non gassoso presenta numerosi vantaggi se implementato su larga scala. In genere, nel processo di trasferimento possono essere utilizzate apparecchiature industriali standard, anziché le apparecchiature pressurizzate necessarie quando si utilizza un gas. Anche l’idrogeno è estremamente infiammabile e richiede grande cura nello stoccaggio e nella manipolazione. Queste considerazioni rendono l’uso dell’idrogeno sotto forma di gas un’impresa molto più costosa rispetto all’utilizzo di donatori di idrogeno non gassosi.