什麼是氫化作用？概念、特徵和含義

在化學中，氫化是將氫添加到其他化學元素或化合物中。有機化學中經常進行的化學反應是碳-碳雙鍵的加氫反應。氫化在工業上具有重要意義，例如在人造黃油生產中脂肪酸的催化氫化（脂肪硬化）。 相反的反應稱為脫水。

催化氫化是由Paul Sabatier在1890年代與法國的Jean Baptiste Senderens合作開發的。薩巴蒂爾於1912年因此獲得諾貝爾獎。

非均相催化加氫

由於氫分子的高穩定性，加氫通常需要催化劑。氫分子在中間與催化劑金屬原子結合。在此過程中，兩個氫原子之間的鍵被削弱，即它經歷了電子不足，現在可以與富含電子的多鍵相互作用。當兩個氫原子正式轉移到催化劑-氫絡合物的相應多鍵上時，就會發生實際的氫化反應。受影響元素的氧化數各減少一。

均相催化加氫

均相催化加氫，例如使用Wilkinson催化劑，主要用於烯烴與氫的加氫反應。

通過裂解不穩定配體，氫在氧化加成作用下沉積在後續步驟中。然後，烯烴（或烯烴）首先在金屬上配位，然後通過將其插入金屬-氫鍵來反應。通過與第二結合氫反應，烷烴在還原消除下釋放出來，原來的催化活性絡合物被回收。[1]

加氫的應用

有機化學中的氫化用於將氫連接到多個鍵上。在大多數情況下，使用非均相催化加氫，在特殊情況下，使用均相催化加氫。 過渡金屬主要用作催化劑，通常應用於活性炭等載體材料，也可能與催化劑毒物結合使用，以提高選擇性。 元素氫通常用於氫化，所需的壓力和溫度在很寬的範圍內變化。

以肼、環己烯或甲酸為氫源的催化加氫反應也具有實際意義，尤其是在實驗室規模上。這些方法產生熱力學上非常穩定的化合物，其中氮用於肼，苯用於環己二烯，二氧化碳用於甲酸。

烯烴和炔烴可以轉化為烷烴，在炔烴的情況下，也可以選擇性地轉化為（E）或（Z）烯烴。然而，含有雜原子的官能團，如硝基化合物或胺制胺，也可以被催化氫化。