उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण विशेषताओं, प्रकार और तंत्र

उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण वह प्रतिक्रिया है जिसके द्वारा आणविक हाइड्रोजन को उच्च गति पर एक यौगिक में जोड़ा जाता है। H का अणु₂ न केवल पहले इसे अपने सहसंयोजक बंधन को तोड़ना चाहिए, बल्कि यह भी, क्योंकि यह इसके बीच बहुत छोटा, कुशल टकराव है और इसे जोड़ा जाने वाला यौगिक कम होने की संभावना है।.

हाइड्रोजन रिसेप्टर यौगिक कार्बनिक या अकार्बनिक हो सकता है। कार्बनिक यौगिकों में जहां उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण के अधिक उदाहरण पाए जाते हैं; विशेष रूप से, जो फार्माकोलॉजिकल गतिविधि पेश करते हैं, या जिन्होंने अपनी संरचनाओं में धातु को शामिल किया है (ऑर्गोनोमेलिक यौगिक).

जब एच जोड़ा जाता है तो क्या होता है₂ कार्बन से भरी संरचना? यह उसके असंतोष को कम करता है, अर्थात, कार्बन सरल बांडों की अधिकतम डिग्री तक पहुंच सकता है जो बन सकते हैं.

इसलिए, एच₂ यह युगल (C = C) और त्रिक (C )C) बंधों में जोड़ा जाता है; हालाँकि इसे कार्बोनिल समूहों में भी जोड़ा जा सकता है (C = O).

इस प्रकार, क्षारीय और अल्केन्स को उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण द्वारा प्रतिक्रिया दी जाती है। सतही रूप से किसी भी संरचना का विश्लेषण करके, यह अनुमान लगाया जा सकता है कि यह एच को जोड़ देगा या नहीं₂ केवल डबल और ट्रिपल लिंक का पता लगाने के साथ.

सूची

• 1 उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण के लक्षण
  • १.१ हाइड्रोजन बंध का टूटना
  • १.२ प्रायोगिक
• 2 प्रकार
  • २.१ सजातीय
  • २.२ विषम
• 3 तंत्र
• 4 संदर्भ

उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण के लक्षण

इस प्रतिक्रिया का तंत्र छवि में दिखाया गया है। हालांकि, इसका वर्णन करने से पहले कुछ सैद्धांतिक पहलुओं को संबोधित करना आवश्यक है.

धूसर क्षेत्रों की सतह धात्विक परमाणुओं का प्रतिनिधित्व करती हैं, जैसा कि देखा जाएगा, हाइड्रोजनीकरण महिमा के उत्प्रेरक हैं.

हाइड्रोजन बंधन टूट जाता है

शुरुआत के लिए, हाइड्रोजनीकरण एक एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया है, अर्थात, यह कम ऊर्जा यौगिकों के गठन के परिणामस्वरूप गर्मी जारी करता है.

यह गठित सी-एच बांडों की स्थिरता से समझाया गया है, जिसे आणविक हाइड्रोजन के एच-एच बांड द्वारा आवश्यक इसके बाद के टूटने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।.

दूसरी ओर, हाइड्रोजनीकरण में हमेशा एच-एच बंधन का टूटना शामिल होता है। यह टूटना होमोलिटिक हो सकता है, जैसे कि कई मामलों में:

एच-एच => एच ∙ + H एच

या हेटेरोलिटिका, जो हो सकता है, उदाहरण के लिए, जब जस्ता ऑक्साइड हाइड्रोजनीकृत होता है, तो ZnO:

एच-एच => एच⁺ + एच^-

ध्यान दें कि दो टूटनों के बीच अंतर यह है कि बांड में इलेक्ट्रॉनों को कैसे वितरित किया जाता है। यदि वे समान रूप से वितरित किए जाते हैं (सहसंयोजक), प्रत्येक एच एक इलेक्ट्रॉन का संरक्षण करता है; जबकि यदि वितरण आयनिक रूप से होता है, तो कोई भी इलेक्ट्रॉनों के बिना समाप्त होता है, एच⁺, और दूसरा उन्हें पूरी तरह से जीतता है, एच^-.

उत्प्रेरक जलयोजन में दोनों टूटना संभव है, हालांकि होमोलिटिक इसके लिए एक तार्किक तंत्र के विकास की अनुमति देता है.

प्रयोगात्मक

हाइड्रोजन एक गैस है, और इसलिए, इसे बुदबुदाया और गारंटीकृत किया जाना चाहिए कि केवल यह तरल की सतह पर प्रबल होता है.

दूसरी ओर, हाइड्रोजनीकृत होने वाले यौगिक को एक माध्यम में घुलाना पड़ता है, चाहे वह पानी हो, शराब हो, ईथर हो, एस्टर हो या तरल एमाइन हो; अन्यथा, हाइड्रोजनीकरण बहुत धीरे-धीरे गुजरेगा.

एक बार जब हाइड्रोजनीकृत होने वाले यौगिक को भंग कर दिया जाता है, तो प्रतिक्रिया माध्यम में एक उत्प्रेरक भी होना चाहिए। यह प्रतिक्रिया की गति को तेज करने के लिए जिम्मेदार होगा.

उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण में आमतौर पर निकेल, पैलेडियम, प्लैटिनम या रोडियम के बारीक विभाजित धातुओं का उपयोग किया जाता है, जो लगभग सभी कार्बनिक सॉल्वैंट्स में अघुलनशील होते हैं। इसलिए दो चरण होंगे: विघटित यौगिक और हाइड्रोजन के साथ एक तरल चरण, और एक ठोस चरण, उत्प्रेरक.

ये धातुएं अपनी सतह में योगदान करती हैं ताकि हाइड्रोजन और यौगिक प्रतिक्रिया करते हैं, इस तरह से कि बंधन टूट जाते हैं.

इसी तरह, वे प्रजातियों के प्रसार के स्थान को कम कर देते हैं, जिससे प्रभावी आणविक टकराव की संख्या बढ़ जाती है। इतना ही नहीं, बल्कि प्रतिक्रिया धातु के छिद्रों के भीतर भी होती है.

टाइप

सजातीय

जब एक ही चरण में प्रतिक्रिया माध्यम होता है तो सजातीय उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण की बात होती है। यहाँ उनके शुद्ध राज्यों में धातुओं के उपयोग के लिए कोई जगह नहीं है, क्योंकि वे अघुलनशील हैं.

इसके बजाय, इन धातुओं के organometallic यौगिकों का उपयोग किया जाता है, जो घुलनशील हैं, और उच्च पैदावार के लिए दिखाए गए हैं।.

इन ऑर्गोनोमेटेलिक यौगिकों में से एक विल्किंसन उत्प्रेरक है: ट्रिस (ट्राइफेनिलफॉस्फ़ीन) रोडियम क्लोराइड, [(सी)₆एच₅)₃पी]₃RhCl। ये यौगिक एच के साथ एक जटिल बनाते हैं₂, एल्केन या एल्केनी के बाद की प्रतिक्रिया के लिए इसे सक्रिय करना.

सजातीय हाइड्रोजनीकरण विषम से कई अधिक विकल्प प्रस्तुत करता है। क्यों? क्योंकि रसायन विज्ञान ऑर्गोनोमेट्रिक यौगिक प्रचुर मात्रा में है: यह धातु (Pt, Pd, Rh, Ni) और लिगैंड्स (धातु केंद्र से जुड़े कार्बनिक या अकार्बनिक अणु) को बदलने के लिए पर्याप्त है, ताकि एक नया सिस्ट प्राप्त हो.

विजातीय

विषम उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण, जैसा कि अभी बताया गया है, के दो चरण हैं: एक तरल और एक ठोस.

धातु उत्प्रेरक के अलावा, ऐसे अन्य हैं जो एक ठोस मिश्रण से मिलकर होते हैं; उदाहरण के लिए, लिंडलर उत्प्रेरक, जो प्लैटिनम, कैल्शियम कार्बोनेट, सीसा एसीटेट और क्विनोलिन से बना है.

लिंडलर उत्प्रेरक की खासियत है कि यह अल्केन्स के हाइड्रोजनीकरण के लिए कमी है; हालांकि, यह आंशिक हाइड्रोजनीकरण के लिए बहुत उपयोगी है, अर्थात यह एल्काइन्स पर उत्कृष्ट रूप से काम करता है:

RCCR + एच₂ => आरएचसी = सीएचआर

तंत्र

छवि उत्प्रेरक के रूप में एक पुलीकृत धातु का उपयोग करके उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण के तंत्र को दिखाती है.

प्लैटिनम की धूसर सतह के साथ धूसर गोले मिलते हैं, कहते हैं। अणु H₂ (पर्पल कलर) धातु की सतह पर पहुंच जाता है जैसे टेट्रा एलेक्टीन एल्केन, आर₂सी = सीआर₂.

द एच₂ धातु परमाणुओं के माध्यम से चलने वाले इलेक्ट्रॉनों के साथ बातचीत होती है, और एक ब्रेक होता है और एक अस्थायी बंधन एच-एम बनाता है, जहां एम धातु है। इस प्रक्रिया के रूप में जाना जाता है chemisorption; यह रासायनिक बलों द्वारा सोखना है.

एल्केन एक समान तरीके से बातचीत करता है, लेकिन लिंक इसे अपने दोहरे बंधन (बिंदीदार रेखा) के साथ बनाता है। एच-एच बांड पहले ही अलग हो चुका है और प्रत्येक हाइड्रोजन परमाणु धातु से बंधे हुए हैं; उसी तरह यह ऑर्गोनोमेट्रिक उत्प्रेरकों में धातु केंद्रों के साथ करता है, जिससे एक मध्यवर्ती जटिल एच-एम-एच बनता है.

तब डबल बांड के लिए एच का एक प्रवास होता है, और यह धातु के साथ एक बंधन बनाते हुए खुलता है। फिर, शेष एच मूल दोहरे बंधन के अन्य कार्बन में शामिल हो जाता है, और उत्पादित अल्केन को अंततः जारी किया जाता है, आर₂कोर्ट-CHR₂.

यह तंत्र सभी एच तक कई बार आवश्यक के रूप में दोहराया जाएगा₂ पूरी तरह से प्रतिक्रिया व्यक्त की है.

संदर्भ

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