hidrogenação de alcenos

adição de hidrogénio a uma ligação dupla carbono-carbono é chamada hidrogenação. O efeito global de tal adição é a remoção redutiva do grupo funcional de dupla ligação. Regioseletividade não é uma emissão, Uma vez que o mesmo grupo (um átomo de hidrogênio) Está ligado a cada um dos carbons de dupla ligação. A fonte mais simples de dois átomos de hidrogênio é hidrogênio molecular (H2), mas misturar alcenos com hidrogênio não resulta em qualquer reação discernível. Embora a reação de hidrogenação geral seja exotérmica, uma alta energia de ativação impede que ocorra em condições normais. Esta restrição pode ser contornada pelo uso de um catalisador, como mostrado no diagrama seguinte.

catalisadores são substâncias que alteram a taxa (velocidade) de uma reacção química sem serem consumidas ou aparecerem como parte do produto. Os catalisadores agem baixando a energia de ativação das reações, mas não alteram a energia potencial relativa dos reagentes e produtos. Metais finamente divididos, como platina, paládio e níquel, estão entre os catalisadores de hidrogenação mais amplamente utilizados. A hidrogenação catalítica ocorre em pelo menos duas fases, como descrito no diagrama. Em primeiro lugar, o alceno deve ser adsorvido na superfície do catalisador juntamente com algum do hidrogênio. Em seguida, dois hidrogénios mudam da superfície de metal para os carbonos da dupla ligação, e o hidrocarboneto saturado resultante, que é mais fraco adsorvido, deixa a superfície do catalisador. A natureza exacta e o calendário dos últimos acontecimentos não são bem compreendidos.

Como mostrado no diagrama de energia, a hidrogenação de alcenos é exotérmica, e o calor é liberado correspondente ao ΔE (verde colorido) no diagrama. Este calor de reação pode ser usado para avaliar a estabilidade termodinâmica de alcenos com diferentes números de substituintes de alquilo na ligação dupla. Por exemplo, o quadro que se segue enumera as bacias de hidrogenação de três alcenos C5H10 que produzem o mesmo produto de alcano (2-metilbutano). Uma vez que um grande calor de reação indica um reagente de alta energia, estes aquecimentos são inversamente proporcionais às estabilidades dos isômeros de alceno. Para uma aproximação áspera, vemos que cada substituinte alquilo em uma ligação dupla estabiliza este grupo funcional em um pouco mais de 1 kcal/mole.

Alkene Isómero	(CH3)2CHCH=CH2 3-metil-1-buteno	CH2=C(CH3)CH2CH3 2-metil-1-buteno	(CH3)2C=CHCH3 2-metil-2-buteno
Calor de Reação ( ΔHº )	-30.3 kcal/mole	-28.5 kcal/mole	-26.9 kcal/mole

a Partir do mecanismo mostrado aqui, nós esperaríamos que a adição de hidrogênio ocorre com syn-stereoselectivity. Isto é muitas vezes verdade, mas os catalisadores de hidrogenação também podem causar isomerização da dupla ligação antes da adição de hidrogênio, caso em que a estereosseletividade pode ser incerta.a formação de complexos metálicos de transição com alcenos tem sido demonstrada de forma convincente pelo isolamento de complexos de platina estáveis como o sal de Zeise, K. H2O, e etilenobis(Trifenilfosfina)platina, 2Pt(H2C=CH2). Neste último, a platina é de três coordenadas e de valor zero, enquanto o sal de Zeise é um derivado da platina(II). Um modelo de sal de Zeise e uma discussão da ligação incomum em tais complexos podem ser vistos clicando aqui. Complexos similares foram relatados para níquel e paládio, metais que também funcionam como catalisadores para hidrogenação de alceno.

a non-catalytic procedure for the syn-addition of hydrogen makes use of the unstable compound diimide, N2H2. Este reagente deve ser recentemente gerado no sistema de reação, geralmente por oxidação de hidrazina, e a reação fortemente exotérmica é favorecida pela eliminação de gás nitrogênio (um composto muito estável). A diimida pode existir como isómeros cis-trans; apenas o isómero cis serve como agente redutor. Exemplos de reduções de alceno por ambos os procedimentos são mostrados abaixo.