導入
水素化は、二水素(H 2 )分子の付加からなる化学反応です。この反応は通常、有機化合物を還元または飽和させるために使用されます。この反応には通常、触媒が必要ですが、触媒を使用しない反応には非常に高い温度が必要です。
水素化の逆反応を脱水素化といいます。水素の添加中に結合が切断される反応は、水素化分解と呼ばれます (この反応は、炭素-炭素結合だけでなく、炭素-ヘテロ原子結合 (O、N、X) にも当てはまります)。水素化はプロトン化や水素化物付加とは異なります。水素化では、生成物は反応物と同じ電荷を持ちます。
水素化反応では、一般的に水素源として二水素ガスが使用されます。しかし、この反応は比較的重要であるため、数多くの技術が開発されており、その中には H 2以外のソースを使用するものもあります。このタイプの反応は移動水素化と呼ばれます。
水素化反応は多くの分野、特に石油化学（アルケンからアルカンへの変換）や食品産業（不飽和脂肪から飽和脂肪への水素化）で有用です。
歴史
水素化反応は、水素化プロセスの父と考えられているフランスの化学者ポール・サバティエによって 1897 年に初めて記載されました。 1897 年に、彼は触媒として微量のニッケルを導入するとガス状炭化水素への水素の添加が容易になることを発見しました。このプロセスは現在サバティエ法として知られています。有機化合物の水素化に関する数多くの研究により、特に 1912 年に同じくフランスの化学者ヴィクトル・グリニャールと共同でノーベル化学賞を受賞しました。
その後、水素化は多くのプロセスで使用されました。
- ヴィルヘルム・ノーマンは、世界規模の新産業となる液体油の水素化に関する特許を 1902 年にドイツで、1903 年にイギリスで取得しました。
- ハーバー・ボッシュ法は、1905 年に初めて記載された商業的に非常に重要なプロセスであり、二窒素の水素化を使用します。
- 1922 年に記載されたフィッシャー・トロプシュ法では、石炭から容易に得られる一酸化炭素が水素化されて液体燃料になります。
1922 年に、Voorhees と Adams は、高圧で水素化を実行するための装置を記載しました。パールシェーカーは、ボーヒーズとアダムスの研究に基づいて、高温高圧での水素化を可能にする最初の装置であり、1926 年に商品化され、今でも一般的に使用されています。 1938 年、オットー ローレンは、アルケンへの水素と一酸化炭素の両方の付加を使用してアルデヒドを生成するオキソ (ヒドロホルミル化) プロセスを説明しました。このプロセスには CC 結合の形成が含まれるため、その多数のバリエーション (カルボニル化を参照) と同様に、今日でも非常に重要です。 1960 年代には、ウィルキンソン触媒などの均一触媒が開発されました。 1980 年代、野依の不斉水素化は、不斉合成における水素化の最初の応用の 1 つであり、特定の化学製品 (ファインケミカル) の製造を可能にする成長分野でした。 2004 年には、高度な水素化装置である H-Cube が開発されました。
