脱水素

化学において、脱水素は、通常は有機分子から水素を除去する化学反応です。これは水素化の逆反応です。脱水素は、有用な反応であると同時に深刻な問題でもあるため重要です。最も単純な形では、比較的反応性が低く価値の低いアルカンを、反応性が高く価値の高いアルケンに変換する有用な方法です。アルケンは、アルデヒド（R−CH=O）、アルコール（R−OH）、ポリマー、芳香族化合物の前駆体です。^{[ 1 ]}問題のある反応としては、有機基質の脱水素重合であるコークス化 によって、多くの触媒の汚染と不活性化が生じます。 ^{[ 2 ]}

脱水素反応を触媒する酵素は脱水素酵素と呼ばれる。

アルカンの熱分解と比較して、酸化脱水素（ODH）は、次の2つの理由から注目されています。（1）高温では望ましくない反応が起こり、コークス化や触媒の失活につながるため、触媒の頻繁な再生が避けられない、（2）熱脱水素は大量の熱を必要とするため高価である。n-ブタンの酸化脱水素（ODH）は、従来の脱水素、スチームクラッキング、流動接触分解プロセスの代替手段です。^{[ 5 ] [ 6 ]}

ホルムアルデヒドは、メタノールの酸化的脱水素によって工業的に製造されます。この反応は、O ₂を受容体として使用する脱水素とみなすこともできます。最も一般的な触媒は、銀金属、酸化鉄(III) ^{[ 7 ]}、モリブデンが濃縮された表面を持つ鉄モリブデン酸化物[例えば、モリブデン酸鉄(III) ] ^{[ 8 ]} 、またはバナジウム酸化物です。一般的に使用されているホルモックスプロセスでは、メタノールと酸素が、モリブデンおよび/またはバナジウムと組み合わせた酸化鉄の存在下で約250～400 °C (480～750 °F)で反応し、化学式に従ってホルムアルデヒドを生成します。^{[ 9 ]}   

2 CH ₃ OH + O ₂ → 2 CH ₂ O + 2 H ₂ O

有機化合物の脱水素化プロセスは多岐にわたることが報告されている。これらの脱水素化は、ファイン有機化学品の合成において重要である。^{[ 10 ]}このような反応は、遷移金属触媒に依存することが多い。^{[ 11 ] [ 12 ]}官能基を持たないアルカンの脱水素化は、均一系触媒によって行うことができる。特にこの反応に活性なのはピンサー錯体である。^{[ 13 ] [ 14 ]}

アミンの脱水素化によるニトリル生成は、五フッ化ヨウ素（IF）などの様々な試薬を用いて行うことができる。₅ )

典型的な芳香族化反応では、シクロヘキセンなどの6員環脂環式化合物は、水素化受容体の存在下で芳香族化される。硫黄とセレンは、この反応を促進する元素である。実験室規模では、キノン類、特に2,3-ジクロロ-5,6-ジシアノ-1,4-ベンゾキノン（DDQ）が有効である。

シランの脱水素カップリングも開発されている。^{[ 15 ]}

n PhSiH ₃ → [ PhSiH] _n + n H ₂

アミンボランの脱水素反応は関連反応である。このプロセスはかつて水素貯蔵の可能性から注目を集めた。^{[ 16 ]}