Catalytic hydrogenation

소개

2020-2학기 해당과목 A+ 레포트입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 실험 기구 및 시약
4. 실험 과정
5. 실험 결과
6. 토의
7. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
- 수소화 반응을 알고 촉매 수소화를 이해할 수 있다.
- NMR을 측정하여 분자의 구조를 이해할 수 있다.

2. 실험 이론
1) 산화와 환원
(1) 산화
- 물질이 전자를 잃거나, 수소를 잃거나 산소를 얻었을 때 물질이 산화되었다고 한다.
- 유기화학적 관점에서 산화는 탄소의 전자 밀도를 낮추는 것을 뜻한다. C-O, C-N, C-X 결합을 생성하거나, C-H 결합이 끊어질 때 물질이 산화되었다고 한다.

(2) 환원
- 물질이 전자를 얻거나, 수소를 얻거나 산소를 잃었을 때 물질이 환원되었다고 한다.
- 유기화학적 관점에서 환원은 탄소의 전자 밀도를 높이는 것을 뜻한다. C-H 결합을 생성하거나, C-O, C-N, C-X 결합이 끊어질 때 물질이 환원되었다고 한다.

2) 수소화 (Hydrogenation)
(1) 촉매 수소화 (Catalytic hydrogenation)
- 촉매 수소화는 알켄의 환원 반응의 일종으로, 촉매(Catalyst)의 존재 하에서 알켄이 H_2와 반응하며 알케인을 생성하는 반응이다.
- 이 때, 촉매로는 보통 Platinum이나 Palladium이 사용된다. Palladium은 Pd/C(charcoal)과 같이 매우 고운 가루의 형태로 사용되는데, 이는 물질의 표면적을 넓혀 촉매로서의 역할을 효과적으로 할 수 있도록 하기 위해서이다.
- 촉매 수소화는 다른 유기 반응들과는 다르게 불균일(heterogeneous)한 반응이다. 따라서 촉매 수소화 반응은 균일한 용액 전체에서 일어나는 것이 아니라 고체 형태의 촉매 입자의 표면에서 이중 결합과 수소가 반응하며 일어난다.

(2) 금속 촉매 수소화의 메커니즘
- 먼저 촉매의 표면에 H_2가 흡수된 후 H 원자로 분해된다.
- 알켄이 π 결합을 통해 촉매 표면에 흡수된다.

참고자료

· Organic chemistry (9th) / John McMurry / CENGAGE / P. 235~238
· 기체, 액체 크로마토그래피 및 질량 분석학 / 김택제 외 2 / 자유아카데미 / P. 27~28
· NMR: 핵자기공명 분광학 / 이석근 / 자유아카데미 / P.22~24