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La deidrogenazione, in chimica, è il processo in cui i composti organici perdono idrogeno, con formazione di doppi legami fra atomi di carbonio. La deidrogenazione si svolge quasi sempre in fase gassosa, talvolta a pressioni ridotte, e può essere termica o, più frequentemente, catalitica.
In biochimica, la deidrogenazione è il processo ossidativo reversibile consistente nel trasporto di una coppia di atomi di idrogeno da un composto organico (donatore) a un altro (accettore); il processo è catalizzato da enzimi specifici detti deidrogenasi: un esempio è l'alcol deidrogenasi.
Le deidrogenazioni di interesse industriale vengono quasi sempre condotte cataliticamente: le più importanti riguardano la produzione di benzene da cicloesano, di naftalina, di decalina di stirolo da etilbenzene e la fabbricazione di aldeidi da alcooli (in particolare l'ottenimento di aldeide formica da alcool metilico). Particolare interesse presenta la deidrogenazione di idrocarburi saturi alle olefine corrispondenti.
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