El procés de solut envoltat d’un dissolvent s’anomena solvació i el valor de solvació es refereix al nombre de molècules de dissolvent que envolten un ió. En general, el grau de solvació augmenta amb l’augment del nombre de càrrega i la disminució del radi d’ions.
La reactivitat d’una espècie augmenta a mesura que el grau de solvació disminueix, ja que les molècules solvades protegeixen els reactants i dispersen la càrrega.
Una part d’una molècula pot ser més fàcilment solvada per un altre dissolvent. Per exemple:
Solvents de protons dipolars, com DMSO, cations de solvat, facilitant reaccionar una altra porció d'anions.
Els èters de la corona, que s’utilitzen habitualment com a catalitzadors de transferència de fase (PTC), també formen complexos amb cations per millorar l’activitat dels llocs anióics.
En una barreja de dissolvents, dos dissolvents poden solvar diferents parts de molècules, donant lloc a una millor solubilitat del dissolvent mixt que qualsevol solvent.
Hi ha un clar exemple de com la disminució del grau de solvació d’hidròxid de sodi afecta la seva reactivitat: l’alcalinitat de l’hidròxid de sodi sòlid (trihidrat) és 50000 vegades superior a la del 15% d’hidròxid de sodi (11 hidrats). Es diu que PTC produeix "anions exposats", però és necessària una petita quantitat d'aigua, especialment per a les reaccions de transferència de fase de líquid sòlid. Per tant. El contingut d’humitat és un paràmetre clau en el desenvolupament de la catàlisi de transferència de fases. ) La solvació és un dels molts factors importants a tenir en compte a l’hora d’escollir un dissolvent.
Les categories de dissolvents també es poden dividir en les categories següents:
a. Solvents protònics o dissolvents donants d’enllaç d’hidrogen (àcids Lewis), com l’aigua, l’etanol, l’àcid acètic i l’amoníac;
b. Solvents acceptadors d’enllaços d’hidrogen (bases de Lewis), com l’aigua, la trietilamina, l’acetat d’etil, l’acetona i la DMF;
c. Solvents no protons polars, també coneguts com a "dissolvents no hidroxiles", com DMSO, DMF i dimetilacetamida DMAC;
d. Solvents alcans clorats, com ara diclorometan, cloroform i tetraclorur de carboni;
e. Dissolvents de fluorocarbon, com l’hexafluoroisopropanol;
f. Dissolvents d’hidrocarburs com l’hexà, l’isooctà i el toluen;
g. Líquids iònics;
h. Gasos supercrítics, com el diòxid de carboni supercrític.
El millor dissolvent ha de ser capaç de cristal·litzar i precipitar directament el producte de la reacció. Tot i que de vegades pot ser difícil d’aconseguir, és important tenir en compte els següents punts d’orientació:
a. Proporcionar condicions de producció a gran escala segures i inofensives per a equips i operadors;
b. Les propietats fisicoquímiques dels dissolvents, com la polaritat, el punt d’ebullició i la miscibilitat d’aigua, afecten la velocitat de reacció, la separació de fase, l’efecte de cristal·lització i l’eliminació de components volàtils a través de sòlids azeotròpics o secs;
c. Altres propietats físiques i químiques, com la viscositat de la barreja, afecten la massa i la transferència de calor, la formació de subproductes i el transport físic;
d. La dificultat de reciclar i reutilitzar dissolvents afecta molt el cost del producte (COG).
El principi clau per seleccionar dissolvents per augmentar el procés ràpid és que les reaccions homogènies solen ser molt més ràpides i fàcils d’escalar que les reaccions heterogènies. Si calen condicions heterogènies, cal seleccionar el dissolvent i les condicions de reacció per fer que la barreja de reacció sigui líquida i fàcil de barrejar. Per a les reaccions tradicionals d’hidrogenació, l’agitació efectiva és crucial a causa del sistema de dispersió de gasos líquids. En molts casos, la separació del producte pot impulsar la reacció per continuar. El millor és cristal·litzar en lloc de formar precipitats o substàncies olioses, ja que això implicarà les matèries primeres.
Per a alguns processos de reacció, les condicions heterogènies són avantatjoses. Les condicions heterogènies poden accelerar les reaccions o reduir la degradació dels productes en condicions de reacció.
