In the hydrogenation of thiophenealdehyde various hydrogenation products can be formed depending on the reaction condition and the type of the catalyst. Over copper containing catalyst thiophene ring is not hydrogenated while carbonyl group is hydrogenated, and thiophene ring is also hydrogenated over nickelalumina catalyst.
The interaction between the Cu(Ⅱ) ion and the thiophene ring was demonstrated in EPR spectra. With the adsorption of thiophene on CuY zeolite, new high field band with a peak width of 11 gauss and g-factor of 2.0019 appeared in EPR spectrum, while the original signal of Cu(Ⅱ) decreased. The appearances of the new bands were also observed when 2-methylfuran, 2,5-dimethylfuran, 2-methylthiophene, 3-methylthiophene, pyrrole, N-methylpyrrole were adsorbed on CuY. In the EPR spectra of 2- methylfuran, 2-methylthiophene, and 2,5-dimethylfuran adsorbed on CuY, the new bands had hyperfine coupling structures. When N-methylpyrrole and 3-methylthiophene were used as adsorbates, however, the hyperfine couplings did not appear. These results indicate that copper(Ⅱ) ions form the charge transfer complexes with the rings of heteroaromatic compounds but not with only heteroatoms. In other words, the copper ions interact with the rings in perpendicular geometry not in parallel geometry with only heteroatoms. As a result, in the hydrogenation of thiophenealdehyde copper(Ⅱ) ion plays an important role as one of active species for the selective formation of methylthiophene.
티오펜 알데히드의 수소화 반응에서는 반응 조건 및 촉매의 종류에 따라 수소화된 생성물이 달라지게된다. 구리 이가 이온이 포함되어 있는 촉매를 사용하면 카르보닐기는 수소화되고 티오펜 고리가 수소화되지 않는 반면에 니켈-알루미나 촉매를 사용하면 티오펜 고리까지도 수소화됨을 볼 수 있다.
이렇게 구리를 포함한 촉매를 사용했을때 일어나는 선택적인 수소화 반응을 구리 이가 양이온과 티오펜 고리간의 상호 작용으로 설명하였다. 이때의 상호 작용은 전자 스핀 공명 스펙트럼에서 새로운 피크가 나타남으로써 확인했다. 티오펜을 구리가 교환된 제올라이트에 흡착시키면 g값이 2.0019에서 피크 폭이 11가우스인 새로운 피크가 나타나고 구리 이가 이온에 의한 피크는 없어진다. 이러한 새로운 피크는 메틸푸란, 디메틸푸란, 메틸 티오펜, 피롤, N-메틸 피롤을 흡착시켰을때도 나타난다.
메틸 푸란이나 디메틸 푸란을 흡착시키면 2-메틸 티오펜과 마찬가지로 새로 나타나는 피크는 초미세 구조를 가지나 N-메틸 피롤을 흡착시키면 새로운 피크는 초미세 구조를 갖지 않는다. 이러한 사실로 부터 구리 이가 이온은 헤테로 방향족 고리 화합물과 전하 이동 착물을 형성할 때 고리와 수직한 기하학적 모양을 이루지, 헤테로원자와 수평으로 기하학적 형태를 이루는 것이 아님을 알 수 있다. 결론적으로 티오펜 알데히드의 수소화 반응에서 구리 이가 이온은 선택적으로 메틸 티오펜을 생성하는데 결정적 역할을 한다고 생각된다.