Каталитический цикл
В химии каталитический цикл - это многоэтажный механизм реакции , который включает в себя катализатор . [ 1 ] Каталитический цикл является основным методом описания роли катализаторов в биохимии , органометаллической химии , бионорганической химии , материалости и т. Д.
Поскольку катализаторы регенерируются, каталитические циклы обычно записываются в виде последовательности химических реакций в форме петли. В таких циклах начальный шаг влечет за собой связывание одного или нескольких реагентов катализатором, а последним шагом является высвобождение продукта и регенерация катализатора. Статьи о процессе Monsanto , процессе Wacker и чертной реакции показывают каталитические циклы.
Каталитический цикл не обязательно является полным механизмом реакции. Например, возможно, что промежуточные соединения были обнаружены, но неизвестно, какие механизмы происходят фактические элементарные реакции .
Докатализаторы
[ редактировать ]Перекатализаторы не являются катализаторами, но являются предшественниками катализаторов. Паркатализаторы преобразуются в реакторе в фактические каталитические виды. Идентификация катализаторов против предкатализаторов является важной темой в исследованиях катализа.
Превращение докатализатора в катализатор часто называют активацией катализатора . Многие металлические галогениды являются прекатализаторами для полимеризации алкена , см. Каминский катализатор и катализ Ziegler-Natta . Перетализаторы, например, трихлорид титана , активируются органоалуминиями , которые функционируют как активаторы катализатора . [ 2 ] Оксиды металлов часто классифицируются как катализаторы, но на самом деле почти всегда являются предварительными катализаторами. Применение включает метатезис олефина и гидрирование . Оксиды металлов требуют некоторого активирующего реагента, обычно восстанавливающего агента, для попадания в каталитический цикл.
Часто каталитические циклы показывают конверсию докатализатора в катализатор.
Жертвенные катализаторы
[ редактировать ]Часто так называемый жертвенный катализатор также является частью системы реакции с целью восстановления истинного катализатора в каждом цикле. Как следует из названия, жертвенный катализатор не регенерирован и необратимо потребляется, тем самым не катализатор вообще. Это жертвенное соединение также известно как стехиометрический катализатор при добавлении в стехиометрических количествах по сравнению с основным реагентом . Обычно истинный катализатор является дорогой и сложной молекулой и добавляется в количествах как можно меньше. Стехиометрический катализатор, с другой стороны, должен быть дешевым и обильным. [ Цитация необходима ] «Жертвные катализаторы» более точно упоминаются их фактической ролью в каталитическом цикле, например, в качестве восстановителя.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Кинетика каталитических реакций 2005 г. М. Альберт Ваннис
- ^ Манфред Бохманн (2010). «Химия активации катализатора: случай катализаторов полимеризации группы 4». Органометаллики . 29 : 4711–4740. doi : 10.1021/om10044447 .