В химии , А каталитический цикл представляет собой реакцию многоступенчатый механизм , который включает в себя катализатор . [1] Каталитический цикл - это основной метод описания роли катализаторов в биохимии , металлоорганической химии , биоорганической химии , материаловедении и т. Д.
Поскольку катализаторы регенерируются, каталитические циклы обычно записываются как последовательность химических реакций в форме цикла. В таких циклах начальная стадия влечет за собой связывание одного или нескольких реагентов катализатором, а конечная стадия - это высвобождение продукта и регенерация катализатора. Статьи по процессу Монсанто , в процессе Wacker , и реакция Хека показывают каталитические циклы.
Каталитический цикл не обязательно является полным реакционным механизмом . Например, может быть, что промежуточные соединения были обнаружены, но неизвестно, с помощью каких механизмов происходят фактические элементарные реакции.
Предкатализаторы [ править ]
Предкатализаторы не являются катализаторами, а являются предшественниками катализаторов. Предварительные катализаторы превращаются в реакторе в настоящие каталитические частицы. Идентификация катализаторов по сравнению с предварительными катализаторами - важная тема в исследованиях катализа.
Превращение предкатализатора в катализатор часто называют активацией катализатора . Многие галогениды металлов являются предварительными катализаторами для полимеризации алкенов , см. Катализатор Каминского и катализ Циглера-Натта . Предварительные катализаторы , например трихлорид титана , активируются алюмоорганическими соединениями , которые действуют как активаторы катализаторов . [2] Оксиды металлов часто классифицируют как катализаторы, но на самом деле они почти всегда являются предварительными катализаторами. Применения включают метатезис и гидрирование олефинов.. Оксидам металлов требуется некоторый активирующий реагент, обычно восстанавливающий агент, чтобы войти в каталитический цикл.
Часто каталитические циклы показывают превращение предкатализатора в катализатор.
Жертвенные катализаторы [ править ]
Часто так называемый жертвенный катализатор также является частью реакционной системы с целью регенерации настоящего катализатора в каждом цикле. Как следует из названия, жертвенный катализатор не регенерируется и необратимо расходуется, поэтому вообще не является катализатором. Это жертвенное соединение также известно как стехиометрический катализатор при добавлении в стехиометрических количествах по сравнению с основным реагентом . Обычно настоящий катализатор представляет собой дорогую и сложную молекулу, добавляемую в как можно меньших количествах. С другой стороны, стехиометрический катализатор должен быть дешевым и доступным. [ необходима цитата ] «Жертвенные катализаторы» более точно относятся к их реальной роли в каталитическом цикле, например, как восстановитель, конечный окислитель или инициатор.
Ссылки [ править ]
- ^ Кинетика каталитических реакций 2005 М. Альберт Ваннис
- ^ Манфред Бохманн (2010). "Химия активации катализатора: случай катализаторов полимеризации группы 4". Металлоорганические соединения . 29 : 4711–4740. DOI : 10.1021 / om1004447 .
