Katalytický cyklus - Catalytic cycle

v chemie, a katalytický cyklus je vícestupňový reakční mechanismus, který zahrnuje a katalyzátor.^[1] Katalytický cyklus je hlavní metodou pro popis úlohy katalyzátorů v biochemie, organokovová chemie, bioanorganická chemie, věda o materiálech atd.

Protože se katalyzátory regenerují, jsou katalytické cykly obvykle psány jako posloupnost chemických reakcí ve formě smyčky. V takových smyčkách znamená počáteční krok vazbu jednoho nebo více reaktantů katalyzátorem a posledním krokem je uvolnění produktu a regenerace katalyzátoru. Články o Proces společnosti Monsanto, Wackerův proces a Heckova reakce ukazují katalytické cykly.

Katalytický cyklus pro převod A a B na C.

Katalytický cyklus nemusí být nutně plný mechanismus reakce. Může se například stát, že byly detekovány meziprodukty, ale není známo, jakými mechanismy probíhají skutečné elementární reakce.

Prekatalyzátory

Prekatalyzátory nejsou katalyzátory, ale jsou prekurzory katalyzátorům. Prekatalyzátory se v reaktoru přeměňují na skutečné katalytické druhy. Identifikace katalyzátorů vs. prekatalyzátorů je důležitým tématem výzkumu katalýzy.

Často se nazývá přeměna prekatalyzátoru na katalyzátor aktivace katalyzátoru. Mnoho halogenidů kovů je prekatalyzátorem polymerace olefinů viz Kaminský katalyzátor a Ziegler-Nattaova katalýza. Prekatalyzátory, např. chlorid titaničitý, jsou aktivovány pomocí organoaluminiové sloučeniny, které fungují jako katalyzátorové aktivátory.^[2] Oxidy kovů jsou často klasifikovány jako katalyzátory, ale ve skutečnosti jsou téměř vždy předkatalyzátory. Mezi aplikace patří metateze olefinů a hydrogenace. Oxidy kovů vyžadují pro vstup do katalytického cyklu určité aktivační činidlo, obvykle redukční činidlo.

Katalytické cykly často ukazují konverzi prekatalyzátoru na katalyzátor.

Obětní katalyzátory

Často tzv obětní katalyzátor je také součástí reakčního systému za účelem regenerace skutečný katalyzátor v každém cyklu. Jak název napovídá, obětovaný katalyzátor není regenerován a je nevratně spotřebován, tedy vůbec ne katalyzátor. Tato obětovaná sloučenina je také známá jako a stechiometrický katalyzátor po přidání stechiometrický množství ve srovnání s hlavním reaktant. Pravým katalyzátorem je obvykle drahá a složitá molekula, která se přidává v co nejmenším množství. Stechiometrický katalyzátor na druhé straně by měl být levný a bohatý.^{[Citace je zapotřebí ]} „Obětní katalyzátory“ jsou přesněji označovány jejich skutečnou rolí v katalytickém cyklu, například jako redukční činidlo, konečné oxidační činidlo nebo iniciátor.

Reference