Общий механизм катализа

Общий механизм катализа [c.263]

Окончание работы над этой книгой задержалось в связи с выполнением во время войны других более срочных обязанностей. За этот период с чрезвычайной быстротой развивалась новая область органической химии — химия свободных радикалов, которая позволила объяснить механизм некоторых промышленно-важных химических процессов, в частности таких, как полимеризация и автоокисление. Кроме того, химия свободных радикалов дала возможность создать более ясное представление, по крайней мере, об одном из общих механизмов катализа. Поэтому стало необходимым изменить первоначальный план книги и, не ограничиваясь монографическим описанием лишь немногих отдельных реакций, включить в нее общий обзор всех реакций, относящихся к данной области, с тем чтобы подчеркнуть важность необходимого теоретического фундамента химии свободных радикалов. Можно надеяться, что подобное изменение усилит интерес к книге и привлечет к ней внимание специалистов на более длительный срок. [c.8]

Разложение диазосоединений, в отличие от нитрамида, катализируют кислоты, а не основания. Общий механизм катализа можно представить следующей схемой [c.196]

ОБЩИЙ МЕХАНИЗМ КАТАЛИЗА [c.36]

А. Кекуле выдвинул соображения об общем механизме катализа. [c.557]

Термин межфазный катализ в настоящее время наиболее употребителен. Он используется как в учебниках, справочниках, рефератах и энциклопедиях, так и в сборниках органических синтезов. Для того чтобы применять вышеупомянутый общий механизм к различным реакциям межфазного катализа, необходимо модифицировать этот механизм . Макоша предпочитает исключать некоторые реакции из числа истинных межфазных каталитических реакций и называет их так называемыми межфазными каталитическими реакциями или каталитическими двухфазными реакциями . Однако в настоящем [c.14]

К настоящему времени в гетерогенном катализе накоплены огромные запасы информации разнопланового характера, начиная от общих фундаментальных закономерностей и кончая результатами тончайших прецезионных экспериментов, вскрывающих отдельные нюансы физико-химических механизмов катализа [1]. Проблема гетерогенного катализа имеет в настоящее время множество направлений теоретического, экспериментального и прикладного характера, связанных с созданием новых технологий. Перед разработчиками промышленных каталитических процессов стоит непростая проблема как в современных условиях научиться быстро осваивать накопленные и все возрастающие запасы информации по проблемам гетерогенного катализа и эффективно, с максимальной отдачей использовать эти запасы при решении практических задач в различных отраслях народного хозяйства [c.5]

Учитывая накопленный экспериментальный материал, а также достигнутый на сегодня уровень теоретических обобщений, можно утверждать, что первый (качественный) аспект проблемы не вызывает принципиальных затруднений. В настоящее время в теории катализа установлен ряд общих механизмов этого явления, что открывает путь к научной классификации реакций и катализаторов по механизмам их действия. Это, в свою очередь, позволяет априори предсказывать, какая группа веществ может оказаться катализаторами для данной реакции. [c.57]

Общий механизм каталитического действия координационных комплексов сводится к облегчению электронных переходов в общей системе электронов и ядер внутри комплекса по сравнению с переходами между отдельными молекулами. С этих позиций естественно считать, что стадия образования координационных комплексов может ускорять как реакции окисления—восстановления, так и реакции перераспределения валентных связей (ин-тра- и интермолекулярные), поскольку между различными молекулами, входящими в координационную сферу комплекса в качестве лигандов, взаимодействие облегчается 5, 61. В случае гетерогенного катализа через координационные комплексы можно рассматривать активный центр как металл (его ион) с незаполненной сферой лигандов и применять к нему уже известные общие и частные принципы связи между строением комплексообразующего иона или ненасыщенного комплекса с его каталитической активностью. Существенную роль в определении активности катализатора в координационном катализе играют стабильность первоначально образующегося комплекса в реакциях, протекающих по механизму замещения лигандов. В этом случае, как следует из общей теории катализа и принципа энергетического соответствия Баландина, должна наблюдаться экстремальная зависимость между активностью катализатора и стабильностью комплекса. [c.59]

Катализ первого класса, сокращенно называемый электронным катализом , осуществляется на твердых телах — проводниках электрического тока (металлах и полупроводниках). Эти тела обладают рядом общих физико-химических свойств, связанных с наличием в них подвижных электронов. Для тел-проводников характерна электропроводность, окраска (т. е. заметное поглощение света в видимой области спектра), термоэлектронная эмиссия и внешний фотоэффект. К этому классу относятся каталитические реакции окисления, восстановления, гидрирования, дегидрирования, объединяемые в тип гемолитических. Все они сопровождаются разделением электронов в электронных парах молекул. Общий механизм действия катализатора сводится при этом к облегчению электронных переходов в реагирующих молекулах за счет собственных электронов катализатора. [c.13]

Механизм окислительно-восстановительных реакций. В настоящее время многие исследователи весьма скептически относятся к идеям о связи каталитической активности с коллективными свойствами электронов твердого тела (см., например, [23]) и вновь склоняются к чисто химическим концепциям, близким к теории промежуточных соединений. Однако в рамках этих концепций, как ука- швалось в самом начале этой книги, нельзя объяснить многие факты и наиболее фундаментальный из них — явление промотирования и модифицирования без образования новой фазы. Поэтому более вероятным является широкая вариация механизмов катализа от реакций, связанных, главным образом, с коллективными свойствами электронов в твердом теле, до превращений, практически идентичных с объемными гомогенными реакциями. Рассмотрим общий подход к явлениям катализа на полупроводниках на примере наиболее типичных для них окислительно-восстановительных превращений. Для большей конкретности будет рассмотрен случай окисления органических соединений. [c.26]

Промышленные катализаторы большей частью представляют собой многокомпонентные и многофазные системы. К такого рода составам пришли эмпирически, часто в результате длительного поиска и последующего усовершенствования катализаторов. Одним из оснований для создания сложных катализаторов были наблюдения, что каталитическая активность двух пли нескольких соединений часто не аддитивна, а принимает экстремальные значения. Теоретические основы механизма действия и подбора сложных катализаторов серьезно стали разрабатываться сравнительно недавно и иока еще полностью не ясны. Здесь будут рассмотрены некоторые вопросы теории сложных катализаторов, непосредственно связанные с общей теорией катализа. [c.44]

По типу взаимодействия катализатора с реагирующими веществами все каталитические реакции делятся на два класса — окислительно-восстановительное гомолитическое) взаимодей ствие и кислотно-основное (гетеролитическое) взаимодействие. Катализаторами для окислительно-восстановительного катализа служат переходные металлы и оксиды металлов переменной валентности. Общий механизм окислительно-восстановительного катализа заключается в обмене электронами между катализатором и реагентами, который облегчает электронные переходы в реагирующих молекулах. Механизм ионного кислотно-основного катализа заключается в обмене протонами или ионами (анионами в катионами) между катализатором и реагирующими молекулами. Типичными катализаторами служат кислоты (доноры Н+) и основания (доноры ОН-). [c.106]

Каталитические реакции разделяются на три основные группы реакции гомогенного, гетерогенного и микрогетерогенного катализа. Н. И. Кобозев считает, что современные каталитические теории вообще бессильны объединить эти три группы общим механизмом, так к ак они неверно трактуют природу активных центров и их строение. Главным препятствием к обобщению каталитических процессов является принимаемая всеми концепция кристаллической природы активных центров при гетерогенном катализе, что и пресекает пути перехода к гомогенным и ферментативным реакциям. [c.145]

Атака Н2О ускоряется по механизму обще-основного катализа. [c.226]

Механизм общего основного катализа. [c.297]

Механизм общего кислотного катализа. [c.297]

М-1, с-1 [57]). В результате этого замедления даже для реакции с л-нитрофениловым эфиром становится заметным на опыте общий основной катализ второй молекулой имидазола. Присутствие в уравнении (3.10) члена с к указывает на участие в реакции механизма общеосновного катализа [c.101]

К каталитическим реакциям относятся самые разнообразные химические процессы. Поэтому в общем случае не существует какого-то единого механизма катализа, как нет общего признака, с помощью которого можно предсказать каталитическую активность данного вещества. Очень часто катализатор активирует один из реагентов (субстрат). Можно назвать 3 способа такой активации. [c.169]

Для фармации не менее важное значение имеет ферментативный катализ. Понимание механизма действия любого фермента возможно только на основе установления его химической природы и знания общей теории катализа. [c.10]

Экспериментально показано, что общий механизм активации двухатомных молекул позволяет в рамках единого подхода прогнозировать каталитические свойства в отношении таких важнейших процессов гетерогенного катализа, как процессы глубокого окисления, синтеза аммиака, гидрирования, которые ранее рассматривались как весьма далеко отстоящие друг от друга реакции. Это создает основу для обобщения опыта, накопленного при подборе катализаторов в отношении того или иного типа реакций, и перенесения его из одной области в другую. [c.250]

Попытки считать цепную схему общим механизмом катализа являются необоснованными. Образование радикалов — эндотеркп -ческий процесс, требующий больших затрат энергии для разрыва связей. Быстрое протекание цепных реакций возможно лишь потому, что на каждый образовавшийся с этой затратой энергии радикал образуется много звеньев цепи, воспроизводящих радикалы, вследствие чего концентрация последних значительно превышает равновесную концентрацию их. [c.102]

В качестве наиболее типичного примера реакций, протекающих по механизму общего кислотного катализа, являютс5с каталитические превращения углеводородов нефти, имеющие место в таких важных в нефтепереработке процессах, как катал1стический крекинг, изомеризация и алкилирование. [c.91]

В случае ацетальдегида найдено, что дегидратация диола в растворе ацетона, изученная дилатометрическими методами, подчиняется законам общего кислотного катализа [37]. (Реакция прямой гидратации была изучена Беллом с сотруд. [44].) Кислотный катализ протекает, по-видимому, по следующему механизму [c.489]

Каковы бы ни были конкретные взгляды, на механизм катализа, обычно признается существование активных центров на поверхности катализатора. Однако имеется и другая точка зрения. Например, Г. К. Боресков считает, что активных центров не существует и каталитическая активность является свойством, присущим всей поверхности твердого тела. Отсюда следует, что активность прямо пропорциональна общей поверхности катализатора и зависит только от его химического состава. Поэтому катализаторы одинакового химического состава должны иметь постоянную удельную активность. Для некоторых металличв" ских катализаторов такая точка зрения подтверждается опытч [c.338]

Многообразие каталитических процессов, огромное количество веществ различной природы, разното агрегатного состояния, применяемых в качестве катализаторов, делает маловероятным создание единой общей теории катализа. Скорее можно думать, чтч> существует несколько механизмов процессов, протекающих в присутствии катализаторов. [c.116]

Для гомогенного катализа можно далее выделить специфический кислотный, специфический основной, общий кислотный, общий основной, нуклеофильный и электрофильный. В специфическом кислотном катализе как катализатор действует простой протон, при специфическом основном — гидроксил-ион. При общекислотном или общеосновном катализе действуют любые соединения кислотного или основного характера соответственно. Ниже различные механизмы катализа показаны на реакции бро-мирования ацетона. При специфическом кислотном катализе [c.192]

Реакция может также проходить по механизму общего кислотного и/или общего основного катализа. Например, в буферном растворе, содержащем ацетат натрия, могут реализоваться как общекислотный, так и общеосновной механизмы [c.193]

Комияма и Бендер [98] также изучали системы с переносом заряда в сериновых иротеазах. В качестве модельной системы они исследовали реакцию гидролиза этилхлорацетата, катализируемую 2-бензимидазолуксусной кислотой по механизму общего основного катализа. [c.229]

Чтобы лучще понять механизм действия пиридоксаль-Р, остановимся подробно на реакции (7-3) превращение гомосеринфосфата в треонин. Это реакция элиминирования—гидратации. Первый процесс (рис. 7.10) включает альдимин кетиминную таутомерию-объект внутримолекулярного общего кислотного катализа близлежащей оксигруппой, за которым следует медленное расщепление С—Н-связи. Определяет скорость последняя стадия. [c.438]

Наряду с катализом за счет свободной энергии сорбции (см. 1—4 этой главы) ферментативные реакции находят источник ускорения в том, что молекула субстрата подвергается химической атаке не одной каталитической группой (как это происходит в гомогенно-каталитических реакциях второго порядка), а сразу несколькими. Это связано с тем, что третичная структура белка позволяет сосредоточить в активном центре фермента значительное число электрофильных и нуклеофильных групп, таких как имидазольная, карбоксильная, сульфгид-рильная, аммонийная, фенольная и др. (см. гл. I), которые, как известно из гомогенного катализа, представляют собой общекислотные и общеосновные катализаторы. Именно поэтому в промежуточных фермент-субстратных комплексах в принципе возможна атака сорбированной субстратной молекулы по механизмам общего кислотноосновного катализа. [c.61]

Катализ гидроксильной группой. Гидроксильная группа, подобно амидной, обладает исключительно слабо выраженными кислотноосновными свойствами. Для нее также не известен межмолекулярный катализ в гидролитических реакциях. Внутримолекулярное участие ионизованной гидроксильной группы обнаруживает гидролиз амида XXXIV, идущий по механизму общего основного катализа [481 [c.93]

Поведение молекул (XXXVII) оказалось более сложным. Зависимость скорости от pH определяется значением рКа аминогруппы, причем монопротонированная (по аминогруппе) молекула нереакционноспособна. Это позволяет сразу отвергнуть механизм общего кислотного катализа. Поэтому можно было бы полагать (следуя наблюдаемой pH-зависимости), что идет нуклеофильная атака диметиламино-группой. В этом случае скорость реакции с участием XXXVII (точки 14) нужно сопоставить со скоростью реакции с триметиламином [c.97]

Ионогенные группы имеют особенно важное значение для ферментативного катализа. В активных центрах всех изученных до настоящего времени ферментов обнаружены функциональные группы, способные присоединять или отщеплять протоны в области pH, оптимальной для проявления ферментативной активности. Исходя из этого, естественно, что рН-эффекты ишользуются для выявления каталитически важных ионогенных групп фермента и выяснения способов их участия в общем механизме ферментативного катализа. [c.218]

Вопрос о природе (строении) актиЕлых центров находится в стадии изучения и является предметом научных дискуссий. Вследствие этого единой теории действия, а поэтому и подбора катализаторов не существует. Можно лишь говорить об общих соображениях. Таковыми являются 1) катализатор должен быть способен к химическому взаимодействию хотя бы с одним реагентом 2) изменение энергии Гиббса взаимодействия катализатора с реагентами должно быть менее отрицательным, чем его изменение в катализируемой реакции. Однако в последние годы достигнуты большие успехи в представлениях о механизме катализа, позволившие выдвинуть некоторые общие принцигй, выбора катализаторов для различных типов реакций. Так, во многих случаях определяющим фактором в подборе катализаторов является положение элементов в периодической системе Д. И. Менделеева. На рис. 45 представлены результаты изучения каталитической активности металлов V и VI периодов в реакции разложения аммиака. Налицо периодичность изменения каталитических свойств с максимумами активности у железа и его ан алогов — рутения и осмия. [c.137]

НОЙ теории катализа, а поэтому и критерия подбора гетерогенных катализаторов, еще не разрабога-но. Все же в представлениях о механизме катализа достигнуты большие успехи, позволивщие выдвинуть некоторые общие принципы выбора катализаторов для различных типов реакций. Так, во многих случаях определяющим фактором в подборе катализаторов является положение элементов в периодической системе Д. И. Менделеева. На рис. 2.17 представлены результаты изучения относительной каталитической активности металлов четвертого - шестого периодов в реакции разложения аммиака. Представленный график показывает периодичность изменения каталитических свойств с максимумами активности у железа и его аналогов у рутения и осмия. [c.243]

Подобные пути выявления общих черт механизма катализа с последующим переходом к более общим и глубоким закономерностям подбора катализаторов для определенных групп аналогичных реакций за последнее время используются часто и приводят к практически важным результатам. Сюда относятся, в частности, систематические исследования X. М. Миначева, Д. В. Сокольского, В. Д. Соколовского, О. В. Крылова и их сотрудников [33—36]. Можно полагать, что и в будущем подобные подходы сохранят свое ведущее значение и позволят выявить принципиально новые концепции катализа. [c.250]

В другом механизме первая и вторая стадия протекают согласованно. Для гидролиза 2-(л-нитрофенокси)тетрагидропирана показано, что действует общий кислотный катализ [393] следовательно, в лимитирующей стадии происходит протонирование субстрата (т. 1, разд. 8.3). Реакции, в которых медленная стадия представляет собой протонирование субстрата, называются А-5е2 [394]. Однако если медленная стадия ограничивается протонированием субстрата, то следует ожидать, что в переходном состоянии протон будет находиться ближе к более слабому основанию (т. 1, разд. 8.3). Поскольку субстрат представляет собой намного более слабое основание, чем вода, то перенос протона в этом состоянии должен быть уже в значительной мере осуществлен. Однако коэффициент Брёнстеда оказался равным 0,5, что свидетельствует о том, что перенос протона произошел только примерно наполовину. Это можно объяснить. [c.105]

НОЙ стадии происходит протопирование субстрата), отметим следующие 1) с помощью метки 0 было показано, что в RO H = СНг расщепляется связь между винильным атомом углерода и атомом кислорода, а не связь R—О (409] 2) в реакции действует общий кислотный катализ [410] 3) при использовании D2O наблюдается изотопный эффект растворителя [410]. По аналогичному механизму под действием кислот гидролизуются енамины (т. 3, реакция 16-2). Фураны представляют собой разновидность виниловых эфиров, которые расщепляются кислотами, давая 1,4-дионы [c.107]

Хотя механизм ацилирования аминов изучался в основном на примере действия сложных эфиров, детали его до сих пор остаются не вполне понятными [731]. В широком аспекте представляется, что реакция идет по механизму Вдс2 [732]. В обычных щелочных условиях наблюдается общий основной катализ [733], что указывает на перенос протона на лимитирующей стадии, в которой участвуют две молекулы амина [734]. [c.159]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология