Применение катализаторов в гомогенных системах (гомогенный катализ)

ПРИМЕНЕНИЕ КАТАЛИЗАТОРОВ В ГОМОГЕННЫХ СИСТЕМАХ (ГОМОГЕННЫЙ КАТАЛИЗ] [c.61]

В то время как в гомогенных реакциях в жидкой фазе требуется применение одного и более эквивалентов краун-эфира с высокой молекулярной массой по отношению к неорганической соли, для межфазного катализа достаточно каталитических количеств краун-соединений. Эго послужило причиной значительного развития работ по изучению применения краун-соединений для органического синтеза. Особый интерес представляет способность кра-ун-соединений действовать в качестве межфазных катализаторов не только в обычных системах жидкость - жидкость, например при катализе между водным раствором неорганической соли и органической фазой, но и в качестве катализаторов на границе твердой и жидкой фаз, например при ката- [c.208]

Следует отметить, что применение вышеописанных катализаторов гидрирования представляет практический интерес, так как они не требуют жестких условий реакции и в силу гомогенности системы практически каждый атом металла может принимать участие в катализе. [c.188]

Комплексные соединения переходных металлов в последнее время находят все большее практическое применение. Механизм их каталитического действия представляет интерес для понимания не только гомогенного, но, как будет показано ниже, и гетерогенного катализа. Большое значение комплексы переходных металлов играют в биологических системах. Ограничимся рассмотрением лишь небольшого числа гомогенных каталитических реакций, в которых комплексные соединения металлов являются катализаторами или образуются как промежуточные продукты в ходе химического превращения. [c.385]

Каталитические реакции, применяемые в большом масштабе в качестве промышленных процессов, являются в большинстве случаев гетерогенными. Хотя каталитические реакции этого типа уже рассматривались в предыдущих главах, тем не менее здесь будут изложены некоторые специфические случаи гетерогенных каталитических реакций, чтобы показать различия между гетерогенной и гомогенной системами. Для объясне-нения ускоряющего действия катализаторов в гетерогенных системах были предложены различные механизмы, именно 1) катализатор периодически окисляется и восстанавливается [514] 2) электроны, излучаемые из катализатора, ионизируют газы (реагируюыще компоненты), делая их способными реагировать [264], 3) реагирующие компоненты адсорбируются на катализаторе, причем более быстрое превращение происходит благодаря увеличению концентрации на поверхности [154, 177, 178, 470] или созданию условий повышения скорости реакции, и 4) изменяется молекулярное состояние реагирующих компонентов (образование атомов) [55, 514]. Наиболее вероятной причиной ускорения реакции считалась адсорбция газов на катализаторе. В гетерогенном газовом катализе, например, при окислении двуокиси серы в серную кислоту с применением различных катализаторов — платины или ванадиевой и мышьяковой кислот, экспериментально измеряемая скорость реакции — это скорость, с которой сернистый ангидрид диффундирует через слой адсорбированной трехокиси серы, в то время как газы, достигая поверхности катализатора, реагируют почти мгновенно. В противоположность этой группе гетерогенных каталитических реакций имеется другая группа, в которой реагирующие вещества образуют с очень большой скоростью адсорбционный слой на катализаторе, в котором происходит химическая реакция с небольшой скоростью. [c.176]

История развития области полимераналогичных реакций включает несколько этапов. Модификация целлюлозы, введение достаточно простых функциональных групп путем реакций замещения в полимерной цепи и полимераналогичных реакций по группам, сохранившимся после полимеризации, обусловили успехи в синтезе ионообменных полимеров и их практическом использовании (катализ путем ионного обмена). Большие успехи достигнуты и при иммобилизации энзимов, применении в качестве носителей гомогенных катализаторов, разработке специальных вариантов синтеза полимеров (например, синтез Мерифилда) и использовании функциональных полимеров для афинной хроматографии. Эти достижения привели к тому, что специфические полимераналогичные превращения на подходящих полимерных матрицах позволили вводить фиксированные на носителе определенные реакционноспособные группы. Полимеры, содержащие связанные с ними функциональные системы, часто называют полимерными реагентами. Необходимость направленного синтеза таких реагентов обусловлена специфическими областями их применения (например, полимерные катализаторы или полимерная фармакология). [c.78]

Синтез поликонденсационной смолы в лаборатории производится из фенола и формальдегида. При избытке фенола и применении в качестве катализатора минеральной кислоты получается новолачная смола. Перевод смолы в неплавкое состояние осуществляется добавкой формальдегида или гексаметилентетрамина (уротропина) (СН2)бН4, который также ускоряет отверждение (при нагревании разлагается на HjO и NH3). Таким образом получение феноло-формальдегидной смолы — это процесс гомогенного катализа (исходные вещества и катализатор в жидкой фазе), но в итоге процесса образуется гетерогенная система Ж — Ж — несмешивающиеся. [c.181]

Гомогенный катализ называется так потому, что и катализатор, и реагирующее химическое соединение находятся в одной и той же гомогенной фазе (фактически всегда в жидкой). Эго однозначно отделяет гомогенный катализ от гетерогенного, под которым понимают действие твердого катализатора в газофазных или жидкофазных реакциях. Таким образом, эти две каталитические системы, очевидно, совершенно различны по внешнему виду и экспериментальной технике, по теоретическому описанию и применению в промышленности. Однако более внимательное рассмотрение основных химических процессов, происходящих на элементарных стадиях каталитических реакций обоих типов, позволяет заметить и некоторое сходство. Например, определенные типы взаимодеютвия субстрат - катализатор, называемые на языке гетерогенного катализа "хемосорбцией", в терминах гомогенного катализа интерпретируются как "координация" субстрата к иону металла. В теории гетерогенного катализа начинают широко использовать многие химические термины, заимствованные из неорганической химии [1]. [c.19]

Изомеризация. Одной из важных целей Щ лочного катализа является активация углерод-водородных связей простых олефиновых и парафиновых углеводородов. Для активации таких простых систем обычно приходилось прибегать к жестким условиям. Так, изомеризацию олефинов проводили с применением натрия, например, иатрийорганических соединений, получаемых непосредственно в реакционной зоне [186, 187], и действием алкилов натрия при температуре их разложения [188 . Однако эти системы гетерогенны и требуют повышенных температур. Использование окисно-алюминиевого носителя для натрия значительно повышает каталитическую активность [185, 188]. Возможности выбора гомогенных катализаторов для этих систем ограничены. Были проведены поисковые исследования применяли литий в этилендиамине [189, 190]. Недавно было обнаружено [191-1961, что в системе трет-буюксш калия — диметилсульфоксид изомеризацию олефиновых углеводородов можно проводить при температуре всего 55 °С. Простота и высокая активность такой системы позволили изучить кинетические и энергетические зависимости для этих реакций. В ходе исследований были выяснены роль и влияние структуры углевохоро-да, влияние основания и факторы, обусловливающие эффективность растворителя. [c.260]

Сущность положительного катализа одинакова для всех его видов гомогенного, гетерогенного, ферментативного. Каждый из этих видов имеет свои отличительные особенности. В общем случае ускоряющее действие катализаторов принципиально отличается от действия других факторов, интенсифицирующих химические реакции температуры, давления, радиационного воздействия, действия света и т. п. Повышение температуры, например, ускоряет реакцию путем увеличения энергетического уровня реаги-)ующих молекул, активации их за счет вводимого извне тепла. Лоскольку при этом изменяется запас внутренней энергии системы, то повышение температуры смещает положение равновесия, что для экзотермических реакций понижает равновесный выход продукта и ограничивает применение температуры выше оптимальной. [c.231]