Кислотно-основной катализ специфический

Кислотно-основный катализ широко используется в органической химии при получении различных классов органических соединений. Различают два типа кислотного катализа специфический кислотный катализ и общий кислотный катализ. Специфический [c.236]

Существуют два типа кислотно-основного катализа специфический и общий кислотно-основной катализ. [c.143]

Механизм реакций кислотно-основного катализа основан на промежуточном протолитическом взаимодействии реагентов с катализатором, в результате чего образуются частицы повышенной реакционной способности. Например, механизм реакции АВ — Р при специфическом кислотном катализе можно объяснить следующей схемой [c.347]

Специфический кислотно-основной катализ (рис. 20, е) [c.175]

Согласно Дж. Бренстеду, кислота —вещество, способное отдавать протон, например НС1, Н3О+, СН3СООН, NHI Н2О, ROH и др. Под основанием понимается вещество, способное принимать протон, например ОН", NH3, HjO, СН3СОО", R0" и др. В зависимости от типа кислоты или основания все реакции кислотно-основного катализа условно разбиваются на четыре группы 1) специфический кислотный катализ. Сюда относятся реакции, катализируемые только ионами водорода (ионами гидроксония или ионами лиония) 2) специфический основной катализ. Сюда относятся реакции, катализируемые только ионами ОН" 3) общий кислотный катализ. Сюда относятся реакции, катализируемые любой кислотой 4) общий основной катализ. Сюда относятся реакции, катализируемые любым основанием. Если катализируемая кислотой или основанием реакция протекает при наличии в растворе различных веществ, обладающих кислыми или основными свойствами, то общая скорость процесса равна сумме скоростей реакций, катализируемых каждым из присутствующих катализаторов. Если скорости реакций описываются урав- [c.623]

Кислотно-основной катализ. Наиболее важным является специфический кислотно-основной катализ, который осуществляется ионами водорода и гидроксила. Он широко распространен в органической химии например, гидролиз эфиров, инверсия сахаров, этерификация кислот и спиртов и др. В сильнокислых растворах эти реакции катализируются только ионами НдО и скорость реакции может быть рассчи- [c.345]

Специфический и общий кислотно-основный катализ [c.346]

Кислотно-основной катализ можно подразделить на специфический кислотный (катализатор Н3О+), общий кислотный (любая кислота АН, кроме Н3О+), электрофильный (кислота Льюиса), специфический основной (гидроксил-ион), общий основной (любое основание В, кроме ОН ), нуклеофильный (основание Льюиса), общий кис-лотно-основной (катализатор — пара НА и В), электрофильно-нуклеофильный (катали- -ч затор —кислота и основание Льюиса), пуш-пульный механизм, когда на субстрат воздействуют одновременно кислота и основание. [c.173]

Явление общего кислотно-основного катализа хотя и имеет широкое распространение в органических реакциях, но не носит универсального характера. Выше мы уже рассматривали вопрос о протекании реакции по механизму общего или специфического катализа. Попытаемся теперь выяснить влияние структуры реагентов на восприимчивость родственных реакций к общему катализу. Иными словами, задача состоит в определении зависимости бренстедовских параметров аир, которые служат мерой восприимчивости данной реакции к общему катализу, от реакционной способности субстрата или нуклеофила [29]. [c.134]

Уравнения (18.6) и (18.7) показывают, что при специфическом кислотно-основном катализе логарифм константы скорости реакции линейно зависит от pH среды. [c.294]

Таким образом, бимолекулярная (с учетом катализатора) элементарная реакция идет, как мономолекулярная, а тримолекуляр-ная (также с учетом катализатора) — как бимолекулярная. В условиях специфического кислотно-основного катализа идут реакции замещения, рацемизации (инверсия тростникового сахара, стр. 248), омыления (гидролиз) сложного эфира (стр. 253). [c.228]

Мы уже упоминали об этой реакции, с которой начались все систематические кинетические исследования вообще. При постоянно температуре, давлении и концентрации кислоты по данным поляриметрии, химического анализа, дилатометрии и калориметрии реакция мономолекулярна по сахарозе. Наблюдаемая константа скорости первого порядка растет с повышением концентрации ионов водорода, хотя и не строго пропорционально. Каталитический коэффициент /ск = = /с/сн+ несколько увеличивается с ростом сн+ и концентрации сахара. Скорость гидролиза не зависит от присутствия недиссоциированных кислот и ионов, отличных от ионов водорода. Таким образом, в данном случае мы имеем дело со специфическим катализом ионами водорода. Каталитический коэффициент для ионов дейтерия к Сц+ превышает /с/сн+ в 1,80 раз нри 18,71 °С и в 1,55 раз при 37,13 °С [55, 56], в отличие от реакции мутаротации глюкозы, для которой это отношение равно 0,64 (25 °С). Известно, что последняя из названных реакций относится к случаю общего (неспецифического) катализа. По-видимому, нри экспериментальных отношениях А б+//сн+ < 1 процесс относится к общему кислотно-основному катализу, а прн отношениях, превышающих единицу, имеет место специфический катализ ионами водорода. Для гидролиза сахарозы уже давно был предложен следующий механизм [c.320]

Катализ на ионообменных смолах. Ионообменные смолы (иониты), которые катализируют разнообразные химические превращения, протекающие но механизму кислотно-основного катализа, начинают применять в промышленности. Применение ионитов в качестве катализаторов освещено в [61, 621. Ниже кратко излагаются основные сведения об этой несколько специфической области гетерогенного катализа. [c.38]

Однако если в механизм реакции входит равновесие с участием слабых кислот или оснований, то можно наблюдать более высорсую скорость реакции в 020. Причина этого состоит в том, что константы диссоциации слабых кислот и оснований в О2О меньше, чем в Н2О (в 2—4 раза). Ионное произведение тяжелой воды 7(о2о = 0,145-10 также более чем в пять раз меньше, чем ионное произведение Н2О (разд. 35.4.1.4). Этот фактор становится особенно существен при кислотно-основном катализе. Вернемся к уравнению (135) можно легко понять, что в случае специфического кислотного катализа, т. е. при наличии предшествующего протолитического равновесия ([реакция (131)], скорость катализируемой реакции в О2О оказывается больше, чем в Н2О. Константа скорости в уравнении (135) равна [c.200]

Следует заметить, что, для того чтобы соответствовать такой интерпретации, любой субстрат, способный подвергаться специфическому или общему кислотно-основному катализу, должен сам по себе быть способным действовать и как кислота, и как основание (т. е. быть амфотерным). Это согласуется с известными фактами, хотя и ие все реакции, катализируемые кислотой, могут катализироваться основаниями и наоборот. [c.483]

При протекании многих реакций в растворах роль катализатора выполняют кислоты и основания (реакции гидролиза, алкилирования, этерификации и др.). Различают три типа кислотно-основного катализа 1) специфический кислотный (основный) катализ, при котором катализатором служат ионы НчО или ОН" соответственно [c.294]

Для специфического кислотно-основного катализа общая скорость процесса равна сумме скоростей реакций, катализируемых ионами НзО+ и ОН [c.294]

Необходимо подчеркнуть, что линейное соотношение между скоростью реакций специфического кислотно-основного катализа и концентрацией катализатора на практике наблюдается лишь применительно к разбавленным водным растворам. В водно-органических и неводных средах, а также при повышенных концентрациях компонентов, первый порядок по катализатору обычно меняется на дробный. Для объяснения таких фактов многие авторы прибегали к сложным построениям, касающимся механизма реакции на уровне субмолекулярных частиц и активированных комплексов. Просто и убедительно решил этот вопрос Гаммет [209], предложивший применять для количественной оценки кислотно-основных свойств реакционных сред величину Яо, названную функцией кислотности. В основе метода Гаммета лежит измерение в исследуемой среде степени диссоциации какого-либо вещества — индикатора, равновесное содержание недиссоцииро-ванной и ионизированных форм которого удобно для экспериментального определения (например, спектрофотометрическим [c.76]

Имеется много типов механизмов кислотно-основного катализа некоторые из них приводят к обш,ему, другие — к специфическому катализу. Во всех случаях действие катализатора обусловлено образованием активных промежуточных молекул, которые вступают в энергетически выгодные реакции, приводящие к превращению исходных веществ в продукты реакции н к регенерации молекул катализатора. В кислотном катализе промежуточное соединение возникает за счет перехода протона от молекулы катализатора (кислоты) к молекуле одного из реагирующих веществ, которая функционирует как соответствующее сопряженное основание. Если процесс идет в водном растворе, то его можно представить как протолитическую реакцию типа [c.269]

Скорость многочисленных реакций, катализируемых слабыми кислотами и основаниями, зависит не только от концентрации ионов растворителя, но и от концентрации всех присутствующих в растворе доноров и акцепторов протонов. Классическими примерами таких реакций являются разложение нитра-мида, иодирование ацетона и мутаротация глюкозы. Наблюдаемый в этом случае общий кислотно-основной катализ отличается от специфического катализа тем, что в выражение для скорости реакции входят члены, содержащие концентрации всех имеющихся в растворе доноров и акцепторов протонов. [c.85]

Наконец, надо иметь в виду, что специфические особенности реакций на твердых поверхностях, такие как скорость и равновесное состояние адсорбции, неоднородность поверхности, описываемые ниже явления взаимодействия катализатора со средой и, наконец, диффузия (см. гл. 1П), будут оказывать влияние на ход процессов гетерогенного кислотно-основного катализа. [c.56]

Механизм дегидратации спиртов в присутствии названных кислот и солей находит объяснение с позиций теории кислотноосновного катализа. Несомненно, каждый катализатор даже в рамках кислотно-основного катализа может действовать специфически. Вероятно, только этой спецификой и можно объяснить различный характер и даже различное направление дегидратации одних и тех же спиртов в присутствии разных катализаторов. Так, по данным Валлаха [142], терпинеол при дегидратации бисульфитом калия дает лимонен, при дегидратации щавелевой кислотой — терпинолен, а при действии серной кислоты — тер- [c.286]

Общий кислотно-основной катализ встречается очень часто, но существует несколько случаев, в которых проявляется специфический катализ ионами водорода или гидроксила в этом случае константа скорости линейно изменяется с [Н3О+] и [ОН ] и не зависит от присутствия других кислых и основных веществ. Например, специфический катализ был обнаружен при гидролизе простых эфиров (см. стр. 313). Существуют две основные причины отсутствия [c.271]

Первая стадия подвержена кислотно-основному катализу, вторая — специфическому катализу ионом гидроксония. [c.306]

Механизм действия этих катализаторов, видимо, аналогичен механизму неорганических катализаторов окислительновосстановительной активности и некоторых других соединений. Однако пока технического значения эти катализаторы не приобрели только ионообменные смолы (иониты), которые катализируют широкий круг химических превращений, протекающих по механизму кислотно-основного катализа, начинают применяться в промышленности. Применение ионитов в качестве катализаторов подробно освещено в литературе [79, 80]. Ниже кратко излагаются основные сведения об этой несколько специфической области гетерогенного катализа. [c.57]

Катализ общими кислотами и основаниями называется общим кислотно-основным катализом. Скорость его пропорциональна не концентрации свободных ионов НдО или 0Н (как это было в случае специфического кислотного и основного катализа), а концентрации общей кислоты или основания. Поэтому в последнем случае взаимоотношения между скоростью реакции и константами диссоциации кислот и оснований более сложны. [c.77]

Во-вторых, имеется большое число различных типов механизмов для кислотно-основного катализа некоторые из них приводят к общему, а другие — к специфическому катализу. Исчерпывающая обработка этого материала здесь невозможна, но некоторые основные принципы стоит рассмотреть. Прежде всего обсудим случай несложного катализа в водном растворе. Реакции этого типа обычно протекают в две стадии, первая из которых включает передачу протона субстрату 5, а вторая — отделение протона от протоннрованного субстрата 8Н+. Присоединяющийся протон может образоваться из гидроксониевого иона Н3О+ или других кислых веществ, присутствующих в растворе эти вещества обозначаются как ВН+. Во второй стадии протон от 5Н+ может переходить к молекуле воды или к каким-либо другим основным веществам, присутствующим в растворе. Как легко можно показать, вещества, передающие протоны субстрату, не представляют первостепенной важности при установлении кинетического закона. Однако вещества, которым 5Н+ передает протон во второй стадии, имеют важное значение. Если передача протона происходит к молекуле растворителя, т. е. наблюдается процесс [c.272]

Запишите выражение для скоровти v гомогенной каталитической реакции 1-го порядка по реагирующему веществу S для специфического кислотно-основного катализа при осуществлении его одновременно и ионами водорода, и гидроксила. Обозначения ко — константа скорости реакции без катализатора н+—константа скорости реакции в кислом растворе кон--константа скорости реакции в щелочном растворе. [c.83]

Кислотно-основной катализ первоначально определялся как катализ сильными кислотами или основаниями в водном растворе [1]. В настоящее время известно, что роль катализаторов в таких системах выполняют ионы гидроксония и гидроксида. К категории кислотно-основного катализа теперь относят также катализ кислотами и основаниями Бренстеда и Льюиса. В настоящей главе рассматриваются прежде всего реакции, катализируемые ионами гидроксония и гидроксида, т. е. специфический кислотно-основной катализ, или, как его сейчас принято называть, специфический катализ ионами гидроксония и гидроксида. В конце главы кратко обсуждается также катализ другими ионами лиония и лиоксида. [c.56]

Вследствие того, что кислотно-основной катализ определяется в первую очередь свойствами не твердого тела в целом, а отдельных атомов и ионов, его составляющих, в нем не должны наб.людаться эффекты так называемой индуциро-ванной неоднородности, специфические для окислительно-восстановительного гетерогенного катализа. Поэтому кислотно-основная поверхность по каталитическим и адсорбционным свойствам должна быть более однородной, чем поверхность оккслительнс-восстановительных катализаторов. Это, действительно, наблюдалось Е. А. Фокиной и автором [33]. [c.278]

Применительно к реакциям, протекающим в растворах, теория кислотно-основного катализа дает достаточно надежные количественные кинетические характеристики специфического характера. Наряду с этим теория допускает количественное описание кислотно-основных реакций на основе как классической кинетики, так и новейших кинетических теорий — активного комплекса, цепной, мультиплетной. В этом смысле теория кислотно-основного катализа дополняет последние сведе-ниями об особенностях кислотно-основного, или донорно-акцеп-торного взаимодействия, а другие теории дополняют ее своими данными. [c.353]

Механизм реакций кислотно основного катализа основан на промежуточном протолитическом взаимодеиствии реагентов с катализатором в результате чего образуются частицы повы шеннои реакционной способности Например механизм реакции А 4" В = Р при специфическом кислотном катализе можно объ яснить следующей схемой [c.347]

Кривая (А) — колоколообразная зависимость реакции гидролиза этилового эфира Л -бензоиларгинина. катализируемой папаииом построена по параметру Кривая (В) — ожидаемая рН-зависимость гидролиза этого сложного эфира. Ясно виден контраст между ферментативным н специфическим кислотно-основным катализом. Масштаб в условных единицах, одиако ферментативная реакция, естественно, протекает на много порядков быстрее. [c.477]

В процессе общего кислотно-основного катализа происходит перенос протона либо в пределах молекулы субстрата, либо от одного субстрата к другому. Следует отметить, что многие электро- или нуклеофильные реакции протекают более эффективно, если они сопровождаются одновременным переносом протона на субстрат. Для общего кислотно-основного катализа характерна зависимость скоростей реакций от любых кислот или оснований, находящихся в реакционной среде, в отличие от специфического кислотно-основного катализа, который зависит только от протондонорных или протонакцепторных свойств катализатора. [c.70]

Для каждого из этих классов наблюдается свое специфическое действие добавок. В окислительно-восстановительном катализе сушествен-ное значение имеют добавки, из.меняющие электронное состояние твердого тела в кислотно-основном катализе — добавки, изменяющие ак-цепторно-донорные свойства поверхности, способность присоединять или отдавать пару электронов. Особую роль играет протон, как легко подвижная частица, и сильный деформирующий агент с большим отношением заряда к радиусу (е г). [c.277]

Этот класс можно причислить к органическим катализаторам лишь с оговоркой, так как их действие не обязательно связано с их органической природой. Неорганические кислоты и основания в принципе действуют таким же образом. Поэтому в этой книге мы рассмотрим только стереохимически специфический основной катализ (гл. V), который возможен лишь в случае оптически активных органических оснований. Кислотно-основный катализ Ь последнее время неоднократно подвергался подробному рассмотрёнию (см., например, [13, 14]), поэтому мы можем не останавливаться вновь на его описании. [c.11]

Общий кислотно-основный катализ. В активйом центре фермента могут находиться группы специфических аминокислотных остатков, которые являются хорошими донорами или акцепторами протонов (рис. 9-15). Такие кислотные или оснбвные группы общего типа представляют собой мощные катализаторы многих органических реакций, протекающих в водньк системах. [c.249]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология