Komplex s omezenou geometrií. Takové prekatalyzátory se používají pro výrobu polyolefinů, jako je polyethylen a polypropylen.

Kyselá katalýzaEdit

Proton je všudypřítomný homogenní katalyzátor, protože voda je nejběžnějším rozpouštědlem. Voda tvoří protony procesem samoionizace vody. V ilustrativním případě kyseliny urychlují (katalyzují) hydrolýzu esterů:

CH3CO2CH3 + H2O ⇌ CH3CO2H + CH3OH

Při neutrálním pH vodné roztoky většiny esterů prakticky nehydrolyzují.

Katalýza přechodnými kovyEdit

Mechanismus hydrogenace alkenu katalyzované homogenním katalyzátorem Wilkinsonovým katalyzátorem.

Hydrogenace a příbuzné reakce

Významnou třídou redukčních přeměn jsou hydrogenace. Při tomto procesu se k nenasyceným substrátům přidává H2. Příbuzná metodika, transferová hydrogenace, zahrnuje přenos vodíku z jednoho substrátu (donor vodíku) na druhý (akceptor vodíku). Příbuzné reakce zahrnují „adice HX“, kde X = silyl (hydrosylace) a CN (hydrokyanace). Většina rozsáhlých průmyslových hydrogenací – margerin, amoniak, přeměna benzenu na cyklohexan – se provádí pomocí heterogenních katalyzátorů. Jemné chemické syntézy se však často spoléhají na homogenní katalyzátory.

Karbonylace

Hydroformylace, významná forma karbonylace, zahrnuje adici H a „C(O)H“ přes dvojnou vazbu. Tento proces se provádí téměř výhradně s rozpustnými komplexy obsahujícími rhodium a kobalt.

Související karbonylací je přeměna alkoholů na karboxylové kyseliny. MeOH a CO reagují v přítomnosti homogenních katalyzátorů za vzniku kyseliny octové, jak se praktikuje v procesech Monsanto a Cativa. Mezi příbuzné reakce patří hydrokarboxylace a hydroesterifikace.

Polymerizace a metateze alkenů

Z ethylenu a propylenu se Ziegler-Nattovou katalýzou vyrábí řada polyolefinů, např. polyethylen a polypropylen. Převažují heterogenní katalyzátory, ale zejména pro stereospecifické polymery se používá mnoho rozpustných katalyzátorů. Metateze olefinů se v průmyslu obvykle katalyzuje heterogenně, ale homogenní varianty jsou cenné v jemné chemické syntéze.

Oxidace

Homogenní katalyzátory se používají také při různých oxidacích. Je Wackerův proces, acetaldehyd se vyrábí z ethylenu a kyslíku. Mnoho neorganokovových komplexů se také široce používá v katalýze, např. pro výrobu kyseliny tereftalové z xylenu. Alkeny se epoxidují a dihydroxylují pomocí komplexů kovů, což ilustruje Halconův proces a Sharplessova dihydroxylace.

Enzymy (včetně metaloenzymů)Edit

Enzymy jsou homogenní katalyzátory, které jsou nezbytné pro život, ale využívají se také pro průmyslové procesy. Dobře prostudovaným příkladem je karbonická anhydráza, která katalyzuje uvolňování CO2 do plic z krevního oběhu. Enzymy mají vlastnosti jak homogenních, tak heterogenních katalyzátorů. Jako takové jsou obvykle považovány za třetí, samostatnou kategorii katalyzátorů. Voda je běžným činidlem při enzymatické katalýze. Estery a amidy se v neutrální vodě hydrolyzují pomalu, ale rychlost prudce ovlivňují metaloenzymy, které lze považovat za velké koordinační komplexy. Akrylamid se připravuje enzymově katalyzovanou hydrolýzou akrylonitrilu. Poptávka po akrylamidu v USA činila v roce 2007 253 000 000 liber (115 000 000 kg)

.