Et kompleks med begrænset geometri. Sådanne prækatalysatorer anvendes til fremstilling af polyolefiner som f.eks. polyethylen og polypropylen.

SyrekatalyseRediger

Protonen er en gennemgribende homogen katalysator, fordi vand er det mest almindelige opløsningsmiddel. Vand danner protoner ved selvionisering af vand. I et illustrativt tilfælde fremskynder (katalyserer) syrer hydrolysen af estere:

CH3CO2CH3 + H2O ⇌ CH3CO2H + CH3OH

Ved neutral pH hydrolyserer vandige opløsninger af de fleste estere ikke med praktiske hastigheder.

Overgangsmetal-katalyseRediger

Mekanisme for hydrogenering af en alken katalyseret af den homogene katalysator Wilkinsons katalysator.

Hydrogenering og beslægtede reaktioner

En fremtrædende klasse af reduktive transformationer er hydrogeneringer. I denne proces tilsættes H2 til umættede substrater. En beslægtet metode, transferhydrogenering, indebærer ved overførsel af hydrogen fra et substrat (hydrogendonor) til et andet (hydrogenacceptor). Beslægtede reaktioner indebærer “HX-additioner”, hvor X = silyl (hydrosilylering) og CN (hydrocyanering). De fleste industrielle hydrogeneringer i stor skala – margerin, ammoniak, benzen til cyclohexan – udføres med heterogene katalysatorer. Finere kemiske synteser er imidlertid ofte baseret på homogene katalysatorer.

Carbonyleringer

Hydroformylering, en fremtrædende form for carbonylering, indebærer addition af H og “C(O)H” på tværs af en dobbeltbinding. Denne proces udføres næsten udelukkende med opløselige rhodium- og cobaltholdige komplekser.

En beslægtet carbonylering er omdannelse af alkoholer til carboxylsyrer. MeOH og CO reagerer i tilstedeværelse af homogene katalysatorer for at give eddikesyre, som det praktiseres i Monsanto-processen og Cativa-processerne. Beslægtede reaktioner omfatter hydrocarboxylering og hydroesterificeringer.

Polymerisation og metathese af alkener

En række polyolefiner, f.eks. polyethylen og polypropylen, fremstilles af ethylen og propylen ved Ziegler-Natta-katalyse. Heterogene katalysatorer dominerer, men der anvendes mange opløselige katalysatorer, især til stereospecifikke polymerer. Olefinmetathese katalyseres normalt heterogent i industrien, men homogene varianter er værdifulde i finkemisk syntese.

Oxidationer

Homogene katalysatorer anvendes også i en række forskellige oxidationer. Er Wacker-processen, fremstilles acetaldehyd af ethylen og ilt. Mange ikke-organometalliske komplekser anvendes også i vid udstrækning i katalysen, f.eks. til fremstilling af terephthalsyre fra xylen. Alkener epoxideres og dihydroxyleres af metalkomplekser, som illustreret ved Halcon-processen og Sharpless-dihydroxyleringen.

Enzymer (herunder metalloenzymer)Edit

Enzymer er homogene katalysatorer, der er vigtige for livet, men som også udnyttes til industrielle processer. Et velundersøgt eksempel er kulsyreanhydrase, som katalyserer frigivelsen af CO2 i lungerne fra blodbanen. Enzymer har egenskaber som både homogene og heterogene katalysatorer. Som sådan betragtes de normalt som en tredje, særskilt kategori af katalysatorer. Vand er et almindeligt reagens i enzymatisk katalyse. Estere og amider hydrolyseres langsomt i neutralt vand, men hastigheden påvirkes kraftigt af metalloenzymer, som kan betragtes som store koordinationskomplekser. Acrylamid fremstilles ved enzymkatalyseret hydrolyse af acrylonitril. Den amerikanske efterspørgsel efter akrylamid var på 253 000 000 000 pund (115 000 000 kg) i 2007.