Egy korlátozott geometriájú komplex. Az ilyen prekatalizátorokat poliolefinek, például polietilén és polipropilén előállítására használják.

SavkatalízisSzerkesztés

A proton átható homogén katalizátor, mivel a víz a leggyakoribb oldószer. A víz protonokat képez a víz önionizációjának folyamatával. Egy szemléletes esetben a savak gyorsítják (katalizálják) az észterek hidrolízisét:

CH3CO2CH3 + H2O ⇌ CH3CO2H + CH3OH

Semleges pH-n a legtöbb észter vizes oldata nem hidrolizál praktikus sebességgel.

Átmenetifém-katalízisSzerkesztés

A Wilkinson-féle homogén katalizátorral katalizált alkén hidrogénezésének mechanizmusa.

Hidrogénezés és kapcsolódó reakciók

A reduktív átalakulások kiemelkedő osztálya a hidrogénezések. Ebben a folyamatban H2 adódik telítetlen szubsztrátokhoz. Egy kapcsolódó módszer, a transzferhidrogénezés, az egyik szubsztrátról (a hidrogéndonorról) egy másik szubsztrátra (a hidrogénakceptorra) történő hidrogénátvitellel jár. A kapcsolódó reakciók “HX addíciókat” foglalnak magukban, ahol X = szilil (hidroszilililálás) és CN (hidrocianálás). A legtöbb nagyüzemi hidrogénezést – margerin, ammónia, benzol-ciklohexánná alakítása – heterogén katalizátorokkal végzik. A finomkémiai szintézisek azonban gyakran homogén katalizátorokra támaszkodnak.

Karbonilezések

A hidroformilezés, a karbonilezés egyik kiemelkedő formája, H és “C(O)H” kettős kötésen keresztüli addícióját jelenti. Ezt a folyamatot szinte kizárólag oldható ródium- és kobalt-tartalmú komplexekkel végzik.

A kapcsolódó karbonilezés az alkoholok karbonsavakká történő átalakítása. A MeOH és a CO homogén katalizátorok jelenlétében ecetsavvá reagál, ahogyan azt a Monsanto-eljárásban és a Cativa-eljárásban alkalmazzák. Kapcsolódó reakciók közé tartozik a hidrokarboxilálás és a hidroészteresítés.

Alkének polimerizációja és metatézise

Számos poliolefint, pl. polietilént és polipropilént állítanak elő etilénből és propilénből Ziegler-Natta katalízissel. A heterogén katalizátorok dominálnak, de számos oldható katalizátort alkalmaznak, különösen a sztereospecifikus polimerek esetében. Az olefin-metatézist az iparban általában heterogén módon katalizálják, de a homogén változatok a finomkémiai szintézisben is értékesek.

Oxidációk

A homogén katalizátorokat számos oxidációban is alkalmazzák. A Wacker-eljárás során etilénből és oxigénből acetaldehidet állítanak elő. Számos nem szerves fémkomplexet is széles körben alkalmaznak a katalízisben, pl. a tereftálsav előállítására xilolból. Az alkéneket fémkomplexekkel epoxidálják és dihidroxilálják, amint azt a Halcon-folyamat és a Sharpless-dihidroxilálás szemlélteti.

Enzimek (beleértve a metalloenzimeket is)Edit

Az enzimek homogén katalizátorok, amelyek nélkülözhetetlenek az élethez, de ipari folyamatokban is hasznosítják őket. Jól tanulmányozott példa erre a szénsav anhidráz, amely katalizálja a CO2 felszabadulását a véráramból a tüdőbe. Az enzimek a homogén és heterogén katalizátorok tulajdonságaival egyaránt rendelkeznek. Mint ilyeneket, általában a katalizátorok harmadik, különálló kategóriájának tekintik őket. A víz gyakori reagens az enzimatikus katalízisben. Az észterek és amidok semleges vízben lassan hidrolizálódnak, de a sebességet élesen befolyásolják a metalloenzimek, amelyek nagy koordinációs komplexeknek tekinthetők. Az akrilamidot az akrilnitril enzimkatalizált hidrolízisével állítják elő. Az akrilamid iránti amerikai kereslet 2007-ben 253.000.000 font (115.000.000 kg) volt.