Cycle catalytique - Catalytic cycle
En chimie , un cycle catalytique est un mécanisme de réaction en plusieurs étapes qui implique un catalyseur . Le cycle catalytique est la principale méthode pour décrire le rôle des catalyseurs en biochimie , chimie organométallique, chimie bio - organique , science des matériaux, etc.
Puisque les catalyseurs sont régénérés, les cycles catalytiques sont généralement écrits comme une séquence de réactions chimiques sous la forme d'une boucle. Dans de telles boucles, l'étape initiale implique la liaison d'un ou plusieurs réactifs par le catalyseur, et l'étape finale est la libération du produit et la régénération du catalyseur. Des articles sur le procédé Monsanto , le procédé Wacker et la réaction de Heck montrent des cycles catalytiques.
Un cycle catalytique n'est pas nécessairement un mécanisme de réaction complet . Par exemple, il se peut que les intermédiaires aient été détectés, mais on ne sait pas par quels mécanismes les réactions élémentaires réelles se produisent.
Précatalyseurs
Les précatalyseurs ne sont pas des catalyseurs mais sont des précurseurs de catalyseurs. Les précatalyseurs sont convertis dans le réacteur en l'espèce catalytique réelle. L'identification des catalyseurs par rapport aux précatalyseurs est un thème important dans la recherche sur la catalyse.
La conversion d'un précatalyseur en catalyseur est souvent appelée activation du catalyseur . De nombreux halogénures métalliques sont des précatalyseurs pour la polymérisation d'alcène , voir catalyseur Kaminsky et catalyse Ziegler-Natta . Les précatalyseurs, par exemple le trichlorure de titane , sont activés par des composés organoaluminiques , qui fonctionnent comme des activateurs de catalyseur . Les oxydes métalliques sont souvent classés comme catalyseurs, mais sont en fait presque toujours des pré- catalyseurs. Les applications incluent la métathèse et l' hydrogénation des oléfines . Les oxydes métalliques nécessitent un certain réactif d'activation, généralement un agent réducteur, pour entrer dans le cycle catalytique.
Les cycles catalytiques montrent souvent la conversion d'un précatalyseur en catalyseur.
Catalyseurs sacrificiels
Souvent, un catalyseur dit sacrificiel fait également partie du système réactionnel dans le but de régénérer le véritable catalyseur à chaque cycle. Comme son nom l'indique, le catalyseur sacrificiel n'est pas régénéré et est consommé de manière irréversible, donc pas du tout un catalyseur. Ce composé sacrificiel est également connu sous le nom de catalyseur stoechiométrique lorsqu'il est ajouté en quantités stoechiométriques par rapport au réactif principal . Habituellement, le véritable catalyseur est une molécule coûteuse et complexe et ajoutée en quantités aussi petites que possible. Par contre, le catalyseur stoechiométrique doit être bon marché et abondant. Les «catalyseurs sacrificiels» sont plus précisément désignés par leur rôle réel dans le cycle catalytique, par exemple en tant que réducteur, oxydant terminal ou initiateur.