ky thuat xuc tac tiet 2

Trường Đại học Công nghiệp KỸ THUẬT XÚC TÁC CATALYST TECHNOLOGY TS Nguyễn Mạnh Huấn Chương 2: Phản ứng xúc tác đồng thể Định nghĩa: chất phản ứng chất xúc tác pha Các ví dụ: - Phản ứng khí: Phản ứng oxi hoá SO2: 2NO + O2 = 2NO2 NO2 + SO2 = NO + SO3 Phản ứng CO O2: CO + H2O = CO2 + H2 2H2 + O2 = 2H2O Chương 2: Phản ứng xúc tác đồng thể - Phản ứng pha lỏng Ví dụ: p/ứng este hoá H+ CH3COOH + C2H5OH → CH3COOC2H5 - Phản ứng phân hủy tầng ozone O3 + O  2O2 Cl + O3  ClO3 ClO3  ClO + O2 ClO + O  Cl + O2 Chương 2: Phản ứng xúc tác đồng thể - Một số loại xúc tác: - General acid and base catalysis (ester hydrolysis), - Lewis acids as catalysts (Diels-Alder reactions), - Organic catalysts (thiazolium ions in Cannizzarro reactions), - Porphyrin complexes (epoxidations, hydroxylations), - Enzymatic processes, - Co-ordination complexes (polyester condensations) Chương 2: Phản ứng xúc tác đồng thể Hình Ảnh hưởng ligand trạng thái hóa trị xúc tác Ni phản ứng butadien: Polymers: allylnickel(II), cyclic dimers the all-trans-trimer: Ni0 Chương 2: Phản ứng xúc tác đồng thể Vấn đề Thuyết hợp chất trung gian Chương 2: Phản ứng xúc tác đồng thể Vấn đề Động học phản ứng xúc tác đồng thể? Chương 2: Phản ứng xúc tác đồng thể Phản ứng xúc tác Acid - Base Khaí niệm: - Nhiều phản ứng xúc tác ion H+ OH-, q trình este hố axit, rượu, + Ostwald: tác dụng xúc tác tỉ lệ với với độ dẫn điện axít + Arrhenius:quy luật quan hệ với nồng độ muối Phản ứng xúc tác áit-bazơ tổng quát: phản ứng iode hoá aceton CH3COCH3 + I2 = CH3COOCH2I + HI Chương 2: Phản ứng xúc tác đồng thể Phản ứng xúc tác Acid - Base - Dựa vào chất xúc tác, người ta phân thành loại xúc tác axít -bazơ sau: - Xúc tác axít đặc trưng( hoạt hố nhờ H3O+) - Xúc tác axít tổng qt (hoạt hố nhờ chất cho proton bất kỳ, trừ H3O+), tức tác dụng xúc tác axit Bronsted - Xúc tác electrophin chất xúc tác axít Lewis Loại xúc tác bazơ Lewis gọi nucleophin - Xúc tác axít-bazơ tổng qt: phản ứng xúc tác có tham gia đồng thời xúc tác axít bazơ kiểu Bronsted - Xúc tác electrophin-nuclephin: phản ứng xúc tác có tham gia đồng thời xúc tác axít bazơ kiểu Lewis Chương 2: Phản ứng xúc tác đồng thể Xúc tác phức chất kim loại chuyển tiếp - 1936: Wacker chemistry: ethylene for an oxidative conversion to acetaldehyde Oligomerisation ethene: cobalt complexes - 1960’s: Nickel: hydrocyanation (Dupont), Cobalt: carbonylation of methanol (BASF), cobalt: hydroformylation (Shell), molybdenum: epoxidation of propene (Halcon Corporation) - 1970’s: Rhodium: carbonylation of methanol (Monsanto), rhodium: hydroformylation (Union Carbide Corporation using Wilkinson’s findings), Shell’s higher olefins process, asymmetric hydrogenation to L-DOPA (Monsanto), and ringopening polymerisation of cyclooctene: tungsten metathesis catalysts (Huels) - Now: Fine chemistry 10 Chương 2: Phản ứng xúc tác đồng thể 49 Chương 2: Phản ứng xúc tác đồng thể 50 Chương 2: Phản ứng xúc tác đồng thể Tầm quan trọng ổn định trạng thái chuyển tiếp 51 Chương 2: Phản ứng xúc tác đồng thể Xúc tác Acid/base phản ứng enzymatic: - Phân loại dựa vào trình chuyển proton - Trong khoảng pH nhỏ nghiêm ngặt - 52 Chương 2: Phản ứng xúc tác đồng thể 53 Chương 2: Phản ứng xúc tác đồng thể 54 Chương 2: Phản ứng xúc tác đồng thể 55 Chương 2: Phản ứng xúc tác đồng thể 56 Chương 2: Phản ứng xúc tác đồng thể 57 Chương 2: Phản ứng xúc tác đồng thể Xúc tác nhân (Nucleophilic) phản ứng enzymatic 58 Chương 2: Phản ứng xúc tác đồng thể 59 Chương 2: Phản ứng xúc tác đồng thể 60 Chương 2: Phản ứng xúc tác đồng thể 61 Chương 2: Phản ứng xúc tác đồng thể 62 Bài tập Phản ứng polymer hóa từ monomer M có chất khơi mào I, tính tốn giá trị vận tốc (-rM) giá trị nồng độ monomer CM chất khơi mào CI, theo bảng sau (Hill, 1977, p125), xác định k n phương trình –r M = kCI1/2CMn 63 ...Chương 2: Phản ứng xúc tác đồng thể Định nghĩa: chất phản ứng chất xúc tác pha Các ví dụ: - Phản ứng khí: Phản ứng oxi hố SO2: 2NO + O2 = 2NO2 NO2 + SO2 = NO + SO3 Phản ứng CO O2: CO + H2O = CO2 +... H2O = CO2 + H2 2H2 + O2 = 2H2O Chương 2: Phản ứng xúc tác đồng thể - Phản ứng pha lỏng Ví dụ: p/ứng este hố H+ CH3COOH + C2H5OH → CH3COOC2H5 - Phản ứng phân hủy tầng ozone O3 + O  2O2 Cl + O3 ... alkenes 25 Chương 2: Phản ứng xúc tác đồng thể Vấn đề Đọc hiểu chế phản ứng 26 Chương 2: Phản ứng xúc tác đồng thể 27 Chương 2: Phản ứng xúc tác đồng thể 28 Chương 2: Phản ứng xúc tác đồng thể 29