Теперь Кью работает в режиме чтения

Мы сохранили весь контент, но добавить что-то новое уже нельзя

Как учёные находят катализатор для определенных реакций?

Каким образом они находят определенное вещество-катализатор ? Если я правильно помню , то Бутан становится изобутаном если пропускать его через хлорид алюминия , поправьте если это неправильно, информация из школького курса. Но как автор( к сожалению не помню и его) реакции дошёл до именно этого катализатора ? Почему не хлорид никеля? Или вообще не гидроксид натрия?Еще непонятнее становится с более сложными по структуре катализаторами.
ХимияНаука+1
Давид Кишмирян
  ·   · 1,9 K
Химик-аналитик, информационные технологии (на...  · 11 нояб 2021
Первое, на что нужно обратить внимание, - это то, известна ли уже катализируемая реакция-если да, то вы можете просто использовать этот катализатор. Если точная реакция, как известно, не работает с конкретным катализатором (например, перекрестная связь, для которой в литературе нет примера), то вы попробуете катализаторы, которые работают для очень похожих реакций.
Теперь мы вступаем на более неопределенную территорию. Если ваша реакция известна, но никто не разработал каталитическую версию для этой реакции или что-то подобное, тогда вам нужно начать думать о самом катализе. Чего вы хотите достичь в первую очередь? Катализ обеспечивает ускорение скорости, приводящее к снижению температуры реакции и/или сокращению времени реакции за счет снижения энергии активации реакции и обеспечения альтернативных путей реакции. Это означает, что вы можете активировать в противном случае нереактивные функциональные группы для образования "трудных" связей, вы можете изменить нормальные паттерны реактивности, чтобы получить доступ к необычным продуктам, и вы можете достичь высокой хемо -, регио-и стереоселективности. Вы можете захотеть достичь всего или части этого в своей конкретной реакции.
Как только вы выясните, какой тип катализа вам нужен, вы можете начать представлять режимы реакционной способности, которые помогли бы этого достичь. Допустим, ваша конкретная реакция включает образование новой связи, и вы хотите сделать это асимметрично, чтобы получить доступ к энантиомерно обогащенным продуктам. Если это так, то вы, вероятно, посмотрите на хиральные катализаторы. Если реакция протекает путем депротонирования, то вы можете обратить внимание на хиральные основания или кислоты. Вы, вероятно, посмотрели бы на некатализированную реакцию, чтобы увидеть, можно ли заменить один или несколько реагентов катализатором или можно ли изменить его структуру, чтобы превратить в катализатор. Для этого вам нужно будет понять, как перевернуть катализатор - например, требуется ли изменение состояния/уровня окисления?
Как только у вас появится идея, вам нужно ее проверить. Это почти всегда приведет к некоторым сбоям, поэтому вам придется продолжать модифицировать каталитическую систему, пока она не заработает хорошо. Возможно, вам придется полностью перейти на другой режим катализа. Рациональный дизайн может помочь вам только до тех пор, пока эмпирические данные (часто методом проб и ошибок) не направят ваши исследования.
Как вы можете видеть, поиск новых катализаторов - это не тривиальный бизнес-люди тратят на это всю свою докторскую степень или даже большую часть своей исследовательской карьеры.
1 эксперт согласен
Прекрасный многогранный ответ.
Химик, кристаллограф. Живу в Испании, раньше...  · 7 сент 2021
В основном - перебором. Особенно если мы говорим о таких давно известных процессах, как изомеризация алканов, которые были разработаны в те времена, когда квантовохимических расчётов ещё не бывало. Сегодня перебор чуть более... Читать далее
2 эксперта согласны
Всеобщей теории катализа действительно не существует. Поиск катализатора - дело кропотливое и трудное. Бывают и... Читать дальше
Первый
Студент УГНТУ, призер и победитель школьных...  · 16 окт 2021
На подбор катализатора напрямую влияет механизм реакции. Ученые изучают механизм и понимают, с помощью каких соединений можно ускорить ту или иную стадию. Возьмем, к примеру, реакцию электрофильного ароматического замещения... Читать далее
1 эксперт согласен
Бакалавр химии, митхт'04, енф, кафедра орг. химии...  · 27 окт 2021
По всей видимости, изучая элементарные акты, влияние внешних факторов на их протекание, изучая сорбционные процессы на различных поверхностях, их влияние на энергию активации реакции. Синтез бензола из ацетилена на поверхности... Читать далее