絡(luò )合催化劑指通過(guò)配位作用而使反應物分子活化的催化劑。

定義

通過(guò)配位作用使分子活化的催化劑

物質(zhì)介紹

在這類(lèi)催化劑中至少含有一個(gè)金屬離子或原子,無(wú)論母體本身是否是絡(luò )合物,但在起作用時(shí),催化活性中心是以配位結構出現,通過(guò)改變金屬配位數或配位基,最少有一種反應分子進(jìn)入配位狀態(tài)而被活化,從而促進(jìn)反應的進(jìn)行。均相絡(luò )合催化劑 在反應體系中可溶成均相的絡(luò )合物催化劑。多數為金屬有機化合物、過(guò)渡金屬的鹽類(lèi),制備較易,較早地在工業(yè)上應用。如烯烴經(jīng)羰基合成制醛的羰基鈷催化劑、膦改性的羰基鈷催化劑和羰基銠催化劑、乙烯氧化制乙醛的鈀催化劑、甲醇羰基化制醋酸的銠催化劑、烯烴聚合反應中的齊格勒催化劑(四氯化鈦-烷基鋁)、齊格勒-納塔催化劑(三氯化鈦-烷基鋁),共軛烯烴環(huán)化反應中的鎳催化劑等。另外,還有某些研究工作中著(zhù)名的催化劑,如威爾金森催化劑〔RhCl【P(C6H5)3】3〕。

種類(lèi)

負載型

多數是已知的均相催化劑固定在載體上而制成。若為固體,則稱(chēng)固體化絡(luò )合催化劑,有下列幾種制法:①將絡(luò )合物吸附在多孔載體表面上,如將RhCl(CO)【P(C6H5)3】2吸附在多孔載體上用于丙烯的氫甲酰化催化反應。催化活性組分在固體載體上也可以處于液態(tài),如溶于乙二醇中的RhCl3以液態(tài)存在于硅膠表面,可催化1-戊烯異構為2-戊烯的反應。②將活性組分化學(xué)鍵合在固體表面上,此固體表面上應有能與絡(luò )合物中心金屬配位鍵合之基團。例如:將聚苯乙烯小球表面處理后,得到:然后通過(guò) P原子與 Co2(CO)8、 Ni(CO)2【P(C6H5)3】2、Fe(CO)5、W(CO)6等配位,得到固體化催化劑。也可利用表面含有羥基的無(wú)機載體(如SiO2),另制備能與羥基作用的金屬絡(luò )合物,兩者反應后,就可在載體表面鍵合所需的活性組分。③將帶有催化活性基團的單體,聚合成不溶性高聚物。用固體化絡(luò )合物催化劑,有利于從催化反應混合物中分離催化劑,可用于連續作業(yè)的工藝。在不少場(chǎng)合,均相絡(luò )合物催化劑固體化后,可改善其穩定性,在某些場(chǎng)合催化性能也有所不同。用于烯烴聚合的負載型齊格勒催化劑即屬固體化絡(luò )合催化劑,一克鈦可生產(chǎn)幾十萬(wàn)克產(chǎn)品,稱(chēng)高效聚烯烴催化劑。另一類(lèi)為負載型可溶性絡(luò )合物催化劑,系利用可溶性高分子為載體,如用平均分子量較低的可溶性線(xiàn)型聚苯乙烯制的膦配位基,合成可溶性威爾金森催化劑,可催化1-戊烯加氫反應。在應用時(shí)可利用其與生成物分子量之差,采用沉淀法、蒸氣壓法、薄膜過(guò)濾法等進(jìn)行分離。

金屬原子簇

含有三個(gè)以上金屬原子,而且金屬原子之間直接鍵合成分子骨架,再以配價(jià)鍵和適當基團結合成分子的催化劑。這類(lèi)原子簇化合物以分子為單位分散于反應體系中,由于金屬原子排布成嚴格的空間結構,并可含有多種不同的金屬原子,故有些原子簇化合物具有甚高的催化活性、催化選擇性,而且能同時(shí)活化多種鍵。最常見(jiàn)的是Ⅷ族元素的原子簇化合物,如FeRuOs2(μ2-H)2(μ2-CO)2(CO)11的結構