Курс лекций читает профессор Романовский Борис Васильевич
|
Теоретические основы катализа
Общие принципы катализа. Катализ и равновесие. Промежуточные соединения в катализе. Каталитический цикл. Новый реакционный путь, открываемый катализатором. Факторы, определяющие скорость каталитической реакции. Эффекты компенсации и дополнительного связывания. Взаимодействие реакционной среды и катализатора. Активные формы гомогенных и гетерогенных катализаторов. Стационарное состояние катализатора. Обратная связь и саморегулирование в катализе.
Катализаторы в действии
Принципы классификации катализаторов и каталитических процессов. Основные характеристики катализаторов: активность селективность, стабильность. Субстратная селективность, региоселективность, стереоселективность, энантиоселективность. Стадийный и слитный механизмы катализа. Ионные, радикальные и молекулярные механизмы, формы промежуточного взаимодействия реагента и катализатора. Механизмы Ленгмюра-Хиншельвуда, Ридила-Или, Марса-Ван Кревелена. Кислотно-основной катализ. Гомогенный общий и специфический кислотный катализ. Катализ концентрированными растворами кислот, уравнение Гаммета. " Жесткие" и " мягкие" кислоты и основания. Сверхкислоты как катализаторы. Гетерогенный кислотный катализ. Бренстедовские и льюисовские центры индивидуальных и смешанных оксидов. Катализ цеолитами, молекулярно-ситовой катализ. Катализ основаниями. Окислительно-восстановительный гомогенный и гетерогенный катализ. Активные формы кислорода как окислителя. Участие структурного кислорода, парциальное и полное окисление. Катализ металлами. Модели активных центров. Структурно-чувствительные и структурно-нечувствительные каталитические реакции. Нанесенные металлические катализаторы, размерные эффекты. Каталитические наноматериалы Бифункциональные катализаторы. Катализ комплексами переходных металлов. Стадии процесса. Правила Хиггинсона и Толмена. Модель Басоло-Пирсона. Правило Чатта. Катализ реакций, запрещенных по симметрии. Многоэлектронные процессы и катализ кластерами. Закрепленные металлокомплексы как катализаторы. Асимметрический каталитический синтез. Катализ ферментами. Структурная организация ферментов. Адсорбционные и каталитические центры, ингибиторы. Простетические группы и специфические субстраты ферментов. Механизмы ферментативных реакций. Конформационные эффекты, рН-зависимость активности ферментов термоинактивация ферментов. Иммобилизованные ферменты, биотехнология. Основы предвидения каталитического действия. Корреляционные методы в кинетике и катализе. Уравнение Бренстеда-Поляньи. Линейное соотношение свободных энергий. Проблема оптимального катализатора, принцип геометрического и энергетического соответствия.
Рекомендуемая литература
1. Райдил и Тэйлор, Катализ в теории м практике, Л., Госхимтехиздат, 1933.
2. Э. Ридил, Развитие представлений в области катализа, М., Мир, 1971.
3. Г. К. Боресков, Гетерогенный катализ, М., Наука, 1988.
4. О. В. Крылов, Гетерогенный катализ, М., Академкнига, 2004.
5. Основы биохимии (под ред. А. А. Анисимова), М., Высшая школа, 1986.
6. Л. А. Блюменфельд, Соросовский Образовательный Журнал, ?4, 1998.
7. М. Бендер, Р. Бергерон, М. Комияма, Биоорганическая химия ферментативного катализа, М., Мир, 1987.
8. Б. Джеймс, Гомогенное гидрирование. М. Мир, 1980.
9. Г. Хенрици-Оливэ, С. Оливэ Координация и катализ, М., Мир, 1980.
10. Г. Хенрици-Оливэ, С Оливэ. Химия каталитического гидрирования СО. М., Мир, 1987.
11. А. Накамура, М. Цуцуи Принципы и применение гомогенного и гетерогенного катализа. М., Мир, 1983.
12. Б. В. Ерофеев, В. А Тулупов. Кинетика гомогенного катализа, Минск, Наука и техника, 1977.
13. Ф. К. Шмидт, Катализ комплексами первого переходного ряда реакций гидрирования и димеризации, Иркутск, Изд. Иркутского ун-та, 1986. Программа составлена
проф. Романовским Б. В. |
