均一触媒とは？

化学では、触媒は、プロセスで消費されることなく反応の速度を上げるために添加される物質です。 触媒はしばしば反応物と比較して少量で添加され、将来のバッチで順次再利用される可能性があります。 均一触媒は、反応中に反応物と同じ相の一部である触媒です-固体、液体または気体-。 多くの場合、成分は純粋な状態では異なる相ですが、共通の溶媒に溶解します。 この定義のもとでは、通常の固体触媒の存在下で液体と反応するガスでさえ、3つすべてが同時に溶解していれば均一です。

ほとんどの産業触媒は不均一触媒を使用しています。 不均一系触媒では、反応に2つ以上の段階があり、便宜上、損失を防ぐために、キャリア基板に付着した固体触媒成分にさらされる液体または気体成分が含まれます。 これは、貴金属成分を含む触媒が高価であるためかもしれません。 効率を高めるために、触媒を最終的に分割して表面積を最大化することができます。 一例は、ほとんどの自動車に見られる触媒コンバーターです。

複雑な化学反応における均一触媒の使用は、有機金属錯体の新規使用のために、特に興味深いものです。 有機マグネシウムおよび有機リチウム化合物の初期の用途は、触媒としてではなく、主に反応成分としてでした。 このような化合物は不安定でした。 それらを使用するには、エーテルやテトラヒドロフラン（THF）などの有害な溶媒に溶解する必要がありました。 これらを他の液体反応物と組み合わせると、それらの反応は定義上同種のカテゴリーに分類されました。

今日、はるかに多くの有機金属化合物が知られています。 それらのいくつかは、均一触媒のカテゴリーに入れることができます。 多くの場合、それらはより安定しており、扱いやすいです。 このタイプの化合物は、より広い範囲の用途を提供し、多くの場合、反応物としてではなく、均一触媒として使用されます。

新しい試薬のいくつかは、重合反応に役立ちます。 他のものは、キラリティーを付与する能力があるため、医薬品製造に適しています。 これは、偏光が一方向にのみ回転するように、構造設計を厳密に制御する能力を指します。

最も注目すべき用途は、人工光合成によって植物の世界を模倣する試みです。 これは、用語の別の使用法、つまり燃料の生産のために水を水素に分解することを混同しないでください。 むしろ、この場合の人工光合成は、二酸化炭素と水を炭水化物と酸素に変換することを指します。 数年間、有機金属触媒は人工光合成を念頭に置いて研究されてきました。