Homogeneous and enzyme CatalysisThe

Homogeneous and enzyme Catalysis
The first molecularly defined catalyst was the Co carbonyl hydroformylation catalyst discovered by Roelen in 1938.Its mechanism. defined in physical organic terms, was unraveled in the 1960 s by Heck and Breslow, and it was later developed commercially by Shell.
Earlier, mercury sulfate had been industrially applied for the conversion of acetylene to acetaldehyde. Later , in the 1950s, the Wacker process of selective oxidation of ethylene catalyzed by the Pd/Cu system was introduced.
The Ziegler-Natta invention of an ethylene and propylene polymerization catalyst in the 1950s, based on TiCl_3, signaled the beginning of well-defined (immobilized) coordination complexes serving as catalytically active species, in parallel with the development of metal-organic chemistry.
This development was crowned by Wilkinson's discovery of homogeneous hydrogenation in 1965. The catalyst ,RhCl, consists of a single metallic center stabilized by triarylphosphines. The unique feature of such organometallic complexes is that can manipulated molecularly by variation of the ligands. with their invention the field of molecular catalysis has been expended from the organic chemist is realm into metal-based catalysis. Catalyst design through development of physical approaches, ligand synthesis, and computational modeling techniques has become one of the outstanding features of this branch of catalysis.
These developments have provided the basis of several large-scale homogeneous bulk industrial processes. Examples are the Rh-based carbonylation of methanol and hydroformylation processes. More recently we see the development of metathesis applied, for instance, in the ring-opening polymerization process of Huels, and enantiomeric catalysis due to invention of highly enantiomeric ligand systems, as for the production L-Dopa by Monsanto.
A special issue in homogeneous is catalysis is separation of catalyst from product after reaction, and for this there are unique development and application of biphasic system and membrane reaction.
Whereas biocatalysis has been used widely in fermentation processes from the early beginning of mankind, the science of biocatalysis only started when Sumner and Northrop were able to crystallize an enzyme, the molecule active as a biocatalyst in the living system, and identified it as a protein. The protein acts as the complex ligand of the catalytically active center, that can be an organic acid or base , a metal , or an inorganic metallic complex. Variation of the protein composition far from the actual catalytic site can have a major effect on catalyst performance. Unique to enzyme catalysis is multipoint contact and activation of a substrate molecule when this is adsorbed into the interior of the enzyme.
Very early in the nineteenth century, Willstatter discovered catalases and peroxidases that activate hydrogen peroxide, and Summer concentrated on urease that decomposes urea.
One of the early bulk processer that employ a hydrolase enzyme is the Mitsui Toatsu process that converts acetonitrile into the corresponding amide.
Modern biomolecular chemistry has a major impact on the design and improvement of biocatalytic system through the use of combinatorial and recombinative techniques that allow for DNA reshuffling. Such evolutionary molecular biological techniques have been developed especially for application to fine chemical synthesis. Mutations are introduced through the biochemical polymer chain reaction or other random chain reactions. This approach has led to the development of bacterial lipases with significantly enhanced enantioselectivity.
Differently from the design approaches in homo-and heterogeneous catalysis, in this approach to catalysis no mechanistic information on the catalytic reaction is used to optimize the system. The desired catalyst is found by feedback of the informayionobthained by screening into the selection of the bacteria possessing the desired gene sequences.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เป็นเนื้อเดียวกันและเอนไซม์ที่เร่งปฏิกิริยาเศษ molecularly กำหนดแรกเศษ carbonyl Co hydroformylation ค้นพบ โดย Roelen ในระบบ 1938.Its ได้ กำหนดไว้ในเงื่อนไขทางกายภาพอินทรีย์ unraveled ใน 1960 s Heck และ Breslow และเป็นภายหลังพัฒนาในเชิงพาณิชย์ โดยเชลล์ ก่อนหน้านี้ ปรอทซัลเฟตได้ถูก industrially ไปใช้สำหรับการแปลงกับอะเซทิลีน acetaldehyde ภายหลัง ในช่วงทศวรรษ 1950, Wacker กระบวนการออกซิเดชันงานของเอทิลีนกระบวนระบบ Pd/Cu ถูกนำมาใช้ ประดิษฐ์ Ziegler Natta ของ catalyst การ polymerization เอทิลีนและโพรพิลีนในช่วงทศวรรษ 1950 ตาม TiCl_3 สัญญาณต้นโดย (เอนไซม์) ประสานงานสิ่งอำนวยความสะดวกบริการเป็นชนิด catalytically ที่ใช้งานอยู่ ควบคู่กับการพัฒนาของโลหะอินทรีย์เคมี การพัฒนานี้มีมงกุฎ โดยการค้นพบของ Wilkinson ไฮโดรจีเนชันเหมือนในปี 1965 เศษ RhCl ประกอบด้วยศูนย์โลหะเดียวที่เสถียร โดย triarylphosphines ลักษณะเฉพาะของสิ่งอำนวยความสะดวกเช่น organometallic เป็นสามารถที่จัดการ โดยรูปแบบของ ligands molecularly มีการประดิษฐ์เงินด้านการเร่งปฏิกิริยาโมเลกุลจากนักเคมีอินทรีย์เป็นขอบเขตในการเร่งปฏิกิริยาโดยใช้โลหะ ออกแบบเศษผ่านวิธีทางกายภาพ การสังเคราะห์ลิแกนด์ และเทคนิคการสร้างแบบจำลองเชิงคำนวณได้กลายเป็นหนึ่งในคุณลักษณะที่โดดเด่นของสาขานี้เร่งปฏิกิริยา พัฒนาเหล่านี้ได้ให้พื้นฐานของกระบวนการอุตสาหกรรมจำนวนมากขนาดใหญ่เหมือนหลาย ๆ ตัวอย่างคือ carbonylation Rh ตามกระบวนการเมทานอลและ hydroformylation เมื่อเร็ว ๆ นี้ เราเห็นการพัฒนาของใช้ ตัวอย่าง ในกระบวนการ polymerization แหวนเปิด Huels และ enantiomeric เร่งปฏิกิริยาเนื่องจากประดิษฐ์ของลิแกนด์ enantiomeric สูงระบบ สำหรับ L-Dopa โดย Monsanto ผลิต metathesis ปัญหาพิเศษในเหมือนจะเร่งปฏิกิริยาแบ่งแยกเศษจากผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยา และนี้ มีเฉพาะพัฒนาและประยุกต์ใช้ biphasic ปฏิกิริยาระบบและเยื่อ ในขณะที่ biocatalysis มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในกระบวนการหมักตั้งแต่ช่วงเริ่มต้นของมนุษย์ ศาสตร์ biocatalysis เริ่มต้นเมื่อซัมเนอร์และนอร์ทธรอปก็สามารถตกผลึกเป็นเอนไซม์ โมเลกุลที่ใช้งานอยู่เป็น biocatalyst ในระบบชีวิต เท่านั้น และระบุเป็นโปรตีน โปรตีนทำหน้าที่เป็นลิแกนด์ที่ซับซ้อนของศูนย์ใช้งาน catalytically ที่ สามารถเป็นกรดอินทรีย์ หรือฐาน โลหะ โลหะอนินทรีย์ซับซ้อน เปลี่ยนแปลงขององค์ประกอบโปรตีนจากไซต์จริงตัวเร่งปฏิกิริยาได้ผลหลักประสิทธิภาพเศษ ซ้ำกันเพื่อเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์เป็นติดต่อ multipoint และเปิดใช้งานของโมเลกุลพื้นผิวเมื่อนี้เป็น adsorbed ในภายในของเอนไซม์นี้ แรกสุดในศตวรรษ Willstatter พบ catalases และ peroxidases ที่เรียกใช้ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ และร้อนเข้มข้นในยูที่ decomposes ยูเรีย หนึ่งของ processer เป็นกลุ่มแรก ๆ ที่ใช้เอนไซม์ hydrolase เป็นกระบวนการมิตซุย Toatsu ที่แปลง acetonitrile เป็น amide ที่สอดคล้องกันวทคร ๕๐๘ สมัยเคมีมีผลกระทบสำคัญในการออกแบบและพัฒนาระบบ biocatalytic โดยใช้เทคนิค recombinative และปัญหาที่ทำให้ดีเอ็นเอ reshuffling เทคนิคชีวภาพโมเลกุลเช่นวิวัฒนาการได้ถูกพัฒนาขึ้นโดยเฉพาะสำหรับใช้กับสารเคมีสังเคราะห์ มีการแนะนำการกลายพันธุ์โดยใช้ปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอร์เชิงชีวเคมีหรือปฏิกิริยาลูกโซ่อื่น ๆ สุ่ม วิธีการนี้ได้นำไปพัฒนา lipases แบคทีเรียกับ enantioselectivity อย่างมีนัยสำคัญเพิ่มขึ้นแตกต่างจากแนวทางการออกแบบในตุ๊ด- และเร่ง ปฏิกิริยาแตกต่างกัน ในวิธีการนี้ไปใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพระบบข้อมูลไม่มีกลไกการทำปฏิกิริยาตัวเร่งปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยา เศษต้องพบ โดยผลป้อนกลับของการ informayionobthained โดยคัดกรองเป็นแบคทีเรียที่มีลำดับยีนที่ต้องการเลือก

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

เป็นเนื้อเดียวกันและเอนไซม์เร่งปฏิกิริยา
ตัวเร่งปฏิกิริยาแรกที่กำหนดไว้โมเลกุลเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา hydroformylation ร่วมนิลค้นพบโดย Roelen ใน 1938.Its กลไก ที่กำหนดไว้ในข้อกำหนดอินทรีย์ทางกายภาพถูกแก้ในปี 1960 โดยการโจมตีและ Breslow และได้รับการพัฒนาต่อมาในเชิงพาณิชย์โดยเชลล์.
ก่อนหน้านี้ซัลเฟตสารปรอทได้ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมสำหรับการแปลงของอะเซทิลีนจะ acetaldehyde ต่อมาในปี 1950, Wacker กระบวนการของการเกิดออกซิเดชันเลือกของเอทิลีนเร่งปฏิกิริยาด้วยระบบ Pd / ลูกบาศ์กได้รับการแนะนำ.
ประดิษฐ์ Ziegler-Natta ของตัวเร่งปฏิกิริยาพอลิเมอเอทิลีนและโพรพิลีนในปี 1950 บนพื้นฐานของ TiCl_3 สัญญาณเริ่มต้นของดี ที่กำหนดไว้ (เสก) เชิงซ้อนการประสานงานที่ทำหน้าที่เป็นสายพันธุ์ที่ใช้งานแบบเร่งปฏิกิริยาในแบบคู่ขนานกับการพัฒนาของสารเคมีโลหะอินทรีย์.
การพัฒนานี้ได้รับการสวมมงกุฎจากการค้นพบของวิลกินสันไฮโดรเป็นเนื้อเดียวกันในปี 1965 ตัวเร่งปฏิกิริยา, RhCl ประกอบด้วยศูนย์โลหะเดียวเสถียรภาพโดย triarylphosphines . คุณลักษณะเฉพาะของคอมเพล็กซ์พันธะดังกล่าวเป็นที่สามารถจัดการโมเลกุลโดยรูปแบบของแกนด์ กับการประดิษฐ์ของพวกเขาด้านการเร่งปฏิกิริยาโมเลกุลที่ได้รับจากการใช้จ่ายอินทรีย์เคมีเป็นดินแดนเข้ามาในการเร่งปฏิกิริยาโลหะตาม การออกแบบที่ผ่านการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาของวิธีการทางกายภาพสังเคราะห์แกนด์และเทคนิคการสร้างแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์ได้กลายเป็นหนึ่งในคุณสมบัติที่โดดเด่นของสาขาของปฏิกิริยานี้.
การพัฒนาเหล่านี้ได้จัดให้มีพื้นฐานของหลายขนาดใหญ่เป็นเนื้อเดียวกันกลุ่มกระบวนการทางอุตสาหกรรม ตัวอย่าง carbonylation Rh-based ของเมทานอลและกระบวนการ hydroformylation เมื่อเร็ว ๆ นี้เราจะเห็นการพัฒนาของ metathesis นำมาใช้เช่นในกระบวนการพอลิเมอแหวนเปิด Huels และปฏิกิริยา enantiomeric เนื่องจากการประดิษฐ์ของระบบแกนด์ enantiomeric สูงเช่นการผลิต L-Dopa โดย Monsanto.
ฉบับพิเศษในเนื้อเดียวกัน เป็นปฏิกิริยาทางเคมีคือการแยกตัวเร่งปฏิกิริยาจากผลิตภัณฑ์หลังจากปฏิกิริยาและด้วยเหตุนี้มีการพัฒนาที่ไม่ซ้ำกันและการประยุกต์ใช้ระบบ biphasic และปฏิกิริยาเมมเบรน.
ในขณะที่ biocatalysis ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในกระบวนการหมักจากจุดเริ่มต้นแรก ๆ ของมนุษย์วิทยาศาสตร์ของ biocatalysis เพียงเริ่มต้นเมื่อ Sumner และ Northrop ก็สามารถที่จะตกผลึกเอนไซม์โมเลกุล biocatalyst ใช้งานเป็นระบบในการดำรงชีวิตและระบุว่ามันเป็นโปรตีน ทำหน้าที่เป็นโปรตีนแกนด์ซับซ้อนของศูนย์ที่ใช้งานแบบเร่งปฏิกิริยาที่สามารถกรดอินทรีย์หรือฐานโลหะหรือโลหะนินทรีย์ที่มีความซับซ้อน การเปลี่ยนแปลงขององค์ประกอบของโปรตีนไกลจากตัวเร่งปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นจริงเว็บไซต์สามารถมีผลต่อประสิทธิภาพการทำงานที่สำคัญตัวเร่งปฏิกิริยา ที่ไม่ซ้ำกับเอนไซม์เร่งปฏิกิริยานี้เป็นเพื่อนหลายและการทำงานของโมเลกุลสารตั้งต้นเมื่อนี้จะถูกดูดซับเข้าไปภายในของเอนไซม์.
มากในช่วงต้นศตวรรษที่สิบเก้า Willstatter ค้นพบ catalases และ peroxidases ที่เปิดใช้งานไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และฤดูร้อนจดจ่ออยู่กับยูรีเอสที่สลายตัวยูเรีย
หนึ่งในกลุ่ม processer ต้นที่ใช้เอนไซม์ hydrolase เป็นกระบวนการ Mitsui Toatsu ที่แปลง acetonitrile เข้าสู่เอไมด์ที่สอดคล้องกัน.
โมเดิร์นเคมีชีวโมเลกุลที่มีผลกระทบที่สำคัญในการออกแบบและปรับปรุงระบบ biocatalytic ผ่านการใช้เทคนิคและ combinatorial recombinative ที่ช่วยให้การ reshuffling ดีเอ็นเอ เทคนิคดังกล่าวทางชีววิทยาวิวัฒนาการโมเลกุลได้รับการพัฒนาโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการประยุกต์ใช้ในการสังเคราะห์สารเคมีที่ดี การกลายพันธุ์ได้ถูกนำเสนอผ่านปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอปฏิกิริยาทางชีวเคมีหรืออื่น ๆ ห่วงโซ่สุ่ม วิธีการนี้ได้นำไปสู่การพัฒนาของไลเปสจากแบคทีเรียที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญกับ enantioselectivity.
แตกต่างจากการออกแบบวิธีการในการเร่งปฏิกิริยาตุ๊ดและต่างกันในวิธีการนี้ในการเร่งปฏิกิริยาไม่มีข้อมูลที่กลไกในการเกิดปฏิกิริยาตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ในการเพิ่มประสิทธิภาพของระบบ ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ต้องการจะพบกับข้อเสนอแนะของ informayionobthained โดยการตรวจคัดกรองในการเลือกของเชื้อแบคทีเรียที่มีลำดับยีนที่ต้องการ