zuurkatalyse

Zuurkatalyse is een vorm van katalyse waarbij zuren de snelheid van een chemische reactie verhogen door het activeren van reagerende centra, meestal via protondonatie of door als Lewis-zuur een elektronparenacceptor te zijn. Het zuur wordt aan het eind van de reactie doorgaans niet verbruikt en kan worden teruggewonnen, waardoor het katalytisch werkt.

In de praktijk worden zowel Brønsted-zuren (protondonor) als Lewis-zuren (elektronenpaaracceptor) gebruikt. Brønsted-zuren worden vaak toegepast in organische syntheses waarbij protonatie van een functionele groep leidt tot een meer elektrofilische centrum of tot betere leaving groups. Lewis-zuren activeren typically carbonyl- of olefinische systemen door elektronen naar zich toe te trekken, wat de reactie-onderdelen reactive maakt. Zuurkatalyse kan homogeen (oplosbaar in het reactiemengsel) of heterogeen (vast materiaal zoals een steunpunt) plaatsvinden.

Mechanismen van zuurkatalyse omvatten onder meer protonatie van een carbonyl- of alcoholische groep, waardoor deze beter reageert met een nu geëlectrifilleerde tussenstap, en de stabilisatie van tussenproducten zoals carbokationen. Dit kan leiden tot versnelde addities, condensaties of hydrolyses. Voorbeelden zijn de Fischer-esterificatie van een carboxylzuur met een alcohol, en zure hydrolyse van esters of glycosiden. De gebruikte katalysator en het solvent hebben invloed op de regio- en chemoselectiviteit.

Toepassingen omvatten farmaciese en agrochemische syntheses, voedingschemie en petrochemie. Eigenschappen zoals zuuraanhechting, thermische stabiliteit en herbruikbaarheid bepalen de keuze voor homogene versus heterogene zuurkatalysatoren, waaronder mineralenzuren en vaste zuuren zoals zeolieten of sulfaatgecalcepteerde metalen.