La première des métathèses à avoir été observée est la transformation d'une oléfine cyclique en polymère insaturé en présence d'un catalyseur métallique. Le fort intérêt de cette réaction n’a été compris que plus tard lors de l’obtention d’un polymère insaturé de masse élevée possédant de doubles liaisons, après avoir laissé une oléfine cyclique en présence de métaux tels que le tungstène ou le molybdène. N. Calderon, un chimiste appartenant à la Good Year Tire, montra ensuite que ces phénomènes de polymérisation et/ou de transformations d'oléfines en d'autres oléfines provenaient d'un phénomène qu'il nomma « métathèse ».La réaction de métathèse a ensuite été généralisée aux ène-ynes et aux alcynes permettant ainsi aux chimistes organiciens d'accéder efficacement à des molécules complexes.
La catalyse bifonctionnelle joue un rôle clé en raffinage du pétrole et pétrochimie. Son principal atout est de permettre en une seule étape apparente, rapide et sélective, des transformations nécessitant une série d'étapes successives catalysées par des sites hydrogénants ou des sites acides protoniques. Ce schéma réactionnel, les mécanismes des réactions à promouvoir ou à limiter sont détaillés sur les principaux procédés et l'effet sur l'activité, la stabilité et la sélectivité des catalyseurs, de la balance entre leurs fonctions hydrogénantes et acides, de l'intimité entre les sites correspondants et du chemin de diffusion moléculaire est quantitativement établi. Ces données sont utilisées pour expliquer les choix industriels des catalyseurs et des conditions opératoires.
Les réactions modèles permettent de caractériser les catalyseurs hétérogènes en conditions opératoires. Leur utilisation, basée sur l’étude des paramètres catalytiques (conversion, sélectivité, désactivation), permet d’accéder aux caractéristiques des sites actifs : nature (acide, base, acido-basique, redox), force, densité, environnement et à leur effet sur la vitesse de réaction. La mise en œuvre et l'apport des réactions modèles, comparativement à des méthodes de caractérisation physico-chimiques, sont discutés de façon critique dans cet article pour les catalyseurs acides, basiques, métalliques ou sulfures.
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