自催化反应

自催化是指一个化学反应所生成之产物为该反应之催化剂。

若一组化学反应中一部分反应的产物足以催化其他反应，使得整组化学反应可自我供应能量和‘食物分子’，则此组反应可称作集体自催化（collectively autocatalytic）（参见autocatalytic set）

自催化反应速率方程

自催化反应中产物浓度的双弯曲函数变化

二级自催化反应速率方程 $A+B\rightarrow \;2B$ 是 $\ v=k[A][B]$

A和B的浓度随时间依据下式变化

$[A]={\frac {[A]_{0}+[B]_{0}}{1+{\frac {[B]_{0}}{[A]_{0}}}e^{([A]_{0}+[B]_{0})kt}}}$ 与$[B]={\frac {[A]_{0}+[B]_{0}}{1+{\frac {[A]_{0}}{[B]_{0}}}e^{-([A]_{0}+[B]_{0})kt}}}$

典型的自催化反应等式图形是双弯曲函数：反应起初进行地很慢，因为几乎没有催化剂存在。反应速率随著反应进行使催化剂量增加而加快，之后随著浓度减少而减慢。若实验的反应物或产物浓度遵守双弯曲曲线，则此反应可能是自催化。

例如： 5 C₂O₄^2－_(aq) + 2 MnO₄^－_(aq)+16 H⁺_(aq) →10 CO_2(g) + 2 Mn²⁺_(aq)+ 8 H₂O_(l)

其反应式右侧的生成物Mn²⁺为该反应的催化剂，反应会随著Mn²⁺浓度的增加，逐渐加快。

自然发生假说

1995年史都华考夫曼提出生命最初起源形式是自催化化学网状系统。

英国动物行为学家理察·道金斯在他2004年著作《祖先的故事》写道自催化是无生源论的可能解释。书中引用朱利叶斯·里贝克与同事在加州斯克里普斯研究所完成的实验。该实验中他们以自催化氨基腺苷三酸酯（autocatalyst amino adenosine triacid ester （AATE））合成氨基腺苷（amino adenosine）与五氟苯酯（pentafluorophenyl ester），其中一个来自实验的系统包含了多种能自行催化自身合成的AATE。此实验证明了自催化可能可以造成族群内以遗传进行竞争，可解释为早期形式的天择

自催化反应实例

• Tin pest
• Reaction of Permanganate with Oxalic Acid （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• 以上反应的机转
• Vinegar syndrome
• 血红蛋白结合氧
• 阿司匹林自发降解为水杨酸和乙酸，使得久置于密封容器内的阿司匹林散发轻微的醋气味。
• , 缺少（添加）催化剂，苯乙酮经溴的α-溴化

参与生命过程

二位研究者，Robert Ulanowicz 与 Stuart Kauffman 提出自催化反应在生命演化中扮演重要角色，且继续构成生命结构的基本元素。

相关条目

自催化反应与级数创建(Autocatalytic reactions and order creation)

外部链接

• http://www.eeng.dcu.ie/~alife/bmcm9901/html-multi/ （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• http://arxiv.org/pdf/adap-org/9809003