ในวิชาเคมีตัวเร่งปฏิกิริยาการถ่ายโอนเฟสหรือPTCคือตัวเร่งปฏิกิริยาที่ช่วยอำนวยความสะดวกในการเปลี่ยนสถานะของสารตั้งต้น จาก เฟสหนึ่งไปยังอีกเฟสหนึ่งที่เกิดปฏิกิริยา การเร่งปฏิกิริยาการถ่ายโอนเฟสเป็นรูปแบบพิเศษของการเร่งปฏิกิริยา และสามารถเกิดขึ้นได้ทั้งในรูป แบบ การเร่งปฏิกิริยาแบบเอกพันธุ์หรือ แบบ ไม่เอกพันธุ์ขึ้นอยู่กับตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ สารตั้งต้น ไอออนิกมักละลายได้ใน เฟส ที่เป็นน้ำแต่ไม่ละลายในเฟสอินทรีย์หากไม่มีตัวเร่งปฏิกิริยาการถ่ายโอนเฟส ตัวเร่งปฏิกิริยาทำหน้าที่คล้ายผงซักฟอกในการละลายเกลือในเฟสอินทรีย์ การเร่งปฏิกิริยาการถ่ายโอนเฟสหมายถึงการเร่งปฏิกิริยาเมื่อเติมตัวเร่งปฏิกิริยาการถ่ายโอนเฟส PTC ถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมอย่างกว้างขวาง^{[ 1 ]} ตัวอย่างเช่นโพลีเอสเตอร์ ถูกเตรียมจากอะซิลคลอไรด์และ บิสฟีนอล-เอ สารกำจัดศัตรูพืชที่ใช้ฟอสโฟไทโอเอต ถูกสร้างขึ้นโดย การอัลคิเลชันของฟอสโฟ ไทโอ เอต โดยใช้ PTC เป็นตัวเร่ง ปฏิกิริยา

ในกรณีที่เหมาะสม PTC สามารถทำงานได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ ลดความจำเป็นในการใช้ตัวทำละลายที่มีราคาแพงหรืออันตราย และทำให้การทำให้บริสุทธิ์ง่ายขึ้น^{[ 2 ]}ตัวเร่งปฏิกิริยาการถ่ายโอนเฟสเป็น"สีเขียว" —โดยอนุญาตให้ใช้น้ำ ทำให้ความจำเป็นในการใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ลดลง^{[ 3 ] [ 4 ]}

ตัวเร่งปฏิกิริยาการถ่ายโอนเฟสสำหรับสารตั้งต้นประจุลบมักเป็นเกลือแอมโมเนียมควอ เทอร์นารี ตัวเร่งปฏิกิริยาที่สำคัญในเชิงพาณิชย์ ได้แก่ เบนซิลไตรเอทิลแอมโมเนียมคลอไรด์ เมทิลไตรแคปริลแอมโมเนียมคลอไรด์ และเมทิลไตรบิวทิลแอมโมเนียมคลอไรด์ นอกจากนี้ยังมีการใช้ เกลือฟอสโฟเนียมอินทรีย์เช่น เฮกซาเดซิลไตรบิวทิลฟอสโฟเนียมโบรไมด์ ซึ่งเกลือฟอสโฟเนียมสามารถทนต่ออุณหภูมิที่สูงกว่าได้

ทางเลือกอื่นนอกเหนือจากการใช้ "เกลือควอท" คือการเปลี่ยนแคตไอออนของโลหะอัลคาไลให้เป็นแคตไอออนที่ไม่ชอบน้ำในระดับห้องปฏิบัติการมีการใช้คราวน์อีเทอร์ เพื่อจุดประสงค์นี้ โพลีเอทิลีนไกลคอลและอนุพันธ์ของอะมีนนั้นพบได้ทั่วไปในการใช้งานจริง ตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดหนึ่งคือไตรส์(2-(2-เมทอกซีเอทอกซี)เอทิล)อะมีน ลิแกนด์ เหล่านี้จะห่อหุ้มแคตไอออนของโลหะอัลคาไล (โดยทั่วไปคือNa ⁺และK ⁺ ) ทำให้เกิดแคตไอออนที่ชอบไขมัน โพลีอีเทอร์มี "ส่วนภายใน" ที่ชอบน้ำซึ่งมีไอออนอยู่ และส่วนภายนอก ที่ไม่ชอบน้ำ

ตัวเร่งปฏิกิริยาการถ่ายโอนเฟสไค รัลได้รับการสาธิตแล้วเช่นกัน^{[ 5 ]} การอัลคิเลชันแบบไม่สมมาตรได้รับการเร่งปฏิกิริยาโดยเกลือแอมโมเนียมควอเทอร์นารีไครัลที่ได้มาจากอัลคาลอยด์ซินโคนา^{[ 6 ]}

มีการประเมินตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีฟังก์ชันการทำงานหลากหลายชนิดสำหรับ PTC ตัวอย่างหนึ่งคือตัวเร่งปฏิกิริยาแบบ Janus interphase ซึ่งสามารถนำไปใช้กับปฏิกิริยาอินทรีย์บนอินเทอร์เฟซของสองเฟสผ่านการก่อตัวของ Pickering emulsion ^{[ 7 ]}

แคตไอออนแอมโมเนียมควอเทอร์นารีจะสลายตัวโดยการสลายตัวแบบฮอฟมันน์ไปเป็นเอมีน โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่อุณหภูมิสูงขึ้นซึ่งเป็นที่นิยมในหมู่นักเคมีกระบวนการ เอมีนที่เกิดขึ้นอาจกำจัดออกจากผลิตภัณฑ์ได้ยาก เกลือฟอสโฟเนียมไม่เสถียรต่อเบสและสลายตัวเป็นฟอสฟีนออกไซด์^{[ 1 ]}

ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยา การแทนที่แบบนิวคลีโอฟิลิกของ สารละลาย โซเดียมไซยาไนด์ในน้ำ กับ สารละลาย 1-โบรโมออกเท นในอีเทอร์นั้นไม่เกิดขึ้นได้ง่าย เนื่องจาก 1-โบรโมออกเทนละลายได้น้อยใน สารละลาย ไซยาไนด์ ในน้ำ และโซเดียมไซยาไนด์ก็ละลายได้ไม่ดีในอีเทอร์ เมื่อเติมเฮกซาเดซิลไตรบิวทิลฟอสโฟเนียมโบรไมด์ในปริมาณเล็กน้อย จะเกิดปฏิกิริยาอย่างรวดเร็วเพื่อให้ได้โนนิลไนไตรล์:

${\displaystyle {\ce {C8H17Br_{(org)}{}+ NaCN_{(aq)}->[{\ce {R4P+Br-}}] C8H17CN_{(org)}{}+ NaBr_{(aq)}}}}$

โดยแคตไอออนควอเทอร์นารีฟอสโฟเนียม ไอออนไซยาไนด์จะถูก "ขนส่ง" จากเฟสของเหลวไปยังเฟสอินทรีย์^{[ 8 ]}

งานวิจัยต่อมาแสดงให้เห็นว่าปฏิกิริยาดังกล่าวจำนวนมากสามารถดำเนินการได้อย่างรวดเร็วที่อุณหภูมิห้องโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา เช่นเตตระ-เอ็น-บิวทิลแอมโมเนียมโบรไมด์และเมทิลไตรออกทิลแอมโมเนียมคลอไรด์ในระบบเบนซีน/น้ำ^{[ 9 ]}

Phase-boundary catalysis (PBC) is a type of PTC wherein catalysis occurs at a phase boundary. Some zeolites can be modified to operate by PBC: they are hydrophobic on the inside and hydrophilic on the outside.^[10] In some sense, PBC resemble enzymes. The major difference between this system and enzyme is lattice flexibility. The lattice of zeolite is rigid, whereas the enzyme is flexible. Phase-boundary catalytic (PBC) systems can be contrasted with conventional catalytic systems. PBC is primarily applicable to reactions at the interface of an aqueous phase and organic phase. In these cases, an approach such as PBC is needed due to the immiscibility of aqueous phases with most organic substrate. In PBC, the catalyst acts at the interface between the aqueous and organic phases. The reaction medium of phase boundary catalysis systems for the catalytic reaction of immiscible aqueous and organic phases consists of three phases; an organic liquid phase, containing most of the substrate, an aqueous liquid phase containing most of the substrate in aqueous phase and the solid catalyst.

A zeolite is treated with alkylsilane to render its surface hydrophobic.^[10] For examplex n-octadecyltrichlorosilane (OTS) has been used to modify W-Ti-NaY materials Due to the hydrophilicity of the w-Ti-NaY surface.

Not all phase transfer processes involve catalysis. A distinction can be made between phase-transfer catalysts (PTCs), which facilitate catalytic turnover between immiscible phases, and phase transfer agents (PTAs), which operate in stoichiometric or excess amounts to assist the movement of solutes between phases without participating in a catalytic cycle.

Phase transfer agents are typically surfactant-like molecules or ligands that aid in the extraction, stabilisation, or dispersion of compounds—particularly nanoparticles, ions, or polymers—between immiscible media such as water and organic solvents. Unlike PTCs, these agents are not regenerated and are often retained in the final product or dispersion medium.

Examples of PTAs include:

• เซทิลไตรเมทิลแอมโมเนียมโบรไมด์ (CTAB) – มักใช้ในการถ่ายโอนอนุภาคนาโนโลหะจากตัวกลางที่เป็นน้ำไปยังตัวกลางอินทรีย์ผ่านการห่อหุ้มด้วยชั้นสองชั้นหรือไมเซลล์
• โอเลอิลอะมีน (OAm) และออกตาเดซิลอะมีน (ODA) – เอมีนปฐมภูมิสายยาวที่ใช้ในนาโนเคมีเพื่อถ่ายโอนและทำให้เสถียรอนุภาคนาโนที่ชอบน้ำในตัวทำละลายอินทรีย์ที่ไม่เป็นขั้ว^{[ 11 ]}
• อีเทอร์แบบคราวน์และอนุพันธ์ของโพลีเอทิลีนไกลคอล (PEG) – ในการใช้งานตามสัดส่วนทางเคมีที่เฉพาะเจาะจง สารประกอบเหล่านี้ยังสามารถทำหน้าที่เป็นตัวเร่งการถ่ายโอนเฟสได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบอนินทรีย์หรือระบบที่เกี่ยวข้องกับพอลิเมอร์

สารตัวเร่งปฏิกิริยาการถ่ายโอนเฟสมีบทบาทสำคัญในการสังเคราะห์และการประมวลผลวัสดุนาโนคอลลอยด์ โพลิเมอร์ลูกผสม และสารเคลือบที่มีคุณสมบัติเฉพาะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริบทของวิทยาศาสตร์วัสดุ เช่น การปั่นเส้นใยด้วยไฟฟ้า การผลิตฟิล์มบาง และการปรับแต่งพื้นผิว ซึ่งการควบคุมการกระจายตัวและความเข้ากันได้ระหว่างส่วนประกอบต่างๆ อย่างแม่นยำนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่ง

• การถ่ายโอนไอออน