El catalizador de Adams , también conocido como dióxido de platino , generalmente se representa como hidrato de óxido de platino (IV) , PtO 2 • H 2 O. Es un catalizador para la hidrogenación e hidrogenólisis en síntesis orgánica . [1] Este polvo de color marrón oscuro está disponible comercialmente. El óxido en sí no es un catalizador activo, pero se vuelve activo después de la exposición al hidrógeno, después de lo cual se convierte en negro de platino , que es responsable de las reacciones.
Nombres | |
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Nombre IUPAC Óxido de platino (IV) | |
Otros nombres dióxido de platino, óxido platinico | |
Identificadores | |
Modelo 3D ( JSmol ) | |
ChemSpider | |
Tarjeta de información ECHA | 100.013.840 |
PubChem CID | |
UNII | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
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Propiedades | |
PtO 2 | |
Masa molar | 227,08 g / mol |
Apariencia | sólido negro |
Densidad | 10,2 g / cm³ |
Punto de fusion | 450 ° C (842 ° F; 723 K) |
insoluble | |
Solubilidad | insoluble en alcohol , ácido , agua regia soluble en solución de potasa cáustica |
−37,70 · 10 −6 cm 3 / mol | |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
verificar ( ¿qué es ?) | |
Referencias de Infobox | |
Preparación
El catalizador de Adams se prepara a partir de ácido cloroplatínico H 2 PtCl 6 o cloroplatinato de amonio , (NH 4 ) 2 PtCl 6 , por fusión con nitrato de sodio . La primera preparación publicada fue informada por V. Voorhees y Roger Adams . [2] El procedimiento consiste en preparar primero un nitrato de platino que luego se calienta para expulsar los óxidos de nitrógeno. [3]
- H 2 PtCl 6 + 6 NaNO 3 → Pt (NO 3 ) 4 + 6 NaCl (ac) + 2 HNO 3
- Pt (NO 3 ) 4 → PtO 2 + 4 NO 2 + O 2
La torta marrón resultante se lava con agua para liberarla de nitratos. El catalizador puede usarse tal cual o secarse y almacenarse en un desecador para su uso posterior. El platino se puede recuperar del catalizador gastado mediante conversión en cloroplatinato de amonio utilizando agua regia seguida de amoníaco .
Usos
El catalizador de Adams se utiliza para muchas aplicaciones. Ha demostrado ser valioso para las reacciones de hidrogenación , hidrogenólisis , deshidrogenación y oxidación . Durante la reacción, se forma platino metálico ( negro de platino ) que se ha citado como catalizador activo. [4] [5] La hidrogenación ocurre con estereoquímica syn cuando se usa en un alquino que resulta en un cis-alqueno. Algunas de las transformaciones más importantes incluyen la hidrogenación de cetonas a alcoholes o éteres (este último producto se forma en presencia de alcoholes y ácidos) [6] y la reducción de compuestos nitro a aminas. [7] Sin embargo, las reducciones de alquenos se pueden realizar con el catalizador de Adam en presencia de grupos nitro sin reducir el grupo nitro. [8] Cuando se reducen los compuestos nitro a aminas, se prefieren los catalizadores de platino sobre los catalizadores de paladio para minimizar la hidrogenólisis. El catalizador también se utiliza para la hidrogenólisis de ésteres de fenilfosfato, una reacción que no ocurre con los catalizadores de paladio. El pH del solvente afecta significativamente el curso de la reacción, y las reacciones del catalizador a menudo se mejoran al realizar la reducción en ácido acético puro o soluciones de ácido acético en otros solventes.
Desarrollo
Antes del desarrollo del catalizador de Adams, se llevaron a cabo reducciones orgánicas utilizando platino coloidal o negro de platino. Los catalizadores coloidales eran más activos pero presentaban dificultades para aislar los productos de reacción. Esto llevó a un uso más generalizado del negro platino. En las propias palabras de Adams:
"... Varios de los problemas que les asigné a mis estudiantes tenían que ver con la reducción catalítica. Para este propósito estábamos usando como catalizador negro de platino fabricado por el mejor método generalmente aceptado conocido en ese momento. Los estudiantes tuvieron muchos problemas con el catalizador que obtuvieron en que con frecuencia resultó ser inactivo a pesar de que se preparó mediante el mismo procedimiento detallado que resultó ocasionalmente en un producto activo. Por lo tanto, inicié una investigación para encontrar las condiciones para preparar este catalizador con actividad uniforme ". [4]
Seguridad
Poco precaución es necesaria con el óxido, pero, después de la exposición a H 2 , el negro de platino resultante puede ser pirofórico . Por lo tanto, no se debe permitir que se seque y se debe minimizar toda exposición al oxígeno.
Ver también
- Platino sobre carbono
- Negro de platino
- Óxido de platino-rodio
- Paladio sobre carbono
Referencias
- ^ Nishimura, Shigeo (2001). Manual de hidrogenación catalítica heterogénea para síntesis orgánica (1ª ed.). Nueva York: Wiley-Interscience. págs. 30, 32, 64–137, 170–225, 315–386 y 572–663. ISBN 9780471396987.
- ^ Voorhees, V .; Adams, R. (1922). "El uso de óxidos de platino para la reducción catalítica de compuestos orgánicos" . Mermelada. Chem. Soc. 44 (6): 1397. doi : 10.1021 / ja01427a021 .
- ^ Adams, Roger; Voorhees, V .; Shriner, RL (1928). "Catalizador de platino para reducciones". Síntesis orgánicas . 8 : 92. doi : 10.15227 / orgsyn.008.0092 .
- ^ a b Hunt, LB (octubre de 1962). "La historia del catalizador de Adams: óxido de platino en reducciones catalíticas" (PDF) . Platino Metales Rev . 6 (4): 150–2.
- ^ Scheeren, CW; Domingos, Josiel B .; MacHado, Giovanna; Dupont, Jairton (octubre de 2008). "Reducción de hidrógeno del catalizador de Adams en líquidos iónicos: formación y estabilización de nanopartículas de Pt (0)". J. Phys. Chem. C . 112 (42): 16463–9. doi : 10.1021 / jp804870j .
- ^ Verzele, M .; Acke, M .; Anteunis, M. (1963). "Una síntesis general de éteres". Revista de la Sociedad Química : 5598–5600. doi : 10.1039 / JR9630005598 .
- ^ Adams, Roger; Cohen, FL (1928). "P-aminobenzoato de etilo". Síntesis orgánicas . 8 : 66. doi : 10.15227 / orgsyn.008.0066 .
- ^ van Tamelen, Eugene E .; Thiede, Robert J. (1952). "La aplicación sintética y el mecanismo de la reacción de Nef". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 74 (10): 2615–2618. doi : 10.1021 / ja01130a044 .
enlaces externos
- Compuestos de platino: dióxido de platino - WebElements.com