Катализатор Адамса
| |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК
Оксид платины(IV)
| |
| Другие имена
диоксид платины, оксид платины
| |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.013.840 |
ПабХим CID
|
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| ПТО 2 | |
| Молярная масса | 227.08 g/mol |
| Появление | черный сплошной |
| Плотность | 10,2 г/см 3 |
| Температура плавления | 450 ° С (842 ° F; 723 К) |
| нерастворимый | |
| Растворимость | нерастворим в спирте , кислоте , царской водке растворим в едкого поташа растворе |
| −37.70·10 −6 см 3 /моль | |
| Опасности | |
| СГС Маркировка : | |
| |
| Опасность | |
| H271 | |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Катализатор Адамса , также известный как диоксид платины , обычно представляет собой платины (IV) оксида гидрат , PtO 2 •H 2 O. Является катализатором гидрирования и гидрогенолиза в органическом синтезе . [ 1 ] Этот темно-коричневый порошок имеется в продаже. Сам оксид не является активным катализатором, но он становится активным после воздействия водорода, после чего превращается в платиновую чернь , которая отвечает за реакции.
Подготовка
[ редактировать ]Катализатор Адамса получают из платинохлористоводородной кислоты H 2 PtCl 6 или хлорплатината аммония (NH 4 ) 2 PtCl 6 сплавлением с нитратом натрия . О первом опубликованном препарате сообщили В. Вурхис и Роджер Адамс . [ 2 ] Процедура включает в себя сначала приготовление нитрата платины, который затем нагревают для удаления оксидов азота. [ 3 ]
- H 2 PtCl 6 + 6 NaNO 3 → Pt(NO 3 ) 4 + 6 NaCl (водн.) + 2 HNO 3
- Pt(NO 3 ) 4 → PtO 2 + 4 NO 2 + O 2
Полученный бурый жмых промывают водой для освобождения его от нитратов. Катализатор можно использовать как есть или высушить и хранить в эксикаторе для дальнейшего использования. Платину можно извлечь из отработанного катализатора путем преобразования в хлороплатинат аммония с использованием царской водки с последующим добавлением аммиака .
Использование
[ редактировать ]Катализатор Адамса используется во многих сферах. Было показано, что он полезен для гидрирования , гидрогенолиза , дегидрирования и окисления реакций . В ходе реакции образуется металлическая платина ( платиновая чернь ), которая считается активным катализатором. [ 4 ] [ 5 ] Гидрирование происходит с помощью син-стереохимии при использовании алкина, что приводит к образованию цис-алкена. Некоторые из наиболее важных превращений включают гидрирование кетонов в спирты или простые эфиры (последний продукт образуется в присутствии спиртов и кислот). [ 6 ] и восстановление нитросоединений до аминов. [ 7 ] Однако восстановление алкенов можно провести с помощью катализатора Адамса в присутствии нитрогрупп без восстановления нитрогруппы. [ 8 ] При восстановлении нитросоединений до аминов платиновые катализаторы предпочтительнее палладиевых, чтобы свести к минимуму гидрогенолиз. Катализатор также используется для гидрогенолиза фенилфосфатных эфиров - реакции, которая не происходит с палладиевыми катализаторами. рН растворителя существенно влияет на ход реакции, причем реакции катализатора часто усиливают, проводя восстановление в чистой уксусной кислоте или растворах уксусной кислоты в других растворителях.
Разработка
[ редактировать ]До разработки катализатора Адамса органическое восстановление проводилось с использованием коллоидной платины или платиновой черни. Коллоидные катализаторы были более активны, но затрудняли выделение продуктов реакции. Это привело к более широкому использованию платиновой черни. По словам самого Адамса:
«...Несколько задач, которые я поручил своим студентам, касались каталитического восстановления. Для этой цели мы использовали в качестве катализатора платиновую чернь, изготовленную общепринятым лучшим методом, известным в то время. У студентов были большие проблемы с катализатором, который они получили в что часто он оказывался неактивным, хотя был приготовлен по той же подробной процедуре, которая иногда приводила к получению активного продукта, поэтому я начал исследование, чтобы найти условия для приготовления этого катализатора с однородной активностью». [ 4 ]
Безопасность
[ редактировать ]С оксидом не требуется особых мер предосторожности, но после воздействия H 2 образующаяся платиновая чернь может оказаться пирофорной . Поэтому нельзя допускать его высыхания и следует свести к минимуму воздействие кислорода.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Нисимура, Сигео (2001). Справочник по гетерогенному каталитическому гидрированию для органического синтеза (1-е изд.). Нью-Йорк: Wiley-Interscience. стр. 30, 32, 64–137, 170–225, 315–386 и 572–663. ISBN 9780471396987 .
- ^ Вурхис, В.; Адамс, Р. (1922). «Использование оксидов платины для каталитического восстановления органических соединений» . Дж. Ам. хим. Соц. 44 (6): 1397. doi : 10.1021/ja01427a021 .
- ^ Адамс, Роджер; Вурхис, В.; Шрайнер, Р.Л. (1928). «Платиновый катализатор сокращений». Органические синтезы . 8 : 92. дои : 10.15227/orgsyn.008.0092 .
- ^ Jump up to: а б Хант, Л.Б. (октябрь 1962 г.). «История катализатора Адамса: оксид платины в каталитическом восстановлении» (PDF) . Платиновые металлы Rev. 6 (4): 150–2. Архивировано из оригинала (PDF) 24 сентября 2015 г. Проверено 20 февраля 2007 г.
- ^ Ширен, CW; Домингос, Хосиэль Б.; МакХадо, Джованна; Дюпон, Джейртон (октябрь 2008 г.). «Восстановление водорода катализатора Адамса в ионных жидкостях: образование и стабилизация наночастиц Pt (0)». Дж. Физ. хим. С. 112 (42): 16463–9. дои : 10.1021/jp804870j .
- ^ Верзеле, М.; Аке, М.; Антеунис, М. (1963). «Общий синтез эфиров». Журнал Химического общества : 5598–5600. дои : 10.1039/JR9630005598 .
- ^ Адамс, Роджер; Коэн, Флорида (1928). «Этил п-аминобензоат». Органические синтезы . 8 : 66. дои : 10.15227/orgsyn.008.0066 .
- ^ ван Тамелен, Юджин Э.; Тиде, Роберт Дж. (1952). «Синтетическое применение и механизм реакции Нефа». Журнал Американского химического общества . 74 (10): 2615–2618. дои : 10.1021/ja01130a044 .