El catalizador de Adams , también conocido como dióxido de platino , se representa habitualmente como hidrato de óxido de platino (IV) , PtO 2 • H 2 O. Es un catalizador para la hidrogenación y la hidrogenólisis en la síntesis orgánica . [1] Este polvo marrón oscuro está disponible comercialmente. El óxido en sí no es un catalizador activo, pero se activa después de la exposición al hidrógeno, con lo que se convierte en negro de platino , que es responsable de las reacciones.
El catalizador de Adams se prepara a partir de ácido cloroplatínico H2PtCl6 o cloroplatinato de amonio , (NH4 ) 2PtCl6 , mediante fusión con nitrato de sodio . La primera preparación publicada fue reportada por V. Voorhees y Roger Adams . [ 2] El procedimiento implica primero preparar un nitrato de platino que luego se calienta para expulsar los óxidos de nitrógeno. [3]
La torta marrón resultante se lava con agua para eliminar los nitratos. El catalizador se puede utilizar tal cual o secar y almacenar en un desecador para su uso posterior. El platino se puede recuperar del catalizador gastado mediante la conversión en cloroplatinato de amonio utilizando agua regia seguida de amoníaco .
El catalizador de Adams se utiliza para muchas aplicaciones. Ha demostrado ser valioso para reacciones de hidrogenación , hidrogenólisis , deshidrogenación y oxidación . Durante la reacción, se forma platino metálico ( platino negro ), que se ha citado como el catalizador activo. [4] [5] La hidrogenación ocurre con estereoquímica sin cuando se usa en un alquino, lo que da como resultado un cis-alqueno. Algunas de las transformaciones más importantes incluyen la hidrogenación de cetonas a alcoholes o éteres (el 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 Adams en presencia de grupos nitro sin reducir el grupo nitro. [8] Al reducir 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 catalizadores de paladio. El pH del disolvente 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 disolventes.
Antes del desarrollo del catalizador de Adams, las reducciones orgánicas se llevaban a cabo utilizando platino coloidal o negro de platino. Los catalizadores coloidales eran más activos, pero planteaban dificultades para aislar los productos de reacción. Esto llevó a un uso más extendido del negro de platino. En palabras del propio Adams:
"...Varios de los problemas que les planteé a mis alumnos tenían que ver con la reducción catalítica. Para ello, utilizamos como catalizador negro de platino fabricado mediante el mejor método conocido en aquel momento y generalmente aceptado. Los alumnos tuvieron muchos problemas con el catalizador que obtuvieron, ya que con frecuencia resultó inactivo a pesar de haberse preparado mediante el mismo procedimiento detallado, lo que a veces daba como resultado un producto activo. Por lo tanto, inicié una investigación para encontrar las condiciones para preparar este catalizador con una actividad uniforme". [4]
No es necesario tener demasiada precaución con el óxido, pero, tras la exposición al H2 , el negro de platino resultante puede ser pirofórico . Por lo tanto, no se debe dejar que se seque y se debe minimizar toda exposición al oxígeno.