El catalizador de Adams , también conocido como dióxido de platino , suele representarse como hidrato de óxido de platino (IV) , PtO 2 ·H 2 O. Es un catalizador para la hidrogenación y la 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, tras lo cual 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 consiste en preparar primero un nitrato de platino que luego se calienta para expulsar los óxidos de nitrógeno. [3]
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 a 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 ( negro de platino ), que se considera el catalizador activo. [4] [5] La hidrogenación ocurre con estereoquímica sin cuando se usa en un alquino dando como resultado 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 Adams en presencia de grupos nitro sin reducir el grupo nitro. [8] Al reducir compuestos nitro a aminas, se prefieren los catalizadores de platino a 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 disolvente afecta significativamente el curso de la reacción y las reacciones del catalizador a menudo se mejoran realizando 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 generalizado del negro platino. En las propias palabras de Adams:
"...Varios de los problemas que asigné a mis estudiantes involucraban reducción catalítica. Para este propósito estábamos usando como catalizador negro de platino hecho por el mejor método conocido y generalmente aceptado en ese momento. Los estudiantes tuvieron muchos problemas con el catalizador que obtuvieron en que frecuentemente resultó ser inactivo a pesar de que se preparó mediante el mismo procedimiento detallado que ocasionalmente resultó en un producto activo, por lo que inicié una investigación para encontrar las condiciones para preparar este catalizador con actividad uniforme". [4]
Se necesitan pocas precauciones con el óxido pero, después de la exposición al H2 , 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.