アダムスの触媒

アダムス触媒（二酸化白金とも呼ばれる）は、通常、水酸化白金（IV）水和物、PtO ₂ · x H ₂ Oで表される。これは、有機合成における水素化および水素分解の触媒である。^[²^]この暗褐色の粉末は市販されている。酸化物自体は活性触媒ではないが、水素にさらされると活性になり、反応の原因となる白金黒に変化する。

準備

アダムス触媒は、クロロ白金酸H ₂ PtCl ₆またはクロロ白金酸アンモニウム(NH ₄ ) ₂ PtCl _6を硝酸ナトリウムと融解することによって調製されます。最初に発表された調製法は、V. Voorhees とRoger Adamsによって報告されました。^{[ 3 ]}この手順では、まず硝酸白金を調製し、次に加熱して窒素酸化物を放出します。^{[ 4 ]}

H₂PtCl₆ + 6NaNO₃ → Pt ( _NO₃₎_₄₊ 6NaCl ₍_aq ) + _2HNO₃

Pt(NO ₃ ) ₄ → PtO ₂ + 4 NO ₂ + O ₂

得られた褐色のケーキは、硝酸塩を除去するために水で洗浄する。触媒はそのまま使用することも、乾燥させて乾燥剤で保管し、後で使用することもできる。使用済み触媒から白金は、王水とアンモニアを用いて塩化白金酸アンモニウムに変換することにより回収できる。

用途

アダムス触媒は多くの用途に使用されています。水素化、水素分解、脱水素、および酸化反応に有用であることが示されています。反応中に、活性触媒として挙げられている白金金属（白金黒）が生成されます。 ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}アルキンに使用すると、シン立体化学で水素化が起こり、シスアルケンが生成されます。最も重要な変換のいくつかには、ケトンのアルコールまたはエーテルへの水素化（後者の生成物はアルコールと酸の存在下で生成されます）^{[ 7 ]}、およびニトロ化合物のアミンへの還元が含まれます。^{[ 8 ]}ただし、ニトロ基を還元せずにニトロ基の存在下でアダムス触媒を使用してアルケンの還元を行うことができます。^{[ 9 ]} ニトロ化合物をアミンに還元する場合、水素分解を最小限に抑えるために、パラジウム触媒よりも白金触媒が好ましいです。この触媒は、パラジウム触媒では起こらないフェニルリン酸エステルの水素化分解にも用いられる。溶媒のpHは反応経路に大きく影響し、触媒の反応は、純酢酸中、または他の溶媒に溶解した酢酸溶液中で還元反応を行うことで促進されることが多い。

発達

アダムスの触媒が開発される以前は、有機還元反応はコロイド状白金または白金黒を用いて行われていた。コロイド状触媒は活性が高かったものの、反応生成物の分離が困難であった。そのため、白金黒がより広く用いられるようになった。アダムス自身の言葉を引用すると、次のようになる。

「…私が学生に課した問題のいくつかは触媒還元に関するものでした。この目的のために、当時一般的に認められていた最良の方法で作られた白金黒を触媒として使用しました。学生たちは、得られた触媒に大変苦労しました。というのも、活性生成物が得られるのと同じ詳細な手順で調製したにもかかわらず、触媒が不活性であることが頻繁に判明したからです。そこで私は、この触媒を均一な活性で調製するための条件を見つけるための研究を開始しました。」^{[ 5 ]}

安全性

_{酸化物自体は特に注意を必要としませんが、水素}にさらされると、生成した白金黒は自然発火性を示す可能性があります。そのため、乾燥させないようにし、酸素への曝露を最小限に抑える必要があります。

参考文献

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外部リンク

白金化合物：二酸化白金 - WebElements.com

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用途

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関連項目

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