Catalizador de Adams

Óxido de platino (IV).
Nombre IUPAC
Dióxido de platino, óxido platínico.
General
Fórmula semidesarrollada	PtO2
Fórmula molecular	?
Identificadores
Número CAS	1314-15-4[1]​
ChemSpider	306130
PubChem	345198
UNII	9U12312Y2C
InChI InChI=InChI=1S/2O.Pt Key: YKIOKAURTKXMSB-UHFFFAOYSA-N
Propiedades físicas
Apariencia	Sólido negro
Densidad	11 800 kg/m³; 11,8 g/cm³
Masa molar	227,08 g/mol
Punto de fusión	450 °C (723 K)
Valores en el SI y en condiciones estándar (25 ℃ y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.
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El catalizador de Adams, también conocido como dióxido de platino, se suele representar como un hidrato del óxido de platino (IV), PtO₂-H₂O. Es un catalizador para hidrogenación e hidrogenolisis en síntesis orgánica. Este polvo de color marrón oscuro está disponible comercialmente. El propio óxido no es un catalizador activo, pero se activa después de la exposición al hidrógeno por lo cual se convierte en negro de platino, el cual es el funge como catalizador de las reacciones.

El catalizador de Adams se prepara a partir del ácido cloroplatínico H₂PtCl₆ o del cloroplatinato de amonio, (NH₄)₂PtCl₆, con fusión con el nitrato de sodio. Se preparó por primera vez por V. Voorhees y Roger Adams.^[2]​ El procedimiento consiste primero en la preparación de un nitrato de platino que se calienta con el fin de expulsar los óxidos de nitrógeno.^[3]​

H₂PtCl₆ + 6 NaNO₃ → Pt(NO₃)₄ + 6 NaCl _(aq) + 2 HNO₃

Pt(NO₃)₄ → PtO₂ + 4 NO₂ + O₂

La torta resultante se lava con agua para eliminar los nitratos. El catalizador puede ser utilizado tal cual o seco, y se almacena en un desecador para su uso posterior. El platino puede ser recuperado de catalizador usado por la reconversión a cloroplatinato de amonio empleando agua regia y amoníaco. Cuando se utiliza para oxidación, tiene la siguiente estequiometría:

PtO₂ + 4[H] → Pt + 2 H₂O

El catalizador de Adams se utiliza para diversas aplicaciones. Ha demostrado ser valioso para la hidrogenación, hidrogenólisis, deshidrogenación y oxidación. Durante la reacción, el metal de platino con hidrógeno adsorbido (negro de platino) es el catalizador activo.^[4]​^[5]​ La hidrogenación se lleva a cabo mediante una adición syn cuando se utiliza en un alquino, dando como producto un alqueno cis. Algunas de las transformaciones más importantes son:

• La hidrogenación de los compuestos nitro a las aminas correspondientes. Los catalizadores de platino son preferidos a los de paladio para evitar hidrogenólisis alternativas. Cuando se efectúa la reducción de nitrocompuestos a aminas, los catalizadores de platino son preferibles a los catalizadores de paladio para minimizar la hidrogenólisis.

R-NO₂ + H₂ (Adams) → R-NH₂

• Reducción de cetonas a alcoholes.

R-CO-R + H₂ (Adams) → R-CH(OH)-R

• En las reducciones de los alquenos, se añade un nitrocompuesto (El cual no es atacado en este caso) al catalizador de Adams.

• El catalizador se utiliza también para la hidrogenólisis de ésteres fenílicos del ácido fosfórico, reacción que no ocurre con los catalizadores de paladio. El pH del disolvente afecta de manera significativa el curso de la reacción, y las reacciones de los catalizadores se han mejorado mediante la realización de la reducción en ácido acético puro, o sus diluciones en otros solventes.

Antes de desarrollarse el catalizador de Adams, las hidrogenaciones orgánicas se llevaban a cabo utilizando el paladio coloidal, el platino coloidal o negro de platino. Los catalizadores coloidales eran más activos, pero presentaban la dificultad para aislar los productos de la reacción. Esto condujo al uso generalizado del negro de platino.

Pocas medidas de precaución son necesarias con el óxido, pero, después de la exposición a H₂, el platino negro resultante puede ser pirofórico. Por lo tanto, no debe dejarse secar y toda exposición al oxígeno debe reducirse al mínimo.