二氧化铂

二氧化铂也称亚当斯催化剂或氧化铂，通常以一水合物的形式存在，是有机合成中氢化和氢解反应的催化剂，深褐色粉末。加热超过650℃时分解为金属铂和氧气。二氧化铂自身无催化活性，但遇氢气后，可转变为有催化活性的铂黑。

二氧化铂
IUPAC名
Platinum(IV) oxide
别名 氧化铂、亚当斯催化剂
识别
CAS号 1314-15-4  ☒N
ChemSpider 306130
SMILES
 
  • O=[Pt]=O
InChI
 
  • 1/2O.Pt/rO2Pt/c1-3-2
InChIKey YKIOKAURTKXMSB-FVLSDXBIAR
性质
化学式 PtO2
227.08 g·mol⁻¹
外观 黑色固体
密度 11.8 g/cm3（无水）
10.2 g/cm3（PtO2·H2O）
熔点 450 °C（723 K）
溶解性（水） 不溶
溶解性 不溶于乙醇、酸、王水，溶于苛性碱溶液
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

制备

一般由氯铂酸（H2PtCl6）或氯铂酸铵[(NH4)2PtCl6]和硝酸钠在500℃时共熔制备。最早由罗杰·亚当斯和他的学生V. Voorhees制得[1]。该法中先生成硝酸铂，后者再分解放出氮氧化物和氧气，得二氧化铂[2]。产物呈棕色饼状。需水洗以除去硝酸盐。然后可现制现用，也可置于干燥器中储存。

H2PtCl6 + 6 NaNO3 → Pt(NO3)4 + 6 NaCl (aq) + 2 HNO3
Pt(NO3)4 → PtO2 + 4 NO2 + O2

反应后失活的铂可用王水溶解，再用氨处理，以氯铂酸铵的形式回收。

水溶性的亚当斯催化剂胶体也已被开发出来[3]。

应用

用于氢化、氢解、脱氢和氧化反应。反应中其被还原形成的金属铂（铂黑）是具活性的催化剂[4][5]。

PtO2 + 4 H2 → Pt + 2 H2O

可将炔还原为烯。反应为顺式加成，得顺式烯。也可将硝基化合物还原为胺及将酮还原为醇。对官能团有选择性；控制条件下，可只将不饱和硝基化合物中的烯键还原。

在将硝基化合物还原至胺时，与钯类催化剂相比，使用铂催化剂更能避免氢解反应的发生。二氧化铂也可用于磷酸苯酯的氢解，而钯类催化剂则不能催化这类反应。反应过程对溶液的pH十分敏感，在纯乙酸或乙酸在其他溶剂中的溶液中的反应速率一般较快。

发展过程

发展二氧化铂前，有机物加氢常用胶体钯、胶体铂或铂黑作催化剂。胶体催化剂虽活性较强，但反应后很难与产物分离。这导致很多反应都是用铂黑催化进行，促使研究者改良铂黑的制备的方法。对此，亚当斯曾说：

安全

二氧化铂自身基本无害，但它被氢气还原后形成的铂黑可自燃。反应中应保持铂黑润湿，避免与氧气接触。

參考資料
  1. Voorhees, V.; Roger Adams. . J. Am. Chem. Soc. 1922, 44: 1397. doi:10.1021/ja01427a021.
  2. Roger Adams (1941). "Platinum Catalyst for Reductions". Org. Synth.; Coll. Vol. 1: 463.
  3. Manfred T. Reetz;Michael G. Koch. . J. Am. Chem. Soc. 1999, 121: 7933. doi:10.1021/ja9906498.
  4. Hunt, LB. (PDF). Platinum Metals Rev. October 1962, 6 (4): 150–2 [2010-07-22]. （原始内容存档 (PDF)于2015-09-24）.
  5. Scheeren, CW. (PDF). J. Phys. Chem. C. October 2008, 112 (42): 16463–9.
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