II.1. Платиновые катализаторы

К числу наиболее активных относятся платиновые катализаторы, позволяющие в мягких условиях гидрировать большинство функциональных групп. Не восстанавливаются на этих катализаторах карбоновые кислоты, их амиды и эфиры.

Эффективным и удобным в работе является катализатор на основе оксида платины (IV) - катализатор Адамса. Его получают осторожным нагреванием до 400-500⁰ С хлороплатиновой кислоты H₂PtCl₆ или хлорида платины (IV) PtCl₄ с избытком нитрата натрия.

В реакционной среде оксид платины (IV) восстанавливается водородом до металла, который образуясь в виде тонкой дисперсии, действует как катализатор. Для восстановления оксида, диспергированного в растворителе, требуется несколько секунд, но в присутствии субстрата продолжительность восстановления возрастает и может достигать 10-15 мин.

Восстановлением солей платины приготавливают металлические платиновые катализаторы. Так, из хлорплатиновой кислоты, применяя в качестве восстановителя формалин в щелочной среде, получают мелкодисперсную платиновую чернь.

Свободные металлические платиновые катализаторы не очень удобны в обращении, требуют специальных мер предосторожности при хранении, в процессе получения трудно воспроизводимы по активности.

Лучше в этом отношении платиновые катализаторы на носителях или поверхностные катализаторы. Применяют разнообразные носители: активированный уголь, оксид алюминия, силикагель, сульфаты и карбонаты бария, кальция и др. металлов, асбест, пемзу, кизельгур. Обычно при приготовлении поверхностных платиновых катализаторов металл осаждают на носитель из раствора соли, в котором суспендирован носитель.

Весьма активен катализатор Pt/C, приготовленный непосредственно перед гидрированием путем восстановления хлорплатиновой кислоты боргидридом натрия в этаноле в присутствии активированного угля.

Роль инертного носителя состоит в увеличении поверхности контакта металла с реагирующими веществами. Поэтому удельная поверхность самого носителя и его структура влияют на активность катализатора. Кроме того его активность, селективность и стабильность нередко могут быть повышены добавлением небольшого количества других металлов, солей, оксидов или минеральных кислот, называемых промоторами (активаторами). Для платиновых катализаторов это обычно соли платины, палладия, олова, железа, цинка или минеральные кислоты. Так, промотирование катализатора Адамса хлоридами железа или олова (6.5-7% по массе) увеличивает скорость гидрирования валерианового альдегида в 8-18 раз.