Urushibara-Katalysatoren

Heterogene Katalysatoren vom Urushibara-Typus werden meist zur Hydrierung chemischer Verbindungen eingesetzt. Die Katalysatoren bestehen stets aus zwei verschiedenen Metallen, das unedlere dient dabei als Trägermaterial.[1]

Geschichte

Die Urushibara-Katalysatoren wurden Anfang der 1950er Jahre von Yoshiyuki Urushibara (1901–1972) erfunden, um Patente zur reduktiven Erzeugung von Estradiol aus Estron mit neuen Methoden zu umgehen.[2]

Herstellung

Redoxreaktion

Die Katalysatoren werden durch Reaktion einer wässrigen Übergangsmetallsalzlösung, meist Chloride und Acetate von Eisen, Cobalt, Nickel und Kupfer, mit einem unedleren elementaren Metall (wie Zink oder Aluminium) in Pulverform bei erhöhter Temperatur erzeugt.[2] Das unedlere Metall wird dabei im Überschuss eingesetzt und dient gleichzeitig als Reduktionsmittel und Trägersubstanz.[1]

\mathrm {2\ FeCl_{3}(aq)+3\ Zn(s)\longrightarrow 2\ Fe(s)+3\ ZnCl_{2}(aq)}

\mathrm {CoCl_{2}(aq)+Zn(s)\longrightarrow Co(s)+ZnCl_{2}(aq)}

Formel: Urushibara-Katalysatoren: Erzeugung von fein verteilten Metallen durch Reduktion mit Zink.

Aktivierung

Die Reaktivität der so erzeugbaren Katalysatoren kann durch nachträgliche Behandlung mit Laugen (meist Natriumhydroxid) und Säuren (meist Essigsäure), beeinflusst werden.[2]

Eigenschaften

Die Katalysatoren können in vielen Fällen als Ersatz für das pyrophore Raney-Nickel dienen[3] und sind einfach herzustellen.[2] Die Magnetisierung der Partikel hängt vom Herstellungsverfahren ab.[4]

Anwendungen

Urushibara-Katalysatoren haben ein ähnlich breites Anwendungsgebiet wie Raney-Nickel. Sie können zur Reduktion von Ketonen[2], Doppelbindungen, Nitrilen und Nitroverbindungen[3], zur reduktiven Entschwefelung[2] und zur Nitrilhydrolyse[5] eingesetzt werden.

Einzelnachweise

J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1, 1980, 76, 998–1007; doi:10.1039/F19807600998.
Review: Yoshiyuki Urushibara, THE URUSHIBARA CATALYSTS, Annals of the New York Academy of Sciences, Volume 145, Catalytic Hydrogenation and Analogous Pressure Reactions S. 52–57, October 1967; doi:10.1111/j.1749-6632.1967.tb52998.x.
J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 2002, 2586–2597; doi:10.1039/b009711j.
AIP Conf. Proc., April 1975, Volume 24, S. 391–393 doi:10.1063/1.30150.
Russian Chemical Reviews (1984),53(9):900; doi:10.1070/RC1984v053n09ABEH003130.

Siehe auch

Zink-Kupfer-Paar

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[Faraday-1] J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1, 1980, 76, 998–1007; doi:10.1039/F19807600998.

[YU-2] Review: Yoshiyuki Urushibara, THE URUSHIBARA CATALYSTS, Annals of the New York Academy of Sciences, Volume 145, Catalytic Hydrogenation and Analogous Pressure Reactions S. 52–57, October 1967; doi:10.1111/j.1749-6632.1967.tb52998.x.

[Perkin-3] J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 2002, 2586–2597; doi:10.1039/b009711j.

[4] AIP Conf. Proc., April 1975, Volume 24, S. 391–393 doi:10.1063/1.30150.

[5] Russian Chemical Reviews (1984),53(9):900; doi:10.1070/RC1984v053n09ABEH003130.