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-Katalysator wurden Anfang der 1950er Jahre 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 Nitroverbindugnen^[3], zur reduktiven Entschwefelung^[2] und zur Nitrilhydrolyse^[5] eingesetzt werden.

Quellen

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

siehe auch

• Zink-Kupfer-Paar