摘要:
化學(xué)反應(yīng)中催化劑發(fā)揮著重要作用,受到普通催化劑穩(wěn)定性差以及容易在反應(yīng)過程中生成副產(chǎn)物等缺點(diǎn)的影響,貴金屬催化劑受到更大歡迎,負(fù)載型鉑催化劑也因此得到了廣泛應(yīng)用。藥物由于對純凈度的要求非常更好,因此在工業(yè)生產(chǎn)過程中需要盡量克服副反應(yīng)產(chǎn)物的出現(xiàn)并提高生產(chǎn)效率,以滿足社會對藥品的需求。基于這樣的形勢,負(fù)載型鉑催化劑于是逐漸應(yīng)用到藥物的工業(yè)合成過程中來。本文以負(fù)載型鉑催化劑為例展開分析,通過對其在硝基加氫以及芳香族化合物加氫過程中的應(yīng)用分析來探析其在藥物工業(yè)合成的價值。
關(guān)鍵詞:鉑催化劑;藥物合成;加氫;催化活性
【中圖分類號】
R453 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B 【文章編號】1002-3763(2014)08-0039-01
在很多精細(xì)化學(xué)品以及藥物的合成過程中都需要使用到催化劑,其是一類特殊物質(zhì),參與到化學(xué)反應(yīng)過程中可以改變反應(yīng)的速率,但是自身不會被消耗,因而化學(xué)反應(yīng)前后,催化劑不會發(fā)生變化。貴金屬具有抗氧化、耐高溫以及抗腐蝕性較好、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),綜合特性優(yōu)良,因此已經(jīng)在藥物的合成過程中被廣泛用作催化劑。本文主要以其中的負(fù)載型鉑催化劑為例進(jìn)行分析,探析其在藥物合成中的具體應(yīng)用及其未來的主要發(fā)展方向,現(xiàn)圍繞這以主題展開詳細(xì)分析。
1 負(fù)載型鉑催化劑參與藥物合成過程中的應(yīng)用方向
貴金屬催化劑在化學(xué)反應(yīng)體系中的相態(tài)有兩種,分別是作為均相催化劑以及多相催化劑。而負(fù)載型鉑催化劑則幾乎都是以多相催化劑參與到化學(xué)反應(yīng)過程中來,并且在藥物的合成過程中應(yīng)用得更多。尤其是在硝基加氫以及芳香族化合物的加氫過程中。與鎳等普通催化劑相比,負(fù)載型鉑催化劑的反應(yīng)選擇性更高,并且可以有效減少副反應(yīng)產(chǎn)物的生成,因此反應(yīng)效率更高。此外,負(fù)載型鉑催化劑在藥物的合成反應(yīng)中具有更高的催化活性,因此更利于化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。
此外,負(fù)載型含鉑雙金屬催化劑讓其在藥物工業(yè)合成中的應(yīng)用范圍獲得拓展,其與負(fù)載型鉑催化劑相比具有更大優(yōu)勢,也是負(fù)載型鉑催化劑參與藥物合成的重要應(yīng)用方向,值得進(jìn)一步展開深入研究。
2 負(fù)載型鉑催化劑在藥物合成過程中的應(yīng)用情況
2.1 負(fù)載型鉑催化劑在芳香族化合物加氫反應(yīng)中的應(yīng)用研究情況:
負(fù)載型鉑催化劑應(yīng)用到藥物合成過程中時,催化劑的活性與載體的種類以及性質(zhì)等有著較大聯(lián)系。Vannice針對不同載體對鉑催化劑活性的影響展開研究,結(jié)果顯示,當(dāng)全部處于333K溫度下時,鉑催化劑對于甲苯加氫反應(yīng)的活性的影響較大,具體活性比較結(jié)果如下:1%Pt/Al2O3>5%Pt/SiO2>6.3%Pt/SiO2>1%Pt/Al2O3>10%Pt/TiO2。即是說,載體的酸性越強(qiáng),催化劑的活性就越高。原因在于載體上未被鉑金屬負(fù)載的部分也可以吸附甲苯,進(jìn)而與溢流的氫發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)速度因此得以提高。
Aramendia則對負(fù)載型鉑催化劑制備過程中的還原溫度、鹽以及溶劑等因素在二甲苯加氫反應(yīng)中對催化劑反應(yīng)選擇性以及活性所造成的影響進(jìn)行了分析。而Boris則孔徑在50到10000納米之間的氧化鋁顆粒作為載體來制負(fù)載型鉑催化劑,結(jié)果顯示,所得催化劑在苯的加氫反應(yīng)中具有較高的反應(yīng)活性,因此針對載體與鉑催化劑活性組分之間的相關(guān)及其關(guān)系展開深入研究將會進(jìn)一步推動負(fù)載型鉑催化劑在藥物合成應(yīng)用中的深度。
2.2 負(fù)載型鉑催化劑在硝基加氫反應(yīng)中的應(yīng)用研究情況:
硝基加氫反應(yīng)中,負(fù)載型鉑催化劑主要以Pt/C的形式參與其中。以劉國凱的研究為例,其通過自制的Pt/C催化劑進(jìn)行研究,結(jié)果顯示,以對氯鄰硝基乙酰乙酰苯胺作為反應(yīng)原料在1.0到1.3兆帕以及85攝氏度條件下來加氫合成6- 氯2-羥基哇呢琳,在Pt/C催化劑的催化作用下,雖然總收率依然與相關(guān)研究的結(jié)論保持一致,在89%左右,但是反應(yīng)時間大大縮短,因此藥物合成的效率得到明顯提高。
過氧化氫是臨床非常常見的藥物,其常規(guī)生產(chǎn)方法主要是采用蒽醌法。朱向?qū)W等人采用浸漬法制備出了蒽醌加氫過程中所使用的負(fù)載型鉑催化劑,并對其催化性能進(jìn)行了測定。結(jié)果顯示,當(dāng)催化劑中鉑的負(fù)載量(即質(zhì)量分?jǐn)?shù))為0.3%并且在催化劑中呈厚殼型分布時,催化劑的催化性能較好,并且空速11、318K到323K以及4到14.3個小時的反應(yīng)時間等反應(yīng)條件下催化劑的催化性能最佳,具體反應(yīng)過程如下所示:
2.3 其它應(yīng)用情況:
負(fù)載型鉑催化劑還可以通過負(fù)載型含鉑雙金屬催化劑的形式應(yīng)用到藥物的合成過程中來,該種雙金屬形式的催化劑可以有效克服鉑催化劑在應(yīng)用過程中由于吸附硫而導(dǎo)致的中毒失活問題。原因在于雙金屬形式的催化劑具有活性中心Pt-Pd具有較高的缺電性,而電子接受體硫很難與其結(jié)合,催化劑的吸附作用因此明顯降低,耐硫中毒性更好。雙金屬催化劑在藥物合成中的應(yīng)用穩(wěn)定的催化活性與非常高選擇性,耐中毒能力也更強(qiáng),為其在藥物合成過程中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
3 結(jié)語
隨著研究的不斷深入,負(fù)載型鉑催化劑在藥物合成中的應(yīng)用將會有更加廣闊的范圍。雖然其具有催化活性等明顯優(yōu)勢,但是應(yīng)用成本也非常高?;谶@一情況,負(fù)載型鉑催化劑在藥物合成中應(yīng)用未來的研究方向主要集中在對載體使用的的選擇與處理、提高使用壽命以及抗毒性等方面,因此如何研發(fā)負(fù)載型含鉑雙金屬催化劑對性能以及使用壽命加以改進(jìn)將會是重點(diǎn)研究課題之一。
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