[发明专利]多孔焦磷酸锆催化剂及其在胡椒醛加氢反应中的应用

说明书

本发明公开了多孔焦磷酸锆催化剂及其在胡椒醛加氢反应中的应用，属于固体酸催化技术领域。本发明所制备的催化剂合成步骤简单，所使用到的原料廉价易得，得到的催化剂自身携带大量酸性位点和碱性位点，能高效催化还原胡椒醛获得胡椒醇。反应后催化剂易于分离，可以多次循环使用，符合绿色可持续发展的要求。

技术领域

本发明涉及多孔焦磷酸锆催化剂及其在胡椒醛加氢反应中的应用，属于固体酸催化领域。

背景技术

随着社会的发展，肿瘤已经成为威胁人类健康的主要杀手。恶性肿瘤的发病率以及致死率呈逐年升高的趋势。恶性肿瘤的预防、早期检测及治疗，已经成为目前世界范围内的医学热点和难题。目前，恶性肿瘤的治疗手段以手术治疗、化学药物治疗、以及放射性治疗为主。但是，肝细胞癌具有较高的侵袭性以及转移性，同时对于常规抗肿瘤化学药物的治疗敏感性较差，因而，寻找新型抗肿瘤药物、控制肝癌的复发成为当今癌症研究领域亟待解决的难题。随着医药科学的发展,对中药有效成分的不断研究,近年发现黄连素具有抗肿瘤的生物活性、并能在一定程度上起到化疗、放疗增敏作用，成为新型抗肿瘤药物的研发热点。

黄连素具有安全性高、毒副作用小、价格低廉等特点，但其对肿瘤复发的研究尚无相关报道。黄连素又称小檗碱,属于异喹啉类生物碱，是从毛蓑科植物黄连、黄柏、三棵针中提取出的一种季胺类化合物，具有抗微生物的作用,临床上用于清热解毒和抗肠道细菌感染的治疗。最新研究发现黄连素还有降血脂、降血糖、抗心律失常、扩张冠状血管、抗高血压、抗消化性溃疡、免疫增强功能等药理作用。目前，黄连素的抗肿瘤作用受到广泛关注。胡椒醇作为合成抗菌药黄连素的中间体，已经逐渐被研究并且致力于寻求条件温和的制备胡椒醇的方法，唐跃平在《药物合成技术》一书中提到了一种关于用胡椒醛还原制备胡椒醇的方法，所用到的是Raney Ni结合氢气对胡椒醛的羰基实现加氢还原，但是使用到氢气压力时还是会依赖于加压设备，并且Ni的价格相对比较昂贵，在使用过程中又特别容易失活，不符合催化剂易分离可重复使用的目标，刘等用NaBH₄在硅溶胶介质中还原胡椒醛，得到93％产率的胡椒醇，同样在使用过程中NaBH₄损失较多，无法循环使用(公开于2001年《OrganicPreparations and Procedures International》)，另外李等用金属镁在氯化铵溶液中超声催化胡椒醛获得10％产率的胡椒醇(J.T.Li et al,Synthetic Communications,2002,32(4),547-551.)，依然是过度依赖金属镁，因此寻求一种清洁高效稳定的催化剂还是目前研究的重中之重。

多孔磷酸盐材料属于无机有机杂化材料，这种杂化材料不同于传统意义上的物理混合，而是材料中无机与有机成分在分子尺寸上密切地相互作用连接而成。这种相互作用主要分为两类：一类是没有形成共价键或者是形成的是弱的化学键，例如氢键、范德华力和静电作用力；另一类是在无机骨架与有机官能团之间形成了较强的共价键。多孔磷酸盐材料因为磷酸与相连的金属离子之间存在较强的亲和力因而具有很好的热稳定性以及化学稳定性，在能量转化、生物技术、污水处理以及催化领域都有很好的应用价值。ZrOCl₂·8H₂O作为Lewis催化剂在有机合成领域中的具有广泛的应用，我们设计制备一种新型高效的多孔无机焦磷酸锆，考察其在胡椒醛转化成胡椒醇中的催化活性。

发明内容

本发明第一次用共沉淀法制备得到焦磷酸锆并将其用于催化加氢胡椒醛，转化得到有价值的黄连素中间体。该催化过程中是多相催化，目标产物的选择性高；反应体系简单易于处理，生产成本低；催化剂制备简单，且易于回收可循环多次使用，符合绿色可持续发展。

本发明的第一个目的是提供一种制备胡椒醇的方法，所述方法是以焦磷酸锆为催化剂，对含有胡椒醛的原料进行催化。

在本发明的一种实施方式中，所述催化反应是以甲醇、乙醇、异丙醇或异丁醇为溶剂。

在本发明的一种实施方式中，所述催化剂是按照50～250mg催化剂/mmol胡椒醛的添加量加入。