[发明专利]一种高套用活性的钯炭催化剂催化合成生物素的方法

说明书

本发明公开了一种高套用活性的钯炭催化剂催化合成生物素的方法，该方法以钯炭为催化剂，催化生物素中间体顺‑2‑氧代‑1,3‑二苄基‑4‑(4‑羧丁‑1‑烯)六氢‑1H‑噻吩并[3,4‑d]咪唑加氢合成生物素，其中所述催化剂以活性炭为载体，载体经氨气气氛高温处理后，用双氧水活化，得到预处理的活性炭；将可溶性钯化合物溶于水后，加入含氮化合物，回流搅拌，得到钯前驱体溶液；将预处理的活性炭用醇水打浆后，加入钯前驱体溶液，并加入碱控制体系pH＝6～12，再经还原剂还原，得到钯炭催化剂。本发明方法与现有方法相比，不仅催化剂的活性高，同时催化剂性能稳定，可使生产应用中生物素合成套用次数大大增加，降低生产成本。

技术领域

本发明属于生物素的合成技术领域，具体涉及一种高套用活性的钯炭催化剂催化合成生物素的方法。

背景技术

生物素又称维生素H、辅酶R，属于维生素B族，是一种水溶性维生素。它是合成维生素C的必要物质，也是脂肪和蛋白质正常代谢不可或缺的物质，是一种维持人体自然生长、发育和正常人体机能健康必要的营养素，主要应用于营养增补剂，医药卫生，食物强化剂，蛋白、抗原、核酸等的标记。

目前，生物素合成的专利文献(如US2489232，US2489235，DE2058248，CN103833769A等)中报道的大部分是化学合成法，关系到使用贵金属钯炭催化剂制备方法较少。欧洲专利EP-A-0633263和日本专利JP-A-07330776涉及的贵金属催化剂一般为可溶的钯催化剂，如二氯双(苄腈)钯或者乙酸钯，但从产品中分离催化剂较为困难。因此，有人提出用载体类催化剂代替可溶性钯催化剂，如专利CN102786531A及CN108620065A提出了D-生物素中间体用钯炭催化加氢制备D-生物素。然而目前的生物素中间体加氢钯炭催化剂存在中毒深，中毒杂质不易处理，催化剂活性组分易团聚，导致活性和套用性能不佳。在生物素中间体顺-2-氧代-1,3-二苄基-4-(4-羧丁-1-烯)六氢-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑加氢反应中，由于中间体为含硫化合物，在加氢条件下硫醚键容易造成开环形成硫醇结构，致使催化剂中的金属钯易与硫醇形成稳定的结构，使钯炭催化剂失活。专利CN106732656A、CN103623843A、ZL200710020626.9等公开了一种加氢钯炭催化剂再活化的方法，此法均为对催化剂的后处理，步骤过程繁琐，且在实际工业生产中不易操作。

发明内容

本发明所要解决的问题在于针对上述现有技术钯炭催化剂容易失活，不能套用的缺点，提供一种催化活性高、催化剂循环套用性能好且便于回收再利用的催化合成生物素的方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：将顺-2-氧代-1,3-二苄基-4-(4-羧丁-1-烯)六氢-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑溶于甲醇中，加入钯炭催化剂，在压力为3～8MPa的氢气气氛下90～110℃搅拌反应6～10h，反应完后将反应液过滤，滤液经纯化得到生物素，滤饼用甲醇冲洗后重复使用。

上述的钯炭催化剂中钯的质量分数为5％～12％，其根据下述步骤制备得到：

1、将活性炭在氨气气氛中处理后，加入双氧水中，常温搅拌20～24h后，过滤抽干得到湿炭，将所得湿炭烘干至恒重，得到预处理的活性炭。

2、将可溶性钯化合物溶解于水中，然后加入含氮化合物，在80～100℃下回流搅拌2～3h，冷却至常温，得到钯前驱体溶液。

3、将预处理的活性炭加入体积浓度为5％～50％的醇的水溶液中打浆，然后在搅拌状态下加入钯前驱体溶液，并加入碱控制体系pH＝6～12，搅拌20～30min后，加入还原剂，继续搅拌30～60min，再煮沸20～60min，过滤，滤饼用去离子水洗涤至无氯离子后真空干燥，得到钯炭催化剂。

上述催化剂制备方法的步骤1中，优选将活性炭在氨气气氛中处理的温度为400～600℃，升温速率为1～5℃/min，处理时间为4～6h；其中所述双氧水中过氧化氢的体积浓度为2％～20％。