(10)申请公布号 (43)申请公布日 2014.05.14
C N 103785467
A (21)申请号 201410036952.9
(22)申请日 2014.01.26
B01J 31/06(2006.01)
B01J 35/10(2006.01)
B82Y 30/00(2011.01)
C07D 471/04(2006.01)
(71)申请人绍兴文理学院
地址312000 浙江省绍兴市环城西路508号
(72)发明人齐陈泽 冯高峰 陈风江 刘福建
何程飞
(74)专利代理机构杭州裕阳专利事务所(普通
合伙) 33221
代理人应圣义
(54)发明名称
方法及应用
(57)摘要
本发明属于医药技术领域，公开了一种具有
纳米多孔结构的Pd 催化剂的制备方法，并通过
该催化剂催化氢化6-苄基-5,7-二氧代-吡
咯并[3,4,b]吡啶以制备8-苄基-7,9-二氧
代-2,8-二氮杂双环[4,3,0]-1-烯壬烷。所述
方法包括:（1）一种具有纳米多孔结构特征的
质子性溶剂中，在上述催化剂的存在下对6-苄
基-5,7-二氧代-吡咯并[3,4,b]吡啶在温
基-7,9-二氧代-2,8-二氮杂双环[4,3,0]-1-烯
壬烷。本发明催化剂可回收利用，多次重复使用不
会降低其催化活性。(51)Int.Cl.
权利要求书1页 说明书5页
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书5页(10)申请公布号CN 103785467 A
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1.一种具有纳米多孔结构的Pd 催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤（1）：在自由基引发剂和助引发剂存在条件下，将1,3,5-三丙烯酰基六氢-1,3,5-三嗪（THAT ）与二乙烯基苯（DVB ）加入醚类溶剂中反应得到纳米多孔材料PDVB-THAT ；
步骤（2）：在醚和水的混合溶剂中，将得到的纳米多孔材料PDVB-THAT 与Pd(OAc)2混合，在室温条件下进行搅拌，加入NaBH 4对Pd(OAc)2还原，经过滤、洗涤和干燥后得到最终产物催化剂PDVB-THAT@Pd 0。
2.根据权利要求1所述的具有纳米多孔结构的Pd 催化剂的制备方法，其特征在于：所述的自由基引发剂为偶氮二异或偶氮二异庚腈。
3.根据权利要求1所述的具有纳米多孔结构的Pd 催化剂的制备方法，其特征在于：所述的助引发剂为三氯化铁和过硫酸铵。
4.根据权利要求1所述的具有纳米多孔结构的Pd 催化剂的制备方法，其特征在于：所述的醚类溶剂为四氢呋喃或乙醚。
5.根据权利要求1所述的具有纳米多孔结构的Pd 催化剂的制备方法，其特征在于：所述的纳米多孔材料
PDVB-THAT 与Pd(OAc)2的质量比为（10-20）：1。
6.根据权利要求1所述的具有纳米多孔结构的Pd 催化剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤（2）中洗涤时所用的溶剂依次为水、四氢呋喃。
7.根据权利要求1所述的具有纳米多孔结构的Pd 催化剂的应用方法，其特征在于，方法如下：
在高压反应釜中，将6-苄基-5,7-二氧代-吡咯并[3,4,b]吡啶溶解于酯类溶剂或极性质子溶剂中，加入6-苄基-5,7-二氧代-吡咯并[3,4,b]吡啶质量5-10%的催化剂PDVB-THAT@Pd 0，反应温度50-80℃，氢气压力为5-11bar ，反应5-10小时，过滤去除催化剂后浓缩滤液得到淡黄固体，即为8-苄基-7,9-二氧代-2,8-二氮杂双环[4,3,0]壬烷。 8.根据权利要求7所述的具有纳米多孔结构的Pd 催化剂的应用方法，其特征在于：所述的酯类溶剂为乙酸丁酯。
9.根据权利要求7所述的具有纳米多孔结构的Pd 催化剂的应用方法，其特征在于：所述的所述极性质子溶剂为甲醇或乙醇。
10.根据权利要求7所述的具有纳米多孔结构的Pd 催化剂的应用方法，其特征在于：所述的酯类溶剂或极性质子溶剂加入质量为6-苄基-5,7-二氧代-吡咯并[3,4,b]吡啶质量的5-10倍。权 利 要 求 书CN 103785
467 A
一种具有纳米多孔结构的Pd催化剂的制备方法及应用
技术领域
[0001] 本发明属于医药技术领域，尤其涉及了一种具有纳米多孔结构的Pd催化剂的制备方法，并通过该催化剂催化氢化6-苄基-5,7-二氧代-吡咯并[3,4,b]吡啶以制备8-苄基-7,9-二氧代-2,8-二氮杂双环[4,3,0]-1-烯壬烷。
背景技术
[0002] 莫西沙星（1,Moxifloxacin）是德国Bayer公司研发的第四代喹诺酮类抗菌药，商品名为“拜复乐”，是一种手物。该药具有超广的抗菌谱，它不仅保留了抗革兰氏需氧菌的高活性，又对厌氧菌、支原体、衣原体等有非常强的抗菌活性，特别是对大肠杆菌、金链霉菌等对抗生素有耐药性的菌株表现出很强的活性。
[0003]
[0004] 莫西沙星侧链（2）的工业合成以2，3-二羧基吡啶（3）为原料，先用乙酸酐处理得到相应的酸酐，酸酐再与苄胺反应得到酰亚胺（4）。以Pd/C或Ru/C为催化剂，将酰亚胺（4）中的吡啶单元进行催化氢化得到外消旋体（5）。（5）中的酰亚胺还原后经手性拆分和催化氢化脱苄基得到莫西沙星侧链（2）。
[0005]
[0006] 目前，已有一些专利（如：EP350733，CA1340553）报道了用Pd-C和Ru-C为催化剂将6-苄基-5,7-二氧代-吡咯并[3,4,b]吡啶催化氢化制备8-苄基-7,9-二氧代-2,8-二氮杂双环[4,3,0]-1-烯壬烷（5）。我们的实验结果表明：以Pd-C和Ru-C为催化剂，催化氢化反应虽然能够以很好的产率得到产物，但是Pd-C和Ru-C催化剂重复使用的效果较差。重复使用效果差的原因可能为催化活性物Pd和Ru只是通过吸附作用而被负载在碳材料中，Pd和Ru在高温高压反应过程中很容易脱附，从而使Pd-C和Ru-C催化剂在回收利用时
降低催化活性。用Pd-C和Ru-C为催化剂对6-苄基-5,7-二氧代-吡咯并[3,4,b]吡啶催化氢化的另一缺点是脱附的Pd和Ru容易对产物造成污染。因此，如能合成一种含有特殊结构单元的多孔材料，使催化活性
物Pd不仅能够通过吸附作用而且能通过与材料中原子的配位作用而被负载到材料中，所得催化剂必能大大提高Pd与材料的相互作用，从而减少Pd反应过程中的流失，进而可提高催化剂的重复使用次数。另一方面，通过载体中原子与Pd的配位，还可进一步调控Pd的催化活性。
发明内容
[0007] 本发明所要解决的问题是克服Pd-C和Ru-C催化剂存在的缺陷，提供了一种可多次重复使用的高效催化剂，可用于对6-苄基-5,7-二氧代-吡咯并[3,4,b]吡啶催化氢化以制备8-苄基-7,9-二氧代-2,8-二氮杂双环[4,3,0]-1-烯壬烷。
[0008] 为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
[0009] 一种具有纳米多孔结构的Pd催化剂的制备方法，包括如下步骤：
[0010] 步骤（1）：在自由基引发剂和助引发剂存在条件下，将1,3,5-三丙烯酰基六氢-1,3,5-三嗪与二乙烯基苯加入醚类溶剂中反应得到纳米多孔材料PDVB-THAT；[0011] 步骤（2）：在醚和水的混合溶剂中，将得到的纳米多孔材料PDVB-THAT与Pd(OAc)2
混合，在室温条件下进行搅拌，加入NaBH
4对Pd(OAc)
2
还原，经过滤、洗涤和干燥后得到最终
产物催化剂PDVB-THAT@Pd0。
[0012] 反应过程如下：
[0013]
[0014] 1,3,5-三丙烯酰基六氢-1,3,5-三嗪
[0015]
[0016] 作为优选，所述的自由基引发剂为偶氮二异或偶氮二异庚腈。
[0017] 作为优选，所述的助引发剂为三氯化铁和过硫酸铵。
[0018] 作为优选，所述的醚类溶剂为四氢呋喃或乙醚。
[0019] 作为优选，所述的纳米多孔材料PDVB-THAT与Pd(OAc)2的质量比为（10-20）：1。[0020] 作为优选，所述的步骤（2）中洗涤时所用的溶剂依次为水、四氢呋喃。
[0021] 具体地，纳米多孔催化剂PDVB-THAT@Pd0的制备过程如下：
[0022] 称取一定量的偶氮二异、二乙烯基苯、1,3,5-三丙烯酰基六氢-1,3,5-三嗪、三氯化铁和过硫酸铵于一定量的四氢呋喃中；向反应混合物加入一定量的水并在室温下搅拌3小时，然后在100℃下回流12小时进一步热晶化。反应物冷却后转入到水热反应釜
中并在120℃下加热24小时，开盖挥发溶剂（湿度约60%，挥发24小时）得纳米多孔材料PDVB-THAT
的粗品。用水洗去纳米多孔材料中残留盐后，在80g真空干燥得到孔道开放的氮参杂的纳米多孔材料PDVB-THAT。称取一定量的纳米多孔材料PDVB-THAT和Pd(OAc)
2
于
一定量的四氢呋喃和水中，在室温下搅拌3小时后，加入一定量的NaBH
4对Pd(OAc)
2
进行
还原。反应物在室温下搅拌10小时后对催化剂进行过滤，并依次用水和四氢呋喃洗涤，在50℃下真空干燥得到PDVB-THAT@Pd0。
[0023] 作为优选，所述的具有纳米多孔结构的Pd催化剂的应用方法，其方法如下：[0024] 在高压反应釜中，将6-苄基-5,7-二氧代-吡咯并[3,4,b]吡啶溶解于酯类溶剂或极性质子溶剂中，加入6-苄基-5,7-二氧代-
吡咯并[3,4,b]吡啶质量5-10%的催化剂PDVB-THAT@Pd0，反应温度50-80℃，氢气压力为5-11bar，反应5-10小时，过滤去除催化剂后浓缩滤液得到淡黄固体，即为8-苄基-7,9-二氧代-2,8-二氮杂双环[4,3,0]壬烷。其反应式如下：
[0025]
[0026] 作为优选，所述的酯类溶剂为乙酸丁酯；极性质子溶剂为甲醇或乙醇。
[0027] 作为优选，所述的酯类溶剂或极性质子溶剂加入质量为6-苄基-5,7-二氧代-吡咯并[3,4,b]吡啶质量的5-10倍。
[0028] 本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：
[0029] 1、所制备的催化剂PDVB-THAT@Pd0中，Pd的载体PDVB-THAT含有六氢-1,3,5-三嗪结构单元，
其N原子可与Pd络合使Pd被牢固地负载与材料中。因此，Pd在催化反应过程中不容易进入反应溶剂而对产品造成金属污染。
[0030] 2、所制备的催化剂PDVB-THAT@Pd0为一种纳米多孔材料，对反应原料具有一定的富集作用，从而可提高其催化性能。
[0031] 3、用制备的催化剂PDVB-THAT@Pd0对6-苄基-5,7-二氧代-吡咯并[3,4,b]吡啶催化氢化后容易回收，并可多次循环使用而不降低催化活性。
具体实施方式
[0032] 下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述：
[0033] 实施例1
[0034] 0.5g偶氮二异，2.5毫升二乙烯基苯，1.5克1,3,5-三丙烯酰基六氢-1,3,5-三嗪，0.01克三氯化铁，0.025克过硫酸铵助引发剂，依次加入80毫升四氢呋喃中，补加3毫升水为助溶剂，室温搅拌3小时（搅拌速率约800rpm），100℃下回流12小时，进一步溶剂热晶化，120℃反应釜处理24小时，取出反应釜，开盖挥发溶剂（湿度约60%，挥发24小时）得粗产品。水洗除去样品中残留盐，80℃真空干燥得到孔道开放的纳米多孔材料。[0035] 称取2g纳米多孔材料PDVB-THAT和0.224g Pd(OAc)2于30mL四氢
呋喃和10mL水
中，在室温下搅拌3小时后，加入68mg NaBH
4对Pd(OAc)
2
进行还原。反应物在室温下搅拌
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