[发明专利]美罗培南用钯碳催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了美罗培南用钯碳催化剂的制备方法，具体包括将填充剂在碱性条件下溶于水中，再加入活化的活性炭，填充剂会随溶液浸入活性炭内部缝隙，然后用酸调整pH至2～5，使填充剂析出并占据活性炭内部缝隙，再加入钯盐浸渍液，碱调整pH至9～10，升温到90～95℃，保温1～2小时，最后经还原反应、老化、过滤和纯化水洗涤至中性，制备得钯碳催化剂。本发明制备的钯碳催化剂微晶含量高，多数钯主要分布在活性炭表面，有效提高了钯碳催化剂的活性、选择性和稳定性。

技术领域

本发明属于化学催化剂制备领域，更具体地说涉及美罗培南用钯碳催化剂的制备方法。

背景技术

美罗培南是继亚胺培南之后，日本住友公司在1994年投入市场的第二代碳青霉烯类抗生素，抗革兰氏阳性菌及厌氧菌是亚胺培南的2-6倍，对肾氢酶的稳定性比亚胺培南高4倍，并对肾耐受，可单独使用，在抗菌作用、抗菌活性、药代动力学、适应症等方面有着优良的特性。作为首个第二代碳青霉烯类抗生素，改变了碳青霉烯类抗生素不能单独用药的历史，是抗生素发展史上一个新的里程碑。

美罗培南化学合成过程中，用中间体MAP和侧链在碱性条件下缩合生成保护美罗培南，接着用钯炭催化剂脱除保护基生成美罗培南,其反应过程如下式所示：

该合成过程中，涉及多种潜在的副反应(如双键、羰基、硝基加氢及侧链硫键氢解)，以及在碱性的条件下脱除对硝基苄基(-PNB)及对硝基苄氧羰基(-PNZ)，因此对钯碳催化剂要求较高，既要满足活性需求，又要满足选择性、稳定性的要求。由于加氢反应是在金属Pd表面进行的，对于负载量相同的催化剂，金属钯的分散度越高，即催化剂负载的金属Pd的微晶(晶粒尺寸小于25nm)含量越高，催化剂的活性越好。钯在活性炭表面的分布深度也影响催化活性，浸入活性炭内部的钯对催化没有起作用，造成不必要的浪费。因此，钯碳催化剂在结构上具有以下特点，一是活性组分钯微晶颗粒要小至纳米级，含量要高；二是活性组分钯在载体表面分布深度要小。

有关碳负载第Ⅷ族金属催化剂的制备方法，主要有以下几种方法(1)直接浸渍吸附的方式。如US285737中介绍的生产工艺，钯盐用水溶性的金属氢氧化物或碱式碳酸盐处理，将其吸附在碳载体上，再通过还原剂还原为金属钯，还原剂有甲醛、葡萄糖、水合肼、甘油等。但Keith等人在US3138560中介绍到，四氯钯酸钠或者氯化钯滴加到碳载体上，大部分钯立即沉积为有光泽的金属钯薄膜，因此这种方法制备的催化剂活性低。理论上讲，这是由于钯盐被活性炭表面上所存在的官能团如醛基或自由电子直接还原成金属钯的缘故，造成金属迁移和晶粒长大，所以用这种方式制备的催化剂活性差，而且不稳定。该文献提到改进方法，通过添加氧化剂的方式，如叔丁基过氧化物、过氧化氢等，防止钯被活性炭表面的醛基或自由电子立即还原，而不会发生金属迁移及晶粒长大等问题，易于在活性炭表面形成一薄层、均匀吸附的钯层。(2)添加溶剂、表面活性剂、稳定剂或螯合剂的方式。如专利US4791226中提到钯盐溶解在有机溶剂中，如甲醇、乙醇、甲乙酮等，把活性炭在钯盐的有机溶剂中浸渍，钯盐吸附在活性炭上，进而沉积在碳载体上，可使钯均匀分布在活性炭载体的外表面。专利CN1436595中提出添加双氧水或次氯酸钠防止直接还原，改进钯分布均匀性。专利CN106861682中提出添加氢氧化钠制备氢氧化钯来提高催化活性。专利CN1698952提出添加稳定剂如EDTA、酒石酸、柠檬酸等提高催化剂催化活性。专利CN1565725提出添加溴化钾、氯化钠提高催化剂催化活性。专利CN1458139提出添加表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵提高催化活性。专利CN1698953提出添加螯合剂8-羟基喹啉、菲啰啉等提高催化活性。