[发明专利]一种用于美罗培南合成的钯锡炭催化剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于药物制备技术领域，涉及一种用于催化氢解反应的负载型钯炭催化剂，尤其是一种用于美罗培南合成的钯锡炭催化剂及制备方法。

背景技术

亚历山大·弗莱明发明了青霉素的半个世纪后，抗生素的新成员——碳青霉烯类抗生素(以下简称“培南”)诞生了。培南具有抗菌面广、抗菌活性强的特点，在控制耐药菌、产酶菌感染和免疫缺陷者感染方面发挥了极其重要的作用，其对抗耐甲氧西林金葡菌的出色的临床疗效已受到关注。虽然此类抗生素生产难度较大，生产工艺较复杂，但却是目前抗感染临床药物的中最有抵御能力的重要品种。因此，近年来培南类药物迅速走俏国内外医药市场。而在中国对抗生素药品实行降价政策后，抗生素类药物几乎每年都呈下降态势。曾经由于附加值过高，可望而不可及的培南类抗生素产品，如今随着降价等多方因素的影响逐渐成为抗生素市场的新宠，有着广阔的市场前景。

目前，培南类抗生素在国内外市场上主要有：美罗培南，亚胺培南，帕尼培南，比阿培南，厄他培南，法罗培南，多尼培南等，其中美罗培南市场需求最大，应用也最为广泛。在其化学合成中的最后一步，需要用到钯炭催化剂进行氢解反应，如以下反应式(I)所示，同时脱去保护基团PNB(对硝基苄基)和PNZ(对硝基苄氧羰基)，市场上生产该产品用到的钯炭规格一般是8～10％钯炭，催化剂投料量一般为底物质量的15％～20％，产品收率在47～48％。

该产品催化氢解步骤涉及多种潜在的副反应，其中有双键加氢，羰基加氢，侧链硫键的氢解，-PNB及-PNZ基团的选择性脱除。因此对催化剂性能，尤其是其选择性提出了很高的要求，根据不饱和基团加氢的难易程度，其中羰基加氢的副反应相对来说比较困难，是最后进行的反应，可以通过反应时间加以控制，而双键加氢反应因为存在较大的空间位阻，其加氢难易程度稍微比硫键及保护基团的氢解反应困难，存在的竞争性反应，因此需要严格控制该类型催化剂的活性。在现有的催化剂制备工艺中，包括浸渍法，沉积沉淀法，通过控制制备过程中的条件，均可以制备出活性较高的催化剂。对于后期催化剂的活性的控制，一般采用一些毒化剂或钝化剂，如喹啉，含硫的有机化合物，过渡金属的无机盐类化合物来控制催化剂活性。此类工艺制备的催化剂，对催化剂生产者来说，存在工艺制备过程复杂冗长，活性不容易控制，很有可能毒化过度的缺陷，对催化剂用户来说又无法降低使用成本。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种用于美罗培南合成的钯锡炭催化剂及制备方法，采用该方法用于通过选择性氢解来生产碳青霉稀类药物美罗培南的负载型钯炭催化剂的制备，其制备的催化剂具有活性适中，尤其是在美罗培南产品的生产中对于脱除-PNB及-PNZ基团具有很强的选择性。并且相对于现有工艺中使用的钯炭催化剂，具有生产工艺简单，贵金属含量低，产品收率高的优点，能够有效降低美罗培南产品生产的成本。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

本发明用于美罗培南合成的钯锡炭催化剂，由钯、锡纳米颗粒及钯锡非晶合金纳米颗粒分散在活性炭载体上构成，按质量百分比，钯负载量为活性炭载体的2～5wt％，锡负载量为活性炭载体的0.2～1wt％。

一种上述钯锡炭催化剂的制备方法，包括以下步骤：

1)载体前处理：

选择粒度为200～300目椰壳炭，用浓度为1～10％沸腾的无机酸水溶液回流处理2h，再用纯水洗涤至pH＝5～7，然后用质量浓度为1～10％的次氯酸钠水溶液在20～35℃处理2h，然后用纯水洗涤至硝酸银检测无氯离子，制成活性炭；

2)活性组分的配置：

将计量量的含钯化合物用水或稀盐酸溶解，并降温至0～15℃，形成含钯的活组溶液；再将计量量的氯化亚锡用盐酸溶解，以纯水稀释并降低至0～15℃，形成氯化亚锡溶液，在搅拌条件下，将氯化亚锡溶液倒入含钯的活组溶液中，形成钯锡混合溶液；所述的含钯化合物为氯亚钯酸钾；

3)将计量的活性炭以碱性化合物水溶液打浆，在搅拌条件下加热至40～65℃并稳定1h，形成活性炭浆液；其中所述碱性化合物水溶液的质量浓度为5～20％，所述碱性化合物为NaOH、KOH、Na₂CO₃和K₂CO₃中的一种，所述活性炭的质量与碱性化合物水溶液体积比为(1∶5)～(1∶20)；

4)将配置好的钯锡混合溶液倒入活性炭浆液中并持续搅拌3～6h，使Pd和Sn负载于活性炭上得到催化剂前体；

5)将催化剂前体经老化后用还原剂还原处理即得到催化剂产品。