[发明专利]一种可套用的美罗培南合成用钯炭催化剂

说明书

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种可套用的美罗培南合成用钯炭催化剂。

背景技术

碳青霉烯类抗生素主要包括美罗培南，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5％～7％钯炭，催化剂投料量一般为底物质量的20％左右，产品收率在48％左右。该产品所使用的钯炭催化剂投料量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。

目前，有关美罗培南的专利文献(如CN102153554A、CN102702203A、CN102731504A、CN102372715A、CN101348486等)的报道大部分涉及其合成工艺和美罗培南三水化合物的精制工艺，关系到贵金属钯炭催化剂的制备方法较少。

专利CN102133527A提到了一种用于美罗培南合成的钯锡炭催化剂及其制备方法。该催化剂为以粉状活性炭为载体，负载活性组分金属钯和活性组分锡。制备过程经活性炭酸处理、钯和锡化合物负载得催化剂前体，催化剂前体经陈化后还原得催化剂产品。该催化剂制备工艺的特点是利用亚锡的弱还原性制备一定粒径范围的金属钯胶体，然后负载于活性炭上，但是该工艺对操作的环境温度要求苛刻，限制在0℃～5℃，给工业化生产造成了一定的不便。

随着美罗培南销售价格的一再降低，给该药物的生产成本造成了很大的压力，现有的美罗培南合成用钯炭催化剂存在投料量高，催化剂因反应前体存在硫中毒而无法套用的问题，所以急需开发一种能够套用的美罗培南用钯炭催化剂，以缓解日益增高的成本压力。目前现有的体系收率一般在49％左右，因为钯炭本身的吸附效应，选择性，及混合溶剂的溶解等原因，目标产品收率的提高非常困难；同时该产品附加值较高，粗品价格为2万/Kg，每提高1个百分点，可增加纯利润200元；按照每公斤产品需要0.4kg钯炭，且催化剂能够套用一次，可直接降低生产成本280元。因此，筛选性能优良的催化剂一直是催化剂厂家及使用客户追求共同目标。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种可套用的美罗培南合成用钯炭催化剂。该催化剂具有活性适中，选择性高的优点，且能够套用，大幅降低了美罗培南合成用催化剂的生产成本。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种可套用的美罗培南合成用钯炭催化剂，其特征在于，包括活性炭载体，负载于活性炭载体上的钯、过渡金属纳米颗粒和钯与过渡金属的非晶合金纳米颗粒；所述钯炭催化剂中钯的质量为活性炭载体质量的5％～7％，过渡金属的质量为活性炭载体质量的0.1％～1.0％；所述活性炭载体为经水溶性硫化物处理的活性炭载体；所述过渡金属为铁、钴、镍、铜、锌、铬或铈；

所述钯炭催化剂的制备方法包括以下步骤：

步骤一、将水溶性硫化物溶于水中配制成质量浓度为0.1％～3.0％的硫化物溶液，然后将粒度为200～300目，比表面积为800m²/g～1000m²/g的木质炭浸泡于所述硫化物溶液中，在20℃～60℃条件下搅拌处理2h～5h，过滤后烘干，得到活性炭载体；

步骤二、将氯化钯和过渡金属的硝酸盐用质量浓度为5％～10％的稀盐酸溶解，然后加水稀释，得到活性组分混合溶液；所述活性组分混合溶液中钯的质量浓度为0.05％～1％；

步骤三、将步骤一中所述活性炭载体用碱性化合物水溶液打浆，在搅拌条件下稳定1h～3h，得到活性炭浆液；所述碱性化合物水溶液为质量浓度为5％～10％的Na₂CO₃水溶液，碱性化合物水溶液的用量为：每克活性炭载体用15mL～20mL碱性化合物水溶液；

步骤四、将步骤二中所述活性组分混合溶液加入步骤三中所述活性炭浆液中，搅拌3h～6h，得到催化剂前体；

步骤五、将步骤四中所述催化剂前体陈化6h～12h，然后采用硼氢化钠对陈化后的催化剂前体进行还原处理，过滤洗涤后得到成品催化剂。

上述的一种可套用的美罗培南合成用钯炭催化剂，所述钯炭催化剂中钯的质量为活性炭载体质量的5.5％～6.5％，过渡金属的质量为活性炭载体质量的0.3％～0.8％。