[发明专利]一种磁性纳米核壳催化剂的制备及其应用

说明书

本发明公开了一种磁性纳米核壳催化剂的制备及其应用，其特点以提取荷叶中的多糖为碳源，将其负载在Fe₃O₄上，得到具有磁性的纳米核壳材料为Fe₃O₄@C，将其浸入FeCl₃的CH₂Cl₂溶液中，经洗涤、干燥得Fe₃O₄@C@Fe₃⁺催化剂，该催化剂用于3,4,6‑三‑O‑乙酰基‑D‑葡糖烯与2‑卤代（Cl、Br,I）3,4,6‑三‑O‑乙酰基‑D‑葡糖烯的Ferrier重排反应，催化合成4，6‑二乙酰基2,3‑不饱和糖苷。本发明与现有技术相比具有工艺简单，生产成本低，产率高，反应条件更温和催化效率高，并可回收循环利用，原料价廉且易得，底物适用范围广，是一种绿色环保、经济高效，易于大规模工业生产。

技术领域

本发明涉及核壳型分子筛技术领域，具体地说是一种磁性纳米核壳催化剂的制备及其应用。

背景技术

由Ferrier重排反应得到的2，3-不饱和糖苷在糖化学中具有重要的应用，首先作为各种手性中间体，可以用来合成一系列具有生物活性的化合物，如：糖肽和低聚糖等。其次，2，3-不饱和糖苷还可以用来合成一些重要的抗生素，核苷、糖醛酸、天然产物和修饰糖衍生物。此外，2，3-不饱和糖苷在转换成其它糖类化合物中起着重要的作用，比如可以对糖环的双键进行羟基化、加氢、氧化以及氨基羟基化，因此2，3-不饱和糖苷具有非常重要的地位。

目前，对3,4,6-三-O-乙酰基-D-葡糖烯进行Ferrier重排反应的研究很多，通常使用的催化剂主要有SnCl4、InCl3、Sc(OTf)₃、Yb(OTf)₃、Dy(OTf)₃/ionicliquids、BiCl3、CeCl₃·7H₂O、ZnCl₂、NbCl₅、Er(OTf)₃和La(NO₃)₃·6H₂O等金属催化剂。使用上述催化剂虽然可以催化3,4,6-三-O-乙酰基-D-葡糖烯合成2,3-不饱和糖苷，但是存在着以下问题：(1)使用了一些贵金属催化剂，价格昂贵，不易得，生产成本高，不适合工业化生产；(2)反应条件苛刻，反应时间长，操作复杂，而且底物适用性窄；(3)催化剂不能回收利用，催化效率低，不能进行绿色化生产，不符合绿色化学发展要求。

综上所述，现有技术催化3,4,6-三-O-乙酰基-D-葡糖烯发生Ferrier重排合成4，6-二乙酰基2,3-不饱和糖苷收率低，生产成本高，催化剂易分离和回收，制备工艺复杂，不利于工业化生产及其广泛应用。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种磁性纳米核壳催化剂的制备及其应用，采用提取荷叶中的多糖为碳源，将其负载在具有磁性的纳米Fe₃O₄上，得到修饰的核壳Fe₃O₄@C，并将Fe³⁺固载到核壳上，得到Fe₃O₄@C@Fe(III)磁性核壳材料，该磁性核壳材料能高效、快速催化3,4,6-三-O-乙酰基葡萄糖烯和2-卤代(Cl、Br,I)的3,4,6-三-O-乙酰基葡萄糖烯的Ferrier重排反应，反应条件温和，反应时间短，产率可达81％-95％，催化剂可回收循环利用，生产成本低，合成方法简单，原料价廉且易得，底物适用范围广，是一种绿色环保，经济高效且很有应用前景的合成2位未取代或2-位卤素取代(Cl、Br，I)的4.6-二乙酰基2,3-不饱和糖苷的新方法，不污染环境，易于进行大规模工业生产。