[发明专利]Pd/石墨炔催化剂及其制备方法和应用以及还原芳香硝基化合物的方法

说明书

本发明涉及生物医学领域，公开了一种Pd/石墨炔催化剂及其制备方法和应用以及还原芳香硝基化合物的方法。该催化剂中包含石墨炔和负载在该石墨炔上的零价钯，以及包含与所述石墨炔之间具有疏水作用的表面活性剂。本发明催化剂不仅能够有选择性地、温和地脱除硝基化合物的硝基，而且反应产率高、基本无副反应。此外，采用本发明催化剂脱除含硝基化合物的硝基的反应可以在生理条件下进行，能够在细胞及细菌内还原脱除一系列硝基前药的硝基，从而激活硝基前药，实现杀伤肿瘤细胞以及细菌的作用，为克服细胞耐药性提供了新的思路。

技术领域

本发明涉及生物医学领域，具体涉及一种Pd/石墨炔催化剂及其制备方法和应用以及还原芳香硝基化合物的方法。

背景技术

硝基前药(特别是芳香硝基化合物)在肿瘤和细菌感染中被广泛应用。这类前药本身是没有毒性的，在进入细胞之后硝基被还原酶还原激活，生成相应的羟胺或者氨基化合物，引起DNA的交联或者抑制DNA的合成，从而达到杀伤细胞的效果。然而肿瘤细胞或者细菌在用药一段时间后会很快产生耐药性，细胞不再表达硝基还原酶还原硝基前药，这类硝基前药就会失活。

从芳香硝基化合物上脱除硝基是很有挑战性的化学反应，这是由于硝基的强吸电子作用使得苯环上的电子云密度降低，反应活性也随之下降。传统的还原方法只有极个别特殊的硝基化合物能够被直接脱除硝基，并且相应的反应产率往往都很低。已经报道的脱硝基反应通常包括三步：首先将芳香硝基化合物还原为对应的氨基产物，然后将氨基产物用强酸处理转变成重氮盐，最后再利用还原剂将重氮盐产物还原脱除重氮基团得到最终的产物。这种方法不仅产率低，而且反应条件苛刻，需要在强酸或者高温条件下进行，而在实际应用中，很多原料在这样苛刻的条件下都会变质，因此传统的脱硝基方法在实践中受到了很大的限制。

因此，发展一种快速地、温和地、有选择性地脱除硝基化合物的硝基，尤其是芳香硝基化合物的硝基的方法是很有必要的。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的脱除芳香硝基化合物的硝基的产率低并且条件苛刻的问题，提供了一种Pd/石墨炔催化剂及其制备方法和应用以及还原芳香硝基化合物的方法。本发明提供的Pd/石墨炔催化剂不仅能够有选择性地、温和有效地脱除芳香硝基化合物的硝基，还能够应用于脱除多种硝基前药中的硝基，从而实现激活硝基前药、杀伤肿瘤细胞和细菌的目的。

本发明第一方面提供了一种Pd/石墨炔催化剂，该催化剂中包含石墨炔和负载在该石墨炔上的零价钯，以及包含与所述石墨炔之间具有疏水作用的表面活性剂。

本发明第二方面提供了一种制备上述催化剂的方法，该方法包括：在所述表面活性剂存在下，将石墨炔与正二价钯盐进行氧化还原反应。

本发明第三方面提供了所述催化剂在脱除含硝基化合物的硝基中的应用，特别是含硝基芳香化合物中的应用。

本发明第四方面提供了一种还原芳香硝基化合物的方法，该方法包括：在所述催化剂存在下，将芳香硝基化合物与还原剂进行氧化还原反应。

本发明第五方面提供了一种所述催化剂在制备用于还原激活肿瘤细胞或细菌内的硝基前药的药物中的应用。

本发明提供的Pd/石墨炔催化剂，克服了传统脱除含硝基化合物的硝基，特别是脱除含硝基芳香化合物的硝基，反应条件苛刻、产率低的问题，本发明Pd/石墨炔催化剂不仅能够有选择性地、温和有效地脱除硝基化合物的硝基，而且反应产率高、基本无副反应。

此外，采用本发明催化剂脱除含硝基化合物的硝基的反应可以在生理条件下进行，能够在细胞及细菌内还原脱除一系列硝基前药的硝基，从而激活硝基前药，实现杀伤肿瘤细胞以及细菌的作用，为克服细胞耐药性提供了新的思路。

以下通过具体实施方式对本发明的优点进行进一步说明。

附图说明

图1a为GDY的透射电镜图；