[发明专利]一种碳负载铁基催化剂的制备方法及其抗癌抑制剂中间体合成应用

说明书

本发明目的在于提供一种碳负载铁基催化剂的制备方法及其抗癌抑制剂中间体合成应用，将氯化铁溶于水后加入活性炭，升温到60‑100度便可值得高活性单原子铁催化剂。该方法以我们制备的单原子铁基碳掺杂材料为催化剂，水合肼为氢源，在甲醇、乙醇、异丙醇等溶剂中，温和条件下反应以较高产率合成出关键中间体。该方法具有以下优点：只需抽滤、洗涤即可获得高纯度目标产物，溶剂也可以回收利用，且催化剂经过溶剂洗涤、干燥活化后可以重复使用十次。该催化剂的制备方法过程简单、绿色、高效、成本低廉、官能团兼容性好和后处理简单，具有工业化生产的潜在价值。

【技术领域】

本发明涉及一种铁基碳负载催化剂的合成新方法，及其在抗癌药物中间体合成中的应用，属于医药催化合成领域。该催化剂制备过程简单，条件温和，利用催化剂将抗癌药中间体硝基还原为氨基化合物。

【背景技术】

氨基类化合物是重要的精细化工中间体，其可以广泛应用于农药、有机功能材料和医药等领域。合成有机胺类化合物的主要方法是将硝基化合物还原为氨基化合物，目前应用最广泛的方法是将硝基化合物还原为胺类化合物：铁和肼的条件下还原。例如：铁、氯化钙和肼体系，三氯化铁和肼的体系，氢氧化氧化铁和肼的体系，氢氧化氧化铁、聚合物和肼的体系，纳米三氧化二铁和肼的体系，纳米四氧化三铁和肼的体系，铁碳掺杂和肼的体系。以上硝化还原的方法存在诸多问题，产生大量的副产物铁黑，且后处理复杂，产率低，反应时间长，官能团容忍性差，对环境污染大，催化剂的制备比较复杂。另外，钯碳加氢还原，该反应过程需要特制的耐高压反应釜，对设备要求高，存在极大的安全隐患。铁是一种绿色、环保、廉价、人体必须的元素，也是地球上含量最高的金属元素之一。以此为背景，我们通过大量文献调研，制备出一种铁基碳负载单原子催化剂的合成新方法，该催化剂制备过程简单，条件温和，并将其应用于若干关键抗癌药物中间体合成，该方法中采用廉价易得的工业木炭作为催化剂原料。研究表明，我们的催化剂能够高收率地将硝基化合物还原为胺类化合物，且催化剂可以通过简单过滤、溶剂洗涤，重新活化后重复使用十次，催化剂的催化活性仍然很高。目前，国内外还没有关于铁掺杂碳硝化还原的单原子催化剂的公开文献和专利申请。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种铁及碳负载催化剂的制备新方法，该催化剂应用于抗癌药奥希替尼、吉非替尼、阿法替尼、伊马替尼、AMG510、达可替尼、色瑞替尼、拉帕替尼和阿帕替尼等抗癌药物关键中间体的合成。该合成方法以我们制备的铁基碳负材料为催化剂，以水合肼为氢源，在甲醇、乙醇、异丙醇等溶剂中，温和条件反应高收率合成出关键中间体。经过简单过滤，溶剂洗涤，回收溶剂高纯度得到目标产物，且催化剂经过溶剂洗涤、干燥活化后可以重复使用十次。其特征在于：以我们合成的铁基碳负载物为催化剂，以硝基苯衍生物I为反应原料，在醇溶剂中，60-100℃有效反应，在2-8h的时间内可以得到氨基苯衍生物II。

其中所述R¹、R²、R³、R⁴、R⁵为氢、羟基、氟、氯、溴、甲基、乙基、氰基、羟基、酰胺基、叔丁基、苯基等官能团。

上述合成方法中，铁催化剂的用量为0.1个当量，醇为溶剂；所述反应时间为2-8h，反应温度为-25℃到85℃。

本发明所提供的一种铁碳掺杂单原子催化剂还原硝基合成氨类化合物的合成方法开辟了新的低成本“绿色”途径，其优点在于：目标产物产率均较高，反应条件温和，反应操作简便。

【附图说明】

附图1所示是本发明所提供制备的碳负载铁基催化剂应用于关键抗癌药物中间体合成的路线图，附图2所示是碳负载铁基催化剂的EDXmapping成像图，附图3所示是碳负载铁基催化剂的AC-TEM成像图。

【具体实施方式】