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技术

本发明专利技术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

【技术实现步骤摘要】
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


[0001]本专利技术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。

技术介绍

[0002]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。

技术实现思路

[0003]本专利技术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。
[0004][0005]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。
[0006]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
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8h，反应温度为
‑
25℃到85℃。
[0007]本专利技术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】
[0008]附图1所示是本专利技术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】
[0009]本专利技术将六水氯化铁(270g，1mol)溶于1000
‑
2000ml水中，加入活性炭(1200g，10mol)，升温至60
‑
100℃，缓慢滴加50％氢氧化钠溶液(160
‑
200g，4
‑
5mol)，60
‑
100℃搅拌1
‑
5h，搅拌降温至室温，搅拌过夜，过滤，水洗。60
‑
400℃干燥12
‑
24h得到碳负载铁基催化剂1300g。然后将0.1mol该铁基负载催化剂加入到1mol硝基苯衍生物中，用2
‑
3L醇溶液中溶解，在60
‑
100℃的环境下反应2
‑
8h得到目标苯胺类化合物。下面结合具体的制备例对本专利技术做进一步说明：
[0010]实例1:
[0011]在5L反应瓶内加入硝基苯衍生物I(R2＝乙基，R1＝R3＝R4＝R5＝H)1mol和铁基催化剂0.1mol，2
‑
3L乙醇，反应在60
‑
70℃下搅拌反应2
‑
8h，并用TLC跟踪直至反应完全。反应结束后，热过滤，用乙醇洗涤，回收溶剂，得白色固体苯胺衍生物II(R2＝乙基，R1＝R3＝R4＝R5)，产率为98％，纯度大于99％，催化剂80
‑
200℃干燥过夜活化，重复使用。
[0012]实例2:
[0013]在5L反应瓶内加入硝基苯衍生物I(R2，R3＝甲基，R1＝R4＝R5＝H)1mol和铁基催化剂0.1mol，2
‑
3L乙醇，反应在60
‑
70℃下搅拌反应2
‑
8h，并用TLC跟踪直至反应完全。反应结束后，热过滤，用乙醇洗涤，回收溶剂，得白色固体苯胺衍生物II(R2，R3＝甲基，R1＝R4＝R5＝
H)，产率为95％，纯度大于99％，催化剂80
‑
200℃干燥过夜活化，重复使用。
[0014]实例3:
[0015]在5L反应瓶内加入硝基苯衍生物I(R1＝甲基，R2＝R3＝R4＝R5＝H)1mol和铁基催化剂0.1mol，2
‑
3L乙醇，反应在60
‑
70℃下搅拌反应2
‑
8h，并用TLC跟踪直至反应完全。反应结束后，热过滤，用乙醇洗涤，回收溶剂，得白色固体苯胺衍生物II(R1＝甲基，R2＝R3＝R4＝R5＝H)，产率为96％，纯度大于99％，催化剂80
‑
200℃干燥过夜活化，重复使用。实例4:
[0016]在5L反应瓶内加入硝基苯衍生物I(R1＝氯，R4＝甲基，R2＝R3＝R5＝H)1mol和铁基催化剂0.1mol，2
‑
3L乙醇，反应在60
‑
70℃下搅拌反应2
‑
8h，并用TLC跟踪直至反应完全。反应结束后，热过滤，用乙醇洗涤，回收溶剂，得白色固体苯胺衍生物II(R1＝氯，R4＝甲基，R2＝R3＝R5＝H)，产率为90％，纯度大于99％，催化剂80
‑
200℃干燥过夜活化，重复使用。
[0017]实例5:
[0018]在5L反应瓶内加入硝基苯衍生物I(R1＝氟，R2＝甲基，R3＝R4＝R5＝H)1mol和铁基催化剂0.1mol，2
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3L乙醇，反应在60
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70℃下搅拌反应2
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8h，并用TLC跟踪直至反应完全。反应结束后，热过滤，用乙醇洗涤，回收溶剂，得白色固体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳掺杂羟基氧化铁催化剂的制备方法，其特征在于，催化剂制备方法如下：将六水氯化铁270g，1mol溶于1000
‑
2000ml水中，加入活性炭1200g，10mol，升温至60
‑
100℃，缓慢滴加50％氢氧化钠溶液160
‑
200g，4
‑
5mol，60
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100℃搅拌1
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5h，搅拌降温至室温，搅拌过夜，过滤并水洗，60
‑
400℃干燥12
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24h得到碳掺杂铁基单原子催化剂1300g。2.一种碳掺杂羟基氧化铁催化剂的抗癌抑制剂中间体合成应用，其特征在于，所述碳掺杂羟基氧化铁催化剂通过权利要求1所述的碳掺杂羟基氧化铁催化剂的制备方法得到；将0.1mol铁掺杂碳单原子催化剂加入到1mol硝基苯衍生物I或III中，用2
‑
3L醇溶液中溶解，在
‑
25
‑
85℃的环境下反应2
‑
8h得到抗癌抑制剂中间体：芳基胺类化合物II、IV或苯肼类衍生物V；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。3.根据权利要求2所述的碳掺杂羟基氧化铁催化剂的抗癌抑制剂中间体合成应用，其特征在于，在5L反应瓶内加入硝基化合物(2
‑
异丙氧基
‑5‑
甲基
‑4‑
(吡啶
‑4‑
基)硝基苯、(S)
‑
N4‑
(3
‑
氯
‑4‑
氟苯基)
‑6‑
硝基
‑7‑
((四氢呋喃
‑3‑
基)氧基)喹唑啉
‑4‑
胺、N1‑
(2
‑
(二甲氨基)乙基)
‑5‑
甲氧基
‑
N1‑
甲基
‑
N4‑
(4
‑
(1
‑
甲基

【专利技术属性】
技术研发人员：邱仁华，李定中，李铖汉，阳天宝，路浩，张文胜，尹双凤，神户宣明，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：