阿維菌素催化選擇氫化反應的研究.pdf

1、阿維菌素(Avermectin,簡稱AV)屬于阿維鏈霉菌產生的十六元大環(huán)內酯類抗生素,其天然發(fā)酵產物共有結構相似的八種組分,具有相同的母核結構,它們都有殺蟲活性。目前,阿維菌素作為最有前途的廣譜、高效、抗蟲、無交叉抗性、安全環(huán)保的生物農藥,是近20年來抗寄生蟲藥物研究中最為杰出的研究成果,已在世界范圍內推廣使用,并受到越來越廣泛的重視。通過對阿維菌素的結構修飾,相繼開發(fā)了伊維菌素(Ivermectin或22,23-dihydroaver

2、mectin)、埃珀利諾菌素(Eprinomectin)、多拉(Doramectin)、?，斁?Emamectin)以及甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽(Methylamino abamectin benzoate)等一系列的阿維菌素衍生物。因此,由天然物質阿維菌素經化學結構修飾制備效果更佳、安全性更高、物化性質更合理的新化合物或藥劑的方法,已成為當今農藥創(chuàng)制的重要途徑之一。 在阿維菌素類生物農藥中,伊維菌素(Ivermectin,簡稱

3、IV)最早是由Merck公司創(chuàng)制的,它是通過阿維菌素的均相催化選擇性加氫而制得的,采用的催化劑體系為烴溶性的威爾金森(Wilkinson)催化劑RhCl(PPh3)3。合成是在苯或甲苯中通過選擇性催化加氫還原阿維菌素分子中五個碳.碳雙鍵之中的C22=C23雙鍵進行的。由于這類催化劑采用價格昂貴的貴金屬Rh,而且催化劑不容易回收,雖然人們在這方面做了大量的工作,但反應成本高昂。因此,本論文選用了一系列的催化劑,對阿維菌素的催化選擇氫化反應

4、進行了較為系統(tǒng)的研究,期望找到廉價的可替代的催化劑類型,并為阿維菌素衍生物的制備技術提供一定的參考依據。 本論文研究內容主要分為三部分： 一、考察評價傳統(tǒng)的均相催化體系威爾金森(Wilkinson)催化劑RhCl(PPh3)3,建立阿維菌素原料的預處理方法,優(yōu)化了反應條件,并初步探討了反應的可能機理。 二、首次采用Raney體系的骨架會屬催化劑應用于阿維菌素的加氫反應體系中,進行了選擇性加氫規(guī)律的研究,對阿維菌素

5、加氫產物分別進行了分離和純化,考察了阿維菌素加氫反應產物的分布及其結構鑒定。實驗發(fā)現使用Raney Co、Ni、Cu催化劑時,阿維菌素的加氫優(yōu)先發(fā)生在C3=C4雙鍵上,生成二氧產物3,4-二氫阿維菌素,若持續(xù)加氫,則進一步被深度氫化的速率也會增加,最終可生成四氫產物3,4,22,23-四氫阿維菌素。與骨架金屬催化劑Raney Cu比較,磷鉬酸H3PMo12O40改性的Raney Cu催化劑可改善骨架金屬銅的電子環(huán)境,提高了催化劑的電子傳

6、遞能力及穩(wěn)定性,可抑制多余的活性中心,使阿維菌素不至于被過度氫化,從而提高了阿維菌素的二氫產物22,23-二氫阿維菌素(伊維菌素)的選擇性。三、研究貴金屬Rh、Ir、Ru、Pd等一系列負載型非均相催化劑,考察不同載體和還原方法對負載型貴金屬催化劑的阿維菌素催化加氫性能的影響。實驗發(fā)現阿維菌素的選擇性加氫優(yōu)先發(fā)生在C22=C23雙鍵上,主要生成二氫產物22,23-二氫阿維菌素(伊維菌素),這與Raney體系的骨架金屬催化劑完全不同,這種選