3375-31-3 / 醋酸鈀的制備及應(yīng)用

概述^[1]

鈀催化劑是以鈀為主要活性組分制成的貴金屬催化劑。在鉑族金屬催化劑中僅次于鉑，居第二位。鈀催化劑對(duì)加氫、氧化、脫氫、加氫分解反應(yīng)等顯示出良好活性。鈀催化劑的形態(tài)主要有化合物和載體負(fù)載型兩種。

醋酸鈀(Palladiumacetate)，又名乙酸鈀，外觀為黃棕色或紅棕色均勻粉末，空氣中穩(wěn)定，溶于甲苯、乙酸、氯仿、二氯甲烷、丙酮、乙腈和乙醚，不溶于水，溶于苯中呈三聚物態(tài)，溶于冰醋酸呈單聚物。是應(yīng)用廣泛的一種鈀化合物，除了作為鈀鍍槽液和氣體敏感材料的重要原料以及合成其它鈀化合物的原料外，主要作為一種藥物或醫(yī)藥中間體合成中起關(guān)鍵步驟的催化劑，主要用于烯烴芳香化反應(yīng)(Heckreaction)，交叉偶聯(lián)反應(yīng)，Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)。同時(shí)還可應(yīng)用到烯羰基化反應(yīng)和烯與2-醇氧化合成酮的反應(yīng)。在環(huán)己酮、己二酸和己內(nèi)酰胺工業(yè)上用途很大，在非線性光學(xué)材料合成領(lǐng)域也得到應(yīng)用。

制備^[2-3]

醋酸鈀首先是Heffer[1]合成的，其工藝是由海綿鈀在少量硝酸存在下微沸與冰醋酸回流而制得。后來(lái)幾經(jīng)改進(jìn)，將硝酸改用高氯酸、氧氣、NO+O2、NO2、NO+NO2等，同時(shí)采用冰醋酸加入熱的硫酸鈀水溶液也可以制備醋酸鈀。但其工藝有明顯缺點(diǎn)是(1)回流反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，操作復(fù)雜，且反應(yīng)不完全，批量增加，表現(xiàn)更加突出；(2)若用氧氣做氧化劑，反應(yīng)要在810614kPa下進(jìn)行，設(shè)備及操作復(fù)雜；(3)NO、NO2等原料來(lái)源困難；(4)上述反應(yīng)有可能生成一種無(wú)催化活性的粉紅色不溶性多聚物。

用氯化鈀與氫氧化鈉和甲酸鈉的水溶液直接反應(yīng)可得到海綿鈀，然后再用它與醋酸和催化量的硝酸反應(yīng)，回流半小時(shí)，可制得醋酸鈀。然而該文獻(xiàn)報(bào)道是用水溶性氯化鈀作為原料，原料成本較高，還用到丙酮洗滌，對(duì)環(huán)境不友好。

綜上所述，由于醋酸是弱酸，且海綿鈀存在表面氧化等問(wèn)題，所以醋酸鈀的合成的改進(jìn)的關(guān)鍵是活化鈀(也稱鈀黑)的制備，據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道在乙醇體系中用分子態(tài)氫、甲醛水和醛還原氯化鈀的水溶液可制得鈀黑，也可采用氯化鈀的氨水溶液調(diào)成堿性后用甲酸還原方法制備，用硼氫化鈉還原氯化鈀也可以得到活化鈀。然而以上所有工藝還有一個(gè)關(guān)鍵步驟就是不管是用海綿鈀還是鈀黑作為鈀源，制備工藝都要用到硝酸，因此都不可避免的產(chǎn)生Pd(OAc)·NO2副產(chǎn)物，在紅外圖譜中可以明顯看到N-O震動(dòng)峰，影響產(chǎn)品質(zhì)量，所以反應(yīng)回流時(shí)間的判斷是紅棕色氣體不再產(chǎn)生，通過(guò)添加鈀黑的辦法可以縮短時(shí)間，但有時(shí)不能根本解決問(wèn)題，杭州凱大催化金屬材料有限公司根據(jù)多年對(duì)貴金屬性質(zhì)和貴金屬化合物合成的經(jīng)驗(yàn)，成功選擇了合適的還原劑制備高活性鈀，并通過(guò)改進(jìn)設(shè)備解決Pd(OAc)·NO2副產(chǎn)物問(wèn)題，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

應(yīng)用^[3]

通常把鈀催化的烯烴芳基化和烯基化偶聯(lián)反應(yīng)稱為Heck反應(yīng)。Heck反應(yīng)是一個(gè)有效的C-C偶聯(lián)反應(yīng)，尤其是對(duì)于分子內(nèi)的關(guān)環(huán)反應(yīng)，構(gòu)建擁擠的季碳中心極為方便，反應(yīng)條件溫和，收率較高，反應(yīng)選擇性也較易控制等。因此Heck反應(yīng)在藥物合成中得到更廣泛的應(yīng)用。

1)沙坦類藥物關(guān)鍵中間體沙坦聯(lián)苯合成：4-甲基-2’-氰基聯(lián)苯(沙坦聯(lián)苯)是很多治療高血壓用沙坦類藥物的關(guān)鍵中間體。用醋酸鈀代替氯化鈀，在堿性條件方面用磷酸的鉀或鈉鹽代替醋酸鈉，以鄰氯苯氰為原料，經(jīng)過(guò)Suzuki催化偶合得到，其收率達(dá)到95%，如下反應(yīng)式所示。

2）神經(jīng)系統(tǒng)藥物的合成：2-芳基氧雜唑喹啉酮4，具有抗精神抑郁，提高記憶力的作用。反應(yīng)從很簡(jiǎn)單的原料2-氯氧雜唑-4-醋酸酯1開(kāi)始，經(jīng)Suzuki反應(yīng)引入一個(gè)芳環(huán)得到2，2與鹵代硝基苯經(jīng)分子間的Heck反應(yīng)引入另一個(gè)芳環(huán)得到3，最后構(gòu)建喹啉環(huán)得到4。反應(yīng)如下：

3）天然產(chǎn)物Resveratrol的合成：Resveratrol具有防癌抗癌、抗血小板凝聚及降血脂等作用。其合成引起化學(xué)家的廣泛興趣，利用Pd催化的脫羰Heck偶聯(lián)反應(yīng)。

4）白藜蘆醇的合成：三羥基二苯乙烯(又名白藜蘆醇)具有良好的各種生物活性，是一類重要的天然產(chǎn)物，但在植物中含量極低，要通過(guò)化學(xué)合成。Heck反應(yīng)為關(guān)鍵步驟。催化劑為醋酸鈀。

主要參考資料

[1] 中國(guó)冶金百科全書•金屬材料

[2] 醋酸把合成方法的改進(jìn)

[3] 醋酸鈀合成及其在藥物合成中的應(yīng)用研究進(jìn)展