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催化剂作业--第1页

催化剂在药物中间体合成中的应用

催化剂是一种能改变化学反应速率而本身的质量和化学性质在反应前后不

发生改变的物质。催化剂有的是单一化合物，有的是络合化合物，有的是混合物。

催化剂有选择性，不同催化剂又称触媒，是一类在化学反应里能改变其他物质的

化学反应速率（既能提高也能降低），而本身的质量和化学性质在化学反应前后

都没有发生改变的物质。

催化剂种类繁多，按状态可分为液体催化剂和固体催化剂；按反应体系的相

态分为均相催化剂和多相催化剂，均相催化剂有酸、碱、可溶性过渡金属化合物

和过氧化物催化剂。多相催化剂有固体酸催化剂、有机碱催化剂、金属催化剂、

金属氧化物催化剂、络合物催化剂、稀土催化剂、分子筛催化剂、生物催化剂、

纳米催化剂等。酶是生物催化剂，是植物、动物和微生物产生的具有催化能力的

有机物（绝大多数的蛋白质。但少量RNA也具有生物催化功能），旧称酵素。

酶的催化作用同样具有选择性，例如：淀粉，酶催化淀粉水解为糊精和麦芽糖，

蛋白酶催化蛋白质水解成肽等。

一路易斯酸催化的反应在药物合成中应用

均相催化即催化剂与反应物处于同一相中，主要特点是催化剂的结构和组成

确定，如酸、碱、金属盐及金属配合物等，均相催化领域路易斯酸是广泛应用的

一类催化剂。均相催化反应具有：高催化活性、高选择性、反应条件温和、优良

的传质与传热性能等特点。均相催化已被广泛应用于各种精细化学品、药品和材

料的合成中。

1.缩酮反应

缩酮反应在药物合成中常用于保护羟基或合成一些重要药物中间体。缩酮反

应中使用路易斯酸催化剂的优点是产物易分离、易提纯，且催化剂大多可重复利

用，过量原料也易于回收。如D-甘露醇为起始原料，无水ZnCl作为催化剂，

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与丙酮缩合得到二异亚丙基甘露醇，它是合成高活性抑制肿瘤细胞生长的药物的

重要中间体。

2.去甲基化反应

胺碘酮为一种治疗顽固性心律失常的有效药物，其中间体2-丁基-3-（对羟

基苯甲酰基）苯并呋喃的改进合成方法就是用三氯化铝代替腐蚀性强、有恶嗅的

盐酸吡啶作为催化剂，用甲苯作溶剂反应去甲基制得，收率达到90%。

3.羟醛缩合反应

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羟醛缩合反应是指在酸或碱催化下两分子醛或酮发生缩合反应生成α，β-不

饱和醛或酮的反应，在药物合成中应用广泛。Mukaiyama羟醛缩合反应是其中重

要的一类，它需要严格的无水和非质子条件。1996年，Loh首次将InCl应用于

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催水相中的烯醇硅醚和醛的Mukaiyama反应。由于具有高配位数和快速的配位-

解离平衡，在水溶液中能稳定存在，从而可以有效地催化水溶液中的羟醛缩合反

应。相反，其它的路易斯酸，如BF-EO和AlCl与水反应会生成相应的氢氧化

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物，故不能作为羟醛反应的催化剂。

二贵金属催化剂在药物合成中的应用

贵金属以其独特的催化性能以及耐高温、抗氧化、耐腐蚀等综合优良特性，

成为最重要的催化剂原料。贵金属催化剂按催化反应体系的相态可以分为两大类：

均相催化剂和多相催化剂。均相催化剂主要是一些可溶性化合物(盐或络