不同方法制备的Ir催化剂的XRD图谱
伊维菌素作为广谱杀虫剂, 目前被广泛用于人体、动物和植物的杀虫、驱螨等, 它由阿维菌素选择加氢得到. 阿维菌素是一组由十六员环内脂与一个二糖所生成的苷, 分子内有五个碳碳双键. 其中在C22=C23双键的选择加氢可得到伊维菌素.
对C22=C23键的选择加氢, 人们一直采用烃溶性RhCl(PPh3)3作为催化剂, 由于该催化剂价格昂贵,催化剂和底物用量之比高达1：10 至1：100(质量比),而且催化反应后催化剂不能循环, 致使伊维菌素的生产成本高昂. 为了解决上述问题, 范琳玉等用水溶性铑-膦配合物在水-有机两相催化体系中对阿维菌素选择加氢反应进行了研究, 催化剂溶于水相,产物溶于有机相, 反应时通过搅拌, 让两相充分接触反应,反应完成后静置分层, 含催化剂的水层循环使用, 有机层用于分离产物,但两相体系中催化剂活性和选择性均不理想.阿维菌素在水-有机两相体系中的选择加氢目前国外有一篇专利报道, 选择加氢反应在[Rh(COD)Cl]2(COD,cyclooctadiene)和TPPMS(单磺化三苯基膦钠盐)组成的原位催化剂体系中进行, 催化剂用量高达20%, 由于TPPMS有一定的烃溶性, 致使部分Rh进入有机层, 存在着重金属对产物的污染问题. Rh、Pt、Pd等的多相催化剂对二烯的选择加氢表现出优异的反应活性和良好的氢化选择性, 用负载金属催化剂催化含多个C=C 键的阿维菌素选择加氢制备伊维菌素目前尚未见报道.
由于负载金属催化剂的催化活性和产物选择性强烈地依赖于催化剂粒子的形状、大小、表面结构、电子性质以及它们的体相和表面组成等,四川大学化学学院李瑞祥等人分别采用氢气、NaBH4、醇水混合溶剂还原, PVP(聚乙烯吡咯烷酮)保护和微乳液法制备了α-Al2O3负载的Ir金属催化剂, 通过XPS、XRD、TEM对催化剂的结构进行了表征,考察了催化剂对阿维菌素选择加氢制备伊维菌素的性能, 探讨了催化剂制备方法对催化剂活性和选择性的影响. 实验结果表明, 在不同金属催化剂Ru/α-Al2O3、Pd/α-Al2O3、Pt/α-Al2O3、Ir/α-Al2O3中, Ir/α-Al2O3的活性和选择性最好. 用PVP保护的Ir/α-Al2O3,其催化活性和选择性比没有PVP保护的催化剂有显著提高; 采用微乳液法制备的Ir/α-Al2O3催化剂显示出最好的活性, 但反应选择性比PVP保护的催化剂差.