Введение к работе
Актуальность проблемы, изучение химии, биохимии и медицинского использования убихинонов, в частности, убихинона'- 10, открыло широкие возможности трансформации структуры этих соединений для поиска новых биологически активных веществ. Среди аналогов убихинона - 10 выявлены соединения, имеющие высокий терапевтический индекс при экспериментальной малярии, обладающие противоопухолевым действием, антиоксидантними свойства и т. п.. без проявления токсичности.
В число пятидесяти основных лекарственных средств, предлагаемых Японской- Фармацевтической промышленностью в 1988 г. вошел новый аналог убихинона - 10: 2.3-диметокси-5-метил-6{гидроксиде-цил)1.4-бензохннон (идебенон) под торговым, названием " Avan ". Область медицинского применения этого соединения относится к лечению расстройств функций головного мозга.
Начаты? НПО " Витамины " г.Москва исследования по разработке схемы синтез;! этого соединения с использованием соединений и методов, примененных в химическом синтезе убихинонов, включают стадию селективного гидрирования карбонильной группы до . метиле-новой в синтезированном впервые этиловом эфире 9(2,3.4-триметок-си-б-метилбензоил)ионановой кислоты (кетоэфир. А,). Данная реакция ранее никем не изучалась if не. описывагэсь.
В научной и патентной литературе приводятся метода каталитического гидрирования кето- группы до метиленовой в арилалкилке-тонах близкого к А, химического строения, содержащих 2.3-диме-токси-5-метилФенол и боковую алифатическую цепь с терминальной функциональной группой, общим для всех методов гидрирования является применение палладлчсодержащего катализатора, нанесенного на уголь, в среде сильных кислот. Все эти реакций осуществляются в периодическом режиме ведения процесса,длительное время.порой, недостаточно селективно. Использование кислот создает дополнительные экологические сложности в технологическом процессе. Кроме того, опубликованные материалы не содержат систематических исследований кинетики гидрогенизации А,.
Цель работы - изучение реакции зшдкофазного каталитического гидрирования карбонильной группы этилового эфира 9(2.3.4-трике-токси-б-метилбензоил)нонановоіг кислоты до метиленовой с получе-
ниєм этилового эфира 10(2,3,4-триметокси-6-мешлфеішл)докановой кислоты ( Аг ).
Для выполнения-этой цели ставились задачи:- создание каталитической системы для селективного гидрирования кетогруппы до ме-тиленовой и всестороннее физико-химическое исследование предлагаемой каталитической системы; выявление закономерностей гидрирования кетоэфира : исследование кинетики процесса на Pd/Сибунит (4ЯРЙ) и Pd/C (5 Pd) в широком диапазоне температур, концентраций и парциального давления водорода; конструирование кинетических моделей;, установление возможного механизма действия катализаторов; проведение процесса в непрерывном режиме.
Научная новизна работа.созданы новые селективно действующие каталитические системы для гидрирования карбонильной группы А, до метиленовой на основе модифицированных серной кислотой палла-дайсодеркащих катализаторов, нанесенных на углеродные материалы. Впервые проведена реакция жидкофазного каталитического гидрирования этилового эфира 9-(2,з,4-триметокси-6-метилбензоил)нона-новой кислоты, в результате чего синтезирован этиловый эфир 10-(2,3,4-триметокси-6-метилфенил)декановой кислоты. Методами ЯЦР.. ИК и Масс-спектроскопии подтверждена структура получаемого продукта. Разработан ГЖХ-анадиз реакционной смеси. Изучена кинетика и некоторые вопросы механизма процесса на предложенных катализаторах.
С помощью спектральных и других методов исследования и анализа каталитической системы установлено взаимодействие Pd с растворителем, носителем, модификатором и субстратом. На основе полученных экспериментальных данных предложена кинетическая модель реакции, удовлетворительно описывающая эксперимент. Впервые осуществлено гидрирование А, в непрерывном режиме на стационарном катализаторе с высокой степенью селективности.
Практическая значимость работы. Результаты исследований переданы в 1Щ> "Витамины" г.Москва и в,АО "Белгородвитамины ". Опытно-пршйжяениые испытания предложенного способа гидрирования А, осуществлены в АО "Белгородвитамины". Выход Аг составил 98%.
Апробация работы. Основные положенім работа докладывались на.международаом научно-техническом симпозиуме "Химия - 92" (г. Москва)'. гна IX всесоюзной конференции по химической информзтике (Неріюголовка).на VIII всероссийской конференции "Математические
- 5 -методы в химии" (г. Тула) , на XV международном Менделеевском съезде по общей н прикладной химии (г.Минск), на Российской научной конференции "Математические .модели нелинейных возбуждений, переноса, динамики, управления в конденсированных системах и других средах". IV Международной научной конференции "Методы кибернетики химиг.о-технологическнх процессов" (г.Москва).
Публикации, По результатам исследований и разработок опубликовано 7 печатных работ,а также получено положительное решение по заявке на авторское свидетельство. Список этих работ приведен в заключительной части автореферата.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, трех глав, выводов, приложения и списка литературы. Основной текст изложен на /40 страницах, включая 41 рисунок . 16 таблиц. Список использованных источников содержит 168 наименований.