本發(fā)明屬于選擇性催化領(lǐng)域，涉及異構(gòu)體的定向制備，具體涉及一種催化劑及在選擇性催化制備稀有人參皂苷中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

達(dá)瑪烷型人參皂苷的c20位多具有羥基，廣泛存在于人參屬植物，且含量較多。經(jīng)加熱處理后，達(dá)瑪烷型皂苷及其苷元的c20位羥基易發(fā)生脫水反應(yīng)，形成雙鍵，生成雙鍵異構(gòu)的系列c20位脫羥基達(dá)瑪烷型稀有人參皂苷及其苷元。

但是，c20位羥基發(fā)生脫水反應(yīng)時(shí)，會(huì)生成同分異構(gòu)體1-3(屬于稀有皂苷)，同分異構(gòu)體1的雙鍵形成于c20、c21之間，同分異構(gòu)體2、3的雙鍵形成于c20、c22之間(端烯型)，但是同分異構(gòu)體2、3一個(gè)為e型，另一個(gè)為z型。參見cn102911238a和cn103193846a。

申請(qǐng)人前期研究發(fā)現(xiàn)，e型異構(gòu)體最為穩(wěn)定，且抗腫瘤活性最好(對(duì)肝癌、乳腺癌和結(jié)直腸癌腫瘤細(xì)胞的殺傷力是另外兩種異構(gòu)體的3-5倍)。因此，對(duì)e型異構(gòu)體的需求也更迫切。在獲得本發(fā)明技術(shù)方案之前，申請(qǐng)人都是通過對(duì)原料脫水產(chǎn)生三種異構(gòu)體的混合物，再進(jìn)行分離制備得到e型異構(gòu)體。雖然混合物中e型異構(gòu)體的含量占到三種異構(gòu)體總含量的50％左右，但是仍有兩個(gè)不足：第一，端烯型、z型異構(gòu)體的產(chǎn)生不可避免，原料利用率低；第二，端烯型、z型異構(gòu)體總含量占50％，必須要采用分離度特別高的方法才能獲得高純度的e型異構(gòu)體。這兩個(gè)不足提高了申請(qǐng)人獲得e型異構(gòu)體的時(shí)間成本和人力成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可以選擇性催化達(dá)瑪烷型皂苷及其苷元的c20位羥基與c22位氫脫水生成e型異構(gòu)體的固體催化劑及催化制備方法。

本發(fā)明通過下面的技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)

一種催化劑，為mn-ce復(fù)合氧化物，通過如下步驟制成：先將硝酸鈰、硝酸錳和尿素溶解于乙醇水溶液中，再進(jìn)行水熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度為180-200℃，時(shí)間為18-22h，最后離心、洗滌、干燥、煅燒、研磨；硝酸錳摩爾濃度為0.015-0.035mol/l，硝酸鈰摩爾濃度為硝酸錳摩爾濃度的2-4倍，尿素摩爾濃度為硝酸鈰、硝酸錳摩爾濃度之和的3-5倍。

優(yōu)選地，乙醇水溶液中乙醇體積濃度為50-60％。

優(yōu)選地，依次用無水乙醇和水洗滌2-4遍。

優(yōu)選地，洗滌后100-120℃干燥8-12h。

優(yōu)選地，干燥后450-550℃煅燒3-5h。

上述mn-ce復(fù)合氧化物用于催化如下化學(xué)結(jié)構(gòu)的人參皂苷上的c20位羥基與c22位氫脫水生成e型雙鍵脫水產(chǎn)物的用途，化學(xué)結(jié)構(gòu)和反應(yīng)式如下：

優(yōu)選地，r1為-oh，r2為-oglc(2-1)rha。

r1為-oh、r2為-oglc(2-1)rha時(shí)，脫水方法為：以人參皂苷rg2為原料，以甲醇體積百分濃度為50％的甲醇水溶液(含有體積百分濃度為0.05％的甲酸)為反應(yīng)體系，以mn-ce復(fù)合氧化物為催化劑于80℃熱回流反應(yīng)2小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后過濾濃縮。

優(yōu)選地，r1為-oglc，r2為-h。

r1為-oglc、r2為-h時(shí)，脫水方法為：以人參皂苷rh2為原料，以甲醇體積百分濃度為50％的甲醇水溶液(含有體積百分濃度為0.05％的甲酸)為反應(yīng)體系，以mn-ce復(fù)合氧化物為催化劑于85℃熱回流反應(yīng)2小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后過濾濃縮。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明提供的mn-ce復(fù)合氧化物可以用于催化人參皂苷上的c20位羥基與c22位氫脫水生成e型雙鍵脫水產(chǎn)物，使e型異構(gòu)體占三種脫水產(chǎn)物總含量的90％以上(現(xiàn)有技術(shù)中約占50％)，從而提高原料利用率低，減少端烯型、z型異構(gòu)體對(duì)e型異構(gòu)體純化的干擾。

附圖說明

圖1為mn-ce復(fù)合氧化物的tem透射電鏡圖，可見明顯的雙層結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步介紹本發(fā)明的技術(shù)方案。

實(shí)施例1mn-ce復(fù)合氧化物的制備

先將硝酸鈰、硝酸錳和尿素溶解于乙醇水溶液(乙醇體積濃度為55％)中，再進(jìn)行水熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度為190℃，時(shí)間為20h，最后離心、洗滌(先用乙醇洗，再用水洗，反復(fù)3遍)、干燥(110℃干燥10h)、煅燒(500℃煅燒4h)、研磨；硝酸錳摩爾濃度為0.025mol/l，硝酸鈰摩爾濃度為硝酸錳摩爾濃度3倍，尿素摩爾濃度為硝酸鈰、硝酸錳摩爾濃度之和的4倍。

圖1為mn-ce復(fù)合氧化物的tem透射電鏡圖，可見明顯的雙層結(jié)構(gòu)。

實(shí)施例2mn-ce復(fù)合氧化物的制備

先將硝酸鈰、硝酸錳和尿素溶解于乙醇水溶液(乙醇體積濃度為50％)中，再進(jìn)行水熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度為180℃，時(shí)間為22h，最后離心、洗滌(先用乙醇洗，再用水洗，如此反復(fù)2遍)、干燥(100℃干燥12h)、煅燒(450℃煅燒5h)、研磨；硝酸錳摩爾濃度為0.015mol/l，硝酸鈰摩爾濃度為硝酸錳摩爾濃度2倍，尿素摩爾濃度為硝酸鈰、硝酸錳摩爾濃度之和3倍。

該實(shí)施例制備的mn-ce復(fù)合氧化物的形貌和實(shí)施例1一致。

實(shí)施例3mn-ce復(fù)合氧化物的制備

先將硝酸鈰、硝酸錳和尿素溶解于乙醇水溶液(乙醇體積濃度為60％)中，再進(jìn)行水熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度為200℃，時(shí)間為18h，最后離心、洗滌(先用乙醇洗，再用水洗，如此反復(fù)4遍)、干燥(120℃干燥8h)、煅燒(550℃煅燒3h)、研磨；硝酸錳摩爾濃度為0.035mol/l，硝酸鈰摩爾濃度為硝酸錳摩爾濃度4倍，尿素摩爾濃度為硝酸鈰、硝酸錳摩爾濃度之和5倍。

該實(shí)施例制備的mn-ce復(fù)合氧化物的形貌和實(shí)施例1一致。

實(shí)施例4以人參皂苷rg2為原料定向脫水制備人參皂苷(e)-f4

取500mg人參皂苷rg2(自制，純度大于95％)，用200ml含有甲酸的甲醇水溶液(甲醇體積百分濃度為50％)溶解，甲酸添加體積為甲醇水體積的0.05％。溶解后，在反應(yīng)體系中添加50mg實(shí)施例1-3制備的mn-ce復(fù)合氧化物，80℃熱回流反應(yīng)2小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，自然冷卻至室溫，過濾去除mn-ce復(fù)合氧化物顆粒，濾液濃縮成基本不含甲醇的水溶液，冷凍干燥得到凍干粉。將凍干粉使用高速逆流純化得385-396mg人參皂苷(e)-f4，純度大于98％。

高速逆流色譜純化方法如下：

分離前12小時(shí)配制乙酸乙酯-乙醇-水-乙酸(體積比4:1:5:0.08)溶劑系統(tǒng)，具體配制方法為：將四種溶劑按比例混合，劇烈震蕩后，靜置12小時(shí)使其完全分層，在漏斗中將上、下相分離，上相用作固定相，下相用作流動(dòng)相，用前超聲半小時(shí)。

分別取上相5ml和下相5ml，混合后將上述凍干粉全部溶解在其中(需要超聲輔助溶解)作為高速逆流的樣品溶液。

將兩相溶劑體系中已超聲脫氣的上相(固定相)以20ml/min的流速泵入hsccc分離管中(分離溫度35±2℃)，待上相充滿整個(gè)分離管后，調(diào)節(jié)主機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)800r/min，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，以1.4ml/min流速泵入下相(流動(dòng)相)，檢測波長為254nm。當(dāng)流動(dòng)相從主機(jī)口流出時(shí)，說明體系已達(dá)到流體動(dòng)力學(xué)平衡，此時(shí)將已準(zhǔn)備好的10ml樣品溶液注入hsccc儀，同時(shí)開始采集數(shù)據(jù)，根據(jù)色譜圖收集目標(biāo)成分。

實(shí)施例5以人參皂苷rh2為原料定向脫水制備人參皂苷(e)-rh3

取500mg人參皂苷rh2(自制，純度大于95％)，用200ml含有甲酸的甲醇水溶液(甲醇體積百分濃度為50％)溶解，甲酸添加體積為甲醇水體積的0.05％。溶解后，在反應(yīng)體系中添加50mg實(shí)施例1-3制備的mn-ce復(fù)合氧化物，85℃熱回流反應(yīng)2小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，自然冷卻至室溫，過濾去除mn-ce復(fù)合氧化物顆粒，濾液濃縮成基本不含甲醇的溶液，冷凍干燥得凍干粉。將凍干粉用高速逆流純化得383-397mg人參皂苷(e)-rh3，純度大于98％。

分離前12小時(shí)配制乙酸乙酯-乙醇-水-乙酸(體積比4:1:6:0.08)溶劑系統(tǒng)，具體配制方法為：將四種溶劑按比例混合，劇烈震蕩后，靜置12小時(shí)使其完全分層，在漏斗中將上、下相分離，上相用作固定相，下相用作流動(dòng)相，用前超聲半小時(shí)。

分別取上相5ml和下相5ml，混合后將上述凍干粉全部溶解在其中(需要超聲輔助溶解)作為高速逆流的樣品溶液。

將兩相溶劑體系中已超聲脫氣的上相(固定相)以20ml/min的流速泵入hsccc分離管中(分離溫度35±2℃)，待上相充滿整個(gè)分離管后，調(diào)節(jié)主機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)800r/min，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，以1.4ml/min流速泵入下相(流動(dòng)相)，檢測波長為254nm。當(dāng)流動(dòng)相從主機(jī)口流出時(shí)，說明體系已達(dá)到流體動(dòng)力學(xué)平衡，此時(shí)將已準(zhǔn)備好的10ml樣品溶液注入hsccc儀，同時(shí)開始采集數(shù)據(jù)，根據(jù)色譜圖收集目標(biāo)成分。

本發(fā)明提供的mn-ce復(fù)合氧化物可以用于催化人參皂苷上的c20位羥基與c22位氫脫水生成e型雙鍵脫水產(chǎn)物，使e型異構(gòu)體占三種脫水產(chǎn)物總含量的90％以上(現(xiàn)有技術(shù)中約占50％)，從而提高原料利用率低，減少端烯型、z型異構(gòu)體對(duì)e型異構(gòu)體純化的干擾。