УЗИ

Aug 06, 2023

Том 13 научных докладов, Номер статьи: 8016 (2023) Цитировать эту статью

426 Доступов

4 Альтметрика

Подробности о метриках

В данной работе был разработан и успешно приготовлен магнитный нанокатализатор, функционализированный D-(–)-α-фенилглицином (APG) (Fe3O4@SiO2@PTS-APG), с целью реализации принципов зеленой химии для синтеза полигидрохинолина (PHQ). ) и производные 1,4-дигидропиридина (1,4-ДГП) при ультразвуковом облучении в EtOH. После приготовления нанокатализатора его структура была подтверждена различными спектроскопическими методами или методами, включая инфракрасную спектроскопию с преобразованием Фурье (FTIR), энергодисперсионную рентгеновскую спектроскопию (EDS), автоэмиссионную сканирующую электронную микроскопию (FESEM), рентгеновскую дифракцию ( XRD), вибрационный магнитометр (VSM) и термогравиметрический анализ (TGA). Характеристики наноматериала Fe3O4@SiO2@PTS-APG как гетерогенного катализатора конденсации Ганча были исследованы при ультразвуковом облучении и различных условиях. Выход продуктов контролировался в различных условиях и достигал более 84% всего за 10 мин, что свидетельствует о высокой производительности нанокатализатора наряду с синергетическим эффектом ультразвукового облучения. Строение продуктов идентифицировали по температуре плавления, а также методами ИК-Фурье-спектроскопии и ЯМР 1Н. Нанокатализатор Fe3O4@SiO2@PTS-APG легко получить из коммерчески доступных, менее токсичных и термически стабильных предшественников с помощью экономически эффективной, высокоэффективной и экологически чистой процедуры. Преимущества этого метода включают простоту эксплуатации, реакцию в мягких условиях, использование экологически безопасного источника облучения, получение чистых продуктов с высокой эффективностью за короткое время реакции без использования утомительного пути, что все они соответствуют важным принципам зеленой химии. . Наконец, предложен разумный механизм получения производных полигидрохинолина (ПХХ) и 1,4-дигидропиридина (1,4-ДГП) в присутствии бифункционального магнитного нанокатализатора Fe3O4@SiO2@PTS-APG.

В последнее время из-за ценных преимуществ гетерогенных катализаторов, а также совместимости и соответствия принципам зеленой химии (GC)1,2,3,4,5,6 они привлекли внимание ученых к различным органическим превращениям. Одним из основных факторов возможности повторного использования этих каталитических систем является их возможность вторичной переработки, которую можно значительно улучшить за счет использования в структуре катализатора магнитных материалов, таких как Fe3O4, CuFe2O4, NiFe2O4 или подобных соединений5,7. Действительно, магнитные материалы приводят к легкому и практически полному восстановлению соответствующих гетерогенных каталитических систем8,9,10,11,12,13. Однако, чтобы преодолеть нестабильность магнитного Fe3O4 в условиях окружающей среды и склонность к окислению, кремнезем обычно используется в качестве защитной оболочки для покрытия магнитных наночастиц (МНЧ) Fe3O4, чтобы получить наноструктуры Fe3O4@SiO2 ядро-оболочка 14,15,16 ,17,18. Полученный наноматериал Fe3O4@SiO2 имеет ряд преимуществ, включая предотвращение агломерации МНЧ Fe3O4, повышение активности катализатора за счет модификации силанольных функциональных групп, высокую пористость кремнеземной оболочки, безопасную природу и экономическую эффективность19,20. В последние годы систематически исследовались и сообщалось о различных магнитных гетерогенных нанокомпозитах, которые применяются в различных каталитических реакциях 21,22,23,24,25,26,27. Кроме того, сообщалось о множестве гетерогенных каталитических систем биологического происхождения для применения в различных органических трансформациях16,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40. Поэтому было бы желательно разработать новую и эффективную магнитно-гетерогенную каталитическую систему на основе встречающихся в природе материалов, включая α-аминокислоты.

Действительно, α-аминокислоты являются одной из наиболее важных групп природных соединений, которые жизненно важны для синтеза белков в живых клетках. Несколько преимуществ этих соединений, включая бифункциональность, одновременное присутствие групп NH2 и COOH при правильной геометрии, оптическую активность (за исключением глицина)41, природное распространение и экономическую эффективность, а также способность к целенаправленной модификации, делают их подходящими кандидатами для создания нетоксичных и Гетерогенные каталитические системы биологического происхождения42. Полученные наноматериалы, содержащие аминокислоты, нашли применение в различных областях химической науки, включая катализаторы органического синтеза, фармацевтику и пищевые добавки, медицинскую промышленность, ионные жидкости, сорбенты CO2, металлоорганические каркасы (МОФ) и стабилизацию наночастиц селена (SeNP). ) используется при лечении рака 43,44,45,46,47,48,49,50,51,52. Эти характеристики и широкое применение аминокислот побудили нашу исследовательскую группу использовать D-(–)-α-фенилглицин (APG) в структуре нового наномагнитного композита, который способствовал синтезу важных N-содержащих шестичленных гетероциклических колец.