CuFe2O4@SiO2@L

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 8675 (2023) Цитировать эту статью

3251 Доступов

5 Альтметрика

Подробности о метриках

Путем иммобилизации ионов меди на функционализированном l-аргинином CuFe2O4@SiO2 синтезирован новый магнитно-гетерогенный катализатор. Приготовленный катализатор охарактеризовали с помощью инфракрасного преобразования Фурье (FT-IR), рентгеновской дифракции (XRD), полевой эмиссионной сканирующей электронной микроскопии (FE-SEM), просвечивающей электронной микроскопии (TEM) и энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDX). ). Полученный катализатор был использован в ультразвуковом синтезе 1,2,3-триазолов посредством однореакторной трехкомпонентной реакции алкинов, алкилгалогенидов и азидов натрия в зеленых условиях в течение короткого времени. Возможность повторного использования катализатора исследовали после пяти циклов, и значительной потери активности не наблюдалось.

Сведение к минимуму образования опасных веществ является важным обязательством зеленой химии. Зеленые каталитические процессы, которые включают использование нетоксичных растворителей (воды, этанола и т. д.), многоразовых эффективных катализаторов и новых синтетических маршрутов, могут следовать принципам зеленой химии1,2,3. В последнее время сонохимия превратилась в привлекательную синтетическую методику «зеленого» характера4. Он содержит множество функций, таких как снижение количества опасных химикатов, растворителей и потребления энергии. Ультразвуковой механизм связан со спонтанным созданием, ростом и коллапсом пузырьков, образующихся в процессе акустической кавитации, что может ускорить скорость реакции5. Выделение значительного количества тепла подготавливает необходимую энергию для реакции на движение вперед. Эти необычные свойства оправдывают его широкое использование в синтезе органических и неорганических материалов6.

Триазольные системы как важные пятичленные кольцевые структуры, состоящие из трех атомов азота, встречаются во многих фармацевтических и агрохимических структурах. Они обладают широкой биологической активностью, такой как противовоспалительная7, противомикробная8, противомалярийная9, противовирусная10 и противораковая11 активность. Эти универсальные каркасы используются во многих клинически используемых препаратах, что подчеркивает их важность. Из-за важности этих гетероциклических структур их можно легко синтезировать с помощью реакции клика. Реакция Хейсгена является первым примером реакции клика, в которой 1,3-диполярное циклоприсоединение азидов к алкинам катализируется медью и образует пятичленные гетероциклы12. Это согласованное [3 + 2] термическое циклоприсоединение не может происходить в отсутствие катализатора. Катализаторы на основе металлов использовались на протяжении многих лет, чтобы устранить этот недостаток13,14.

Гомогенные каталитические системы, такие как наночастицы меди15, нанокластеры меди16 и восстановление in-situ солей Cu(II) до солей Cu(I)17, имеют некоторые недостатки, связанные со способностью к восстановлению и повторному использованию в последовательных реакционных циклах, а также наличием металлических загрязнений в конечный продукт. Использование гетерогенных катализаторов может стать многообещающим решением этой проблемы. Гетерогенные катализаторы должны конкурировать друг с другом в экономичных и экологически чистых сферах. На данный момент сообщалось о многих поверхностях для иммобилизации меди, таких как: полая наносфера CuO18, шилладжит19, древесный уголь20, SBA-1521 и т. д., которые часто страдают от проблем с разделением и утечкой. Таким образом, использование магнитных носителей может быть хорошим выбором для достижения легкого разделения, термической стабильности и низкой токсичности.

Но основными недостатками, связанными с этими гомогенными медными катализаторами, являются трудности с их восстановлением и повторным использованием в последовательных реакционных циклах, а также возможность загрязнения конечным продуктом металлов. Чтобы преодолеть эти серьезные проблемы, различные твердые носители, такие как цеолиты [53], полимеры [54,55], углерод [44], диоксид кремния [56] и т. д., были использованы для синтеза соответствующих гетерогенных медных катализаторов путем иммобилизации ионов активных металлов. на твердые опоры.