超音波

Scientific Reports volume 13、記事番号: 8016 (2023) この記事を引用

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この研究では、ポリヒドロキノリン (PHQ) の合成のためのグリーンケミストリーの原理を実装するために、D-(–)-α-フェニルグリシン (APG) で官能化された磁性ナノ触媒 (Fe3O4@SiO2@PTS-APG) が設計され、正常に調製されました。 ) および 1,4-ジヒドロピリジン (1,4-DHP) 誘導体を EtOH 中で超音波照射下で反応させます。 ナノ触媒の調製後、その構造は、フーリエ変換赤外分光法（FTIR）、エネルギー分散型X線分光法（EDS）、電界放射型走査型電子顕微鏡（FESEM）、X線回折（ XRD）、振動サンプル磁力計（VSM）、熱重量分析（TGA）。 ハンチ縮合の不均一触媒としての Fe3O4@SiO2@PTS-APG ナノ材料の性能を、超音波照射およびさまざまな条件下で調べました。 さまざまな条件下で生成物の収率が制御され、わずか 10 分で 84% 以上に達しました。これは、ナノ触媒の高性能と超音波照射の相乗効果を示しています。 生成物の構造は、融点、FTIR および 1H NMR 分光法によって同定されました。 Fe3O4@SiO2@PTS-APG ナノ触媒は、市販の低毒性で熱的に安定な前駆体から、費用効果が高く、効率が高く、環境に優しい手順で簡単に調製できます。 この方法の利点には、操作の単純さ、温和な条件下での反応、環境に優しい放射線源の使用、面倒な経路を使用せずに短い反応時間で高効率で純粋な生成物が得られることが含まれ、これらはすべて重要なグリーンケミストリー原理に取り組んでいます。 。 最後に、Fe3O4@SiO2@PTS-APG 二官能性磁性ナノ触媒の存在下でポリヒドロキノリン (PHQ) および 1,4-ジヒドロピリジン (1,4-DHP) 誘導体を調製するための合理的な機構を提案します。

最近、不均一系触媒の貴重な利点と、グリーンケミストリー (GC) 原則への適合性および適合性 1、2、3、4、5、6 により、不均一系触媒はさまざまな有機変換に関して科学者の注目を集めています。 これらの触媒システムの再利用性における主な要因の 1 つはリサイクル性であり、触媒構造に Fe3O4、CuFe2O4、NiFe2O4 または同様の化合物などの磁性材料を使用することで大幅に改善できます 5,7。 実際、磁性材料を使用すると、対応する不均一触媒システムの容易かつほぼ完全な回復が可能になります8、9、10、11、12、13。 しかし、環境条件下での磁性 Fe3O4 の不安定性と酸化傾向を克服するために、一般にシリカが Fe3O4 磁性ナノ粒子 (MNP) のコーティングの保護シェルとして利用され、Fe3O4@SiO2 コアシェル ナノ構造が得られます 14、15、16。 、17、18。 得られた Fe3O4@SiO2 ナノ材料には、Fe3O4 MNP の凝集防止、シラノール官能基の修飾による触媒活性の向上、シリカシェルの高い多孔性、性質の良さ、費用効果など、いくつかの利点があります 19,20。 近年、さまざまな磁性不均質ナノ複合材料が体系的に研究され報告されており、それらはさまざまな触媒反応に応用されています 21、22、23、24、25、26、27。 さらに、さまざまな有機変換に適用するためのさまざまなバイオベースの不均一触媒システムも報告されています16、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40。 したがって、α-アミノ酸を含む天然物質に基づいた、新しく効率的な磁気不均一触媒系の設計が望まれている。

実際、α-アミノ酸は、生細胞におけるタンパク質の合成に不可欠な天然化合物の最も重要なグループの 1 つです。 これらの化合物のいくつかの利点には、二官能性、適切な形状と同時に NH2 基と COOH 基の両方が存在すること、光学活性 (グリシンを除く)41、天然存在量と費用対効果、および標的修飾の能力が含まれており、非毒性およびバイオベースの不均一触媒システム42． 調製されたアミノ酸含有ナノマテリアルは、有機合成用触媒、医薬品および食品添加物、医療産業、イオン液体、CO2 吸着剤、有機金属フレームワーク (MOF)、セレンナノ粒子 (SeNP) の安定化など、化学科学のさまざまな分野で使用されています。 ）がん治療に使用されます43,44,45,46,47,48,49,50,51,52。 アミノ酸のこれらの特性と幅広い用途により、私たちの研究チームは、新規ナノ磁性複合材料の構造に D-(-)-α-フェニルグリシン (APG) を使用することを奨励し、重要な窒素含有 6 員複素環の合成を促進しました。