초음파

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 8016(2023) 이 기사 인용

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본 연구에서는 폴리하이드로퀴놀린(PHQ) 합성을 위한 친환경 화학 원리를 구현하기 위해 D-(-)-α-페닐글리신(APG) 기능화된 자성 나노촉매(Fe3O4@SiO2@PTS-APG)를 설계하고 성공적으로 제조했습니다. ) 및 EtOH에서 초음파 조사 하에 있는 1,4-디하이드로피리딘(1,4-DHP) 유도체. 나노촉매를 제조한 후, 푸리에 변환 적외선(FTIR) 분광법, 에너지 분산형 X선 분광법(EDS), 전계 방출 주사 전자 현미경(FESEM), X선 회절법( XRD), 진동 시료 자력계(VSM) 및 열 중량 분석(TGA). Hantzsch 축합을 위한 불균일 촉매로서 Fe3O4@SiO2@PTS-APG 나노물질의 성능을 초음파 조사 및 다양한 조건에서 조사했습니다. 다양한 조건에서 생성물의 수율을 조절하여 단 10분 만에 84% 이상을 달성했는데, 이는 초음파 조사의 시너지 효과와 함께 나노촉매의 높은 성능을 나타냅니다. 생성물의 구조는 융점, FTIR 및 1H NMR 분광법을 통해 확인되었습니다. Fe3O4@SiO2@PTS-APG 나노촉매는 비용 효율적이고 효율적이며 환경 친화적인 절차를 통해 시판되고 독성이 낮으며 열적으로 안정한 전구체로부터 쉽게 제조됩니다. 이 방법의 장점은 작동의 단순성, 온화한 조건에서의 반응, 환경 친화적인 조사원의 사용, 지루한 경로를 사용하지 않고 짧은 반응 시간에 고효율의 순수한 생성물을 얻는 것 등이 있으며, 이 모두는 중요한 녹색 화학 원리를 다루고 있습니다. . 마지막으로, Fe3O4@SiO2@PTS-APG 이중기능성 자성 나노촉매 존재 하에서 폴리하이드로퀴놀린(PHQ)과 1,4-디하이드로피리딘(1,4-DHP) 유도체를 제조하기 위한 합리적인 메커니즘이 제안되었습니다.

최근에는 이종 촉매의 귀중한 이점과 녹색 화학(GC) 원리1,2,3,4,5,6에 대한 호환성 및 적합성으로 인해 다양한 유기 변형에 대한 과학자들의 관심을 끌었습니다. 이러한 촉매 시스템의 재사용 가능성에 대한 주요 요인 중 하나는 재활용 가능성이며, 이는 Fe3O4, CuFe2O4, NiFe2O4 또는 촉매 구조에 유사한 화합물과 같은 자성 물질을 사용하여 크게 향상될 수 있습니다5,7. 실제로 자성 재료는 해당 이종 촉매 시스템8,9,10,11,12,13의 쉽고 거의 완전한 복구로 이어집니다. 그러나 환경 조건 하에서 자성 Fe3O4의 불안정성과 산화 경향을 극복하기 위해 실리카는 일반적으로 Fe3O4@SiO2 코어-쉘 나노구조를 제공하기 위해 Fe3O4 자성 나노입자(MNP) 코팅을 위한 보호 쉘로 사용됩니다 14,15,16 ,17,18. 얻은 Fe3O4@SiO2 나노물질은 Fe3O4 MNP의 응집 방지, 실라놀 작용기의 변형을 통한 촉매 활성 증가, 실리카 껍질의 높은 다공성, 자연 양성 및 비용 효율성 등 여러 가지 장점을 가지고 있습니다. 최근 몇 년 동안 다양한 촉매 반응에 적용되는 다양한 자성 이종 나노복합체가 체계적으로 조사 및 보고되었습니다 21,22,23,24,25,26,27. 또한, 다양한 유기 변형에 적용하기 위한 다양한 바이오 기반 이종 촉매 시스템이 보고되었습니다. 따라서 α-아미노산을 포함한 자연 발생 물질을 기반으로 하는 새롭고 효율적인 자기 불균일 촉매 시스템을 설계하는 것이 바람직합니다.

실제로 α-아미노산은 살아있는 세포에서 단백질 합성에 필수적인 천연 화합물의 가장 중요한 그룹 중 하나입니다. 이작용성, 적절한 기하학, 광학적 활성(글리신 제외)41과 동시에 NH2 및 COOH 그룹의 존재, 자연 풍부도 및 비용 효율성, 표적 변형 능력을 포함한 이러한 화합물의 여러 장점은 무독성 및 COOH 그룹을 설계하는 데 적합한 후보가 됩니다. 바이오 기반 이종 촉매 시스템42. 나노물질을 함유한 제조된 아미노산은 유기 합성용 촉매, 제약 및 식품 첨가물, 의료 산업, 이온성 액체, CO2 흡수제, 금속-유기 골격(MOF) 및 셀레늄 나노입자(SeNP)의 안정화를 비롯한 다양한 화학 과학 분야에 사용되었습니다. ) 암 치료에 사용43,44,45,46,47,48,49,50,51,52. 아미노산의 이러한 특성과 광범위한 응용으로 인해 우리 연구팀은 중요한 N 함유 6원 헤테로고리 고리의 합성을 촉진한 새로운 나노자기 복합체 구조에 D-(-)-α-페닐글리신(APG)을 사용하게 되었습니다.