Применение Zr

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 9388 (2023) Цитировать эту статью

1 Альтметрика

Подробности о метриках

В этой исследовательской статье был разработан и приготовлен медный комплекс на основе Zr-MOF в качестве нового гетерогенного и пористого катализатора. Структура катализатора подтверждена различными методами, такими как FT-IR, XRD, SEM, изотермы адсорбции-десорбции N2 (BET), EDS, элементное картирование SEM, анализ TG и DTG. UiO-66-NH2/TCT/2-амино-Py@Cu(OAc)2 использован в качестве эффективного катализатора в синтезе производных пиразоло[3,4-b]пиридин-5-карбонитрила. Ароматизация названных молекул осуществляется путем кооперативного винилологического аномерного окисления как на воздухе, так и в инертной атмосфере. Уникальными свойствами представленного метода являются короткое время реакции, высокий выход, возможность повторного использования катализатора, синтез желаемого продукта в мягких и экологически чистых условиях.

В настоящее время металлоорганические каркасы как материалы с большой площадью поверхности представляют собой новую группу пористых материалов с потенциальными применениями, такими как хранение и разделение газов, доставка лекарств, датчики, батареи, суперконденсаторы, а также каталитические приложения1,2. Этот каркас представляет собой класс органо-неорганических гибридных кристаллических материалов, состоящих из металлического ядра, связанного прочными координационными связями с органическими лигандами3,4. Различные свойства этих пористых материалов делают их хорошими кандидатами в качестве катализаторов для перекрестного связывания, окисления/восстановления и многокомпонентных реакций5,6,7,8,9,10. Метод постмодификации повышает каталитические характеристики и их изменчивость. Согласно этому методу, наша исследовательская группа сообщила о ряде катализаторов синтеза органических соединений в качестве биологически активных кандидатов11,12,13,14,15,16. Комплекс меди широко используется в качестве катализатора во многих органических реакциях, таких как окисление, кросс-сочетание и каталитические органические реакции17,18,19. Недавно были исследованы многокомпонентные реакции в присутствии каталитических систем на основе палладия, никеля, меди, железа и циркония20,21,22. В данном сообщении приготовлен пористый и гетерогенный катализатор на основе Zr-MOF с комплексом меди. Одновременное присутствие меди и циркония усилит каталитическое применение. Эта новая система пористых комплексов приведет к новому подходу в разработке и синтезе катализаторов. На рис. 1 показана окончательная структура медного комплекса на основе Zr-MOF, а также топология и структура сетки UiO-66(Zr).

Строение и морфология UiO-66(Zr)-NH2, а также окончательная структура медного комплекса на основе Zr-MOF.

Разнообразие конденсированных N-гетероциклов, таких как пиразоло[3,4-b]пиридин и 1,2-дигидропиридин-3-карбонитрил, содержащих индольные и пиразольные фрагменты, может быть подходящими кандидатами для биологических и фармакологических исследований23,24,25,26. Эти материалы являются подходящими кандидатами для противомикробного, противоракового, противосудорожного, противогрибкового, противовирусного, противоопухолевого, антиоксидантного, антигипертензионного и противосудорожного лечения (рис. 2а)27,28,29,30,31,32. Целевые синтезированные в данной работе молекулы могут проявлять биологические свойства благодаря одновременному присутствию индольных и пиразольных фрагментов (рис. 2б).

а) В состав соединений, обладающих лечебными и биологическими свойствами, входят пиразоло[3,4-b]пиридин, 1,2-дигидропиридин-3-карбонитрил, индол и пиразольное ядро. (б) Целевые синтезированные молекулы с индольными и пиразольными фрагментами.

Аномерный эффект (АЭ) как фундаментальный пример стереоэлектронных взаимодействий имеет большое образовательное и исследовательское применение33,34,35. Он был открыт в 1955 году Дж. Т. Эдвардом в его исследованиях по химии углеводов36. В опубликованной теории развития концепции аномерного эффекта (АЭ) было предложено, что разделение неподеленной пары электронов гетероатомов (X: N, O) на разрыхляющую орбиталь C–Y (nX → σ*C–Y) ослабляет это (рис. 3а). Стереоэлектронные эффекты также играют важную роль в окислении-восстановлении чувствительных биологических соединений, таких как НАДФН/НАДФ+ (рис. 3б)37,38,39. Недавно мы и наши коллеги всесторонне рассмотрели роль вышеупомянутых фундаментальных концепций34,35.