Получение и каталитическое применение двух различных нанокатализаторов на основе гексагонального мезопористого кремнезема (ГМС) в синтезе тетрагидробензо[b]пирана и 1,4

Том 12 научных отчетов, номер статьи: 22108 (2022) Цитировать эту статью

613 Доступов

1 Цитаты

3 Альтметрика

Подробности о метриках

В настоящем исследовании описан синтез, характеристика и исследование каталитической активности комплекса ксантин-Ni (Xa-Ni) и комплекса 4-фенилтиосемикарбазид-Cu (PTSC-Cu), включенных в функционализированный гексагональный мезопористый кремнезем (HMS / Pr-Xa-Ni). и HMS/Pr-PTSC-Cu). Эти полезные мезопористые катализаторы были синтезированы и идентифицированы с использованием различных методов, таких как FT-IR, XRD, адсорбция-десорбция азота, SEM, TEM, EDX-Map, TGA, AAS и ICP. Эти спектральные методы успешно подтвердили синтез мезопористых катализаторов. Каталитическую активность HMS/Pr-a-Ni (катализатор A) и HMS/Pr-PTSC-Cu (катализатор B) оценивали для синтеза тетрагидробензо[b]пирана и 1,4-дигидропирано[2,3-c] производные пиразола. HMS/Pr-PTSC-Cu продемонстрировал более высокую эффективность в зеленой среде в более мягких условиях реакции при комнатной температуре. Кроме того, синтезированные нанокатализаторы продемонстрировали соответствующую восстанавливаемость, которую можно использовать повторно несколько раз без значительной потери каталитической активности.

В последние годы с развитием нанонауки и нанотехнологий появились привлекательные возможности для синтеза различных новых кремнеземных катализаторов. Мезопористый кремнезем (2 нм <диаметр пор > 50 нм) является наиболее популярным мезопористым молекулярным материалом1, который благодаря своим структурным характеристикам, таким как большая площадь поверхности и объем пор, нашел множество применений, таких как адсорбенты, носители катализаторов, доставка лекарств. системы и биосенсоры2. Среди этих мезопористых материалов гексагональный мезопористый кремнезем (HMS) с червеобразной мезопористостью, равномерным и узким распределением пор по размерам, большой площадью поверхности и объемом пор, коротким каналом, термической стабильностью, легко синтезируется и функционализируется, нашел многообещающее применение в качестве основы для синтеза гетерогенных материалов. катализаторы3,4. Кроме того, ГМС легко синтезируется с использованием более дешевого первичного алкиламина5 при комнатной температуре и в условиях, не зависящих от pH, что делает метод надежным, воспроизводимым и промышленно возможным6

Кроме того, в отличие от мезопористого кремнезема MCM и SBA, HMS продемонстрировала похвальные результаты в области исследований в области катализа6. Проектирование и разработка стратегий многокомпонентного синтеза, соответствующих принципам зеленой химии и использующих новые и гетерогенные катализаторы, привели к включению множества новинок в их направление исследований7.

В последнее время в литературе опубликованы исследования, касающиеся синтеза и характеристики модифицированных металлами мезопористых материалов HMS, таких как: NiMoW/HMS и NiMoW/Al-HMS8, Cu-Ag/HMS9, FeC4Pc-HMS10, HMS-CPTMS-Cy-Pd4 и HMS. /Pr-Rh-Zr11. В этих статьях HMS применялся в качестве эффективной поддержки для синтеза новых катализаторов, повышающих скорость реакции.

Однореакторные многокомпонентные реакции (MCR) - это процессы, «в которых более двух органических фрагментов соединяются за один этап с образованием связи углерод-углерод и углерод-гетероатом». Эта синтетическая стратегия не требует разделения и очистки промежуточных продуктов. По сравнению с традиционными многоэтапными протоколами, многокомпонентные реакции в одном реакторе имеют как экономические, так и экологические преимущества, такие как сокращение времени, экономия затрат, энергии12, повышение атомной экономии7, сокращение образования отходов, высокая эффективность и простота эксперимента13. Таким образом, они являются экономически и экологически подходящей методикой12 и часто обладают превосходной хемоселективностью13.

Соединения пиранопиразола, конденсированные гетероциклы с кислородным и азотистым кольцами, стали важными благодаря своим фармакологическим и биологическим свойствам14. Кроме того, пиразол и его производные находят применение в качестве биоразлагаемых агрохимикатов13. Среди лечебных свойств этих соединений можно упомянуть противовоспалительные15, антиоксидантные16, антибактериальные17 и противотуберкулезные агенты18.