Диселенобис

Том 12 научных отчетов, номер статьи: 14865 (2022 г.) Цитировать эту статью

1616 Доступов

5 цитат

4 Альтметрика

Подробности о метриках

В этом исследовании представлена ​​и предложена новая гетерогенная магнитная каталитическая система на основе наночастиц оксида железа, функционализированных селеном, для облегчения образования амидно-пептидных связей. Полученный нанокатализатор, получивший название «Fe3O4/SiO2-DSBA» (DSBA означает 2,2'-диселенадиилбисбензамид), был точно охарактеризован для определения его физико-химических свойств. В качестве наиболее яркого момента можно отметить каталитические характеристики разработанной системы, где только небольшое количество Fe3O4/SiO2-DSBA (0,25 моль%) привело к выходу реакции 89% в мягких условиях. Кроме того, учитывая высокую важность зеленой химии, следует отметить удобное отделение частиц катализатора от реакционной среды благодаря его парамагнитным свойствам (около 30 эму·г-1). Это особое свойство предоставило существенную возможность восстановить частицы катализатора и успешно использовать их повторно по крайней мере три раза подряд. Более того, ввиду других преимуществ, таких как экономическая выгода и нетоксичность, представленную каталитическую систему рекомендуется масштабировать и использовать в промышленных целях.

С течением времени микро- и наноразмерные гетерогенные каталитические системы привлекают все большее внимание по нескольким причинам, таким как высокая эффективность, удобное разделение, возможность повторного использования, биосовместимость и соответствие принципам зеленой химии1,2,3. Среди различных типов гетерогенных катализаторов большой интерес представляют системы на основе магнитных наночастиц оксида железа (Fe3O4), поскольку они легко синтезируются. Более того, их поверхность можно модифицировать и отделять от реакционной среды с помощью внешнего магнита. Это легкое отделение от реакционной среды является важным шагом на пути к зеленой химии, поскольку полностью удовлетворяется требование использования органических растворителей в процессах разделения и очистки4,5,6,7,8,9,10,11. Покрытие поверхности наночастиц Fe3O4 различными слоями увеличивает соотношение площадей поверхности и приводит к тому, что их поверхность плотно функционализируется желаемыми функциональными группами12.

Органокатализаторы — это небольшие органические молекулы, которые могут катализировать синтетические реакции в отсутствие металлов или ионов металлов13,14,15,16,17. Одной из основных проблем использования органокатализаторов является их разделение и возможность повторного использования. Стабилизация этих катализаторов на поверхности наночастиц, особенно магнитных наночастиц Fe3O4, может стать отличным решением этой проблемы18,19,20. Помимо обеспечения прочной поддержки органических каталитических центров, использование Fe3O4 имеет ряд других преимуществ по сравнению с другими видами. С химической точки зрения, поскольку поверхность наночастиц Fe3O4 заполнена гидроксильными функциональными группами, вполне возможно функционализировать ее различными видами посредством ковалентной связи21,22. До сих пор было несколько сообщений о составе органических соединений с наночастицами Fe3O4, благодаря которым наблюдались большие результаты в различных приложениях23,24. С физической точки зрения структурная стабильность и термическая стойкость (а также устойчивость к окислению и деградации) являются одними из основных факторов, способствующих широкому использованию наночастиц Fe3O425. Упомянутое превосходство предоставило возможность перерабатывать эти материалы и повторно использовать их несколько раз26. Более того, большие парамагнитные свойства наночастиц Fe3O4 привели к более удобному разделению, что имеет большое значение в области катализа27. Кроме того, существуют биологические и экологические обоснования (например, нетоксичность, биосовместимость и биоразлагаемость) для использования этих материалов, которые серьезно учитываются принципами зеленой химии28,29. Однако в этой работе мы намерены воспользоваться теми функциями, которые эффективны в области катализа.