CuFe2O4@SiO2@L

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 8675 (2023) Citar este artigo

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Um novo catalisador magnético heterogêneo foi sintetizado através da imobilização de íons cobre no CuFe2O4@SiO2 funcionalizado com l-arginina. O catalisador preparado foi caracterizado por infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR), difração de raios X (XRD), microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (FE-SEM), microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e espectroscopia de raios X por dispersão de energia (EDX ). O catalisador resultante foi usado na síntese assistida por ultrassom de 1,2,3-triazóis por meio de uma reação de três componentes em um pote de alcinos, haletos de alquila e azidas de sódio sob condições verdes em um curto período de tempo. A reutilização do catalisador foi investigada após cinco ciclos e nenhuma perda significativa de atividade foi observada.

Minimizar a geração de substâncias perigosas é uma obrigação importante da química verde. Processos catalíticos verdes, que incluem o uso de solventes não tóxicos (água, EtOH, etc.), catalisadores reutilizáveis ​​e eficientes e nova rota sintética podem seguir agradavelmente os princípios da química verde1,2,3. Recentemente, a sonoquímica tornou-se uma técnica sintética atraente de maneira verde4. Ele contém muitos recursos, como redução de produtos químicos perigosos, solventes e consumo de energia. O mecanismo do ultrassom está relacionado à criação, crescimento e colapso espontâneos de bolhas formadas durante o processo de cavitação acústica, que podem acelerar a velocidade da reação5. A liberação de uma quantidade considerável de calor prepara a energia necessária para a reação avançar. Essas propriedades incomuns justificam seu amplo uso na síntese de materiais orgânicos e inorgânicos6.

Os sistemas triazólicos como importantes estruturas de anel de cinco membros compostas por três átomos de nitrogênio são encontrados em muitas estruturas farmacêuticas e agroquímicas. Possuem amplas atividades biológicas como: atividades anti-inflamatória7, antimicrobiana8, antimalárica9, antiviral10 e anticancerígena11. Esses andaimes versáteis foram especificados em vários medicamentos usados ​​clinicamente, enfatizando sua importância. Devido à importância dessas estruturas heterocíclicas, elas podem ser facilmente sintetizadas na reação de clique. A reação de Huisgen é o primeiro exemplo de reação de clique em que a cicloadição 1,3-dipolar de azidas a alcinos catalisa pelo cobre e forma os heterociclos de cinco membros12. Esta cicloadição térmica combinada [3 + 2] não pode ser realizada na ausência de catalisador. Catalisadores à base de metais foram empregados ao longo dos anos para superar essa deficiência13,14.

Os sistemas catalíticos homogêneos, como nanopartículas de cobre15, nanoclusterss16 de cobre e redução in-situ de sais de Cu(II) a sais de Cu(I)17, apresentam algumas desvantagens relacionadas à capacidade de recuperação e reutilização para ciclos reacionais sucessivos e à presença de contaminação por metais em o produto final. A utilização de catalisadores heterogêneos pode ser uma solução promissora para superar este problema. Os catalisadores heterogêneos devem competir entre si em questões econômicas e ambientalmente amigáveis. Tem havido muitas superfícies relatadas para imobilização de cobre até agora, tais como: nanoesfera oca de CuO18, shillajit19, carvão20, SBA-1521 e assim por diante, que frequentemente sofrem de problemas de separação e vazamento. Portanto, o uso de suportes magnéticos pode ser uma boa escolha para obter fácil separação, estabilidade térmica e propriedades de baixa toxicidade.

Mas as principais desvantagens associadas a esses catalisadores homogêneos de cobre são as dificuldades de recuperação e reutilização para sucessivos ciclos de reação e a possibilidade de contaminação do metal com o produto final. Para superar esses sérios problemas, vários suportes sólidos como zeólitos [53], polímeros [54,55], carbono [44], sílica [56] etc. foram empregados para sintetizar os correspondentes catalisadores heterogêneos de cobre, imobilizando os íons metálicos ativos. nos suportes sólidos.