Complesso di rame tetradentato supportato su nanoparticelle di boemite come nanocatalizzatore riutilizzabile efficiente ed eterogeneo per la sintesi di eteri diarilici

Scientific Reports volume 12, numero articolo: 11660 (2022) Citare questo articolo

1093 accessi

17 citazioni

Dettagli sulle metriche

In questo lavoro sono state preparate nanoparticelle di boehmite (BNP) attraverso l'aggiunta di una soluzione acquosa di NaOH alla soluzione di Al(NO3)3·9H2O. Quindi, la superficie dei BNP è stata modificata dal (3-cloropropil)trimetossisilano (CPTMS) e un ulteriore ligando tetradentato (MP-bis(AMP)) è stato ancorato sulla sua superficie. Nella fase finale, un complesso organometallico tetradentato di rame è stato stabilizzato sulla superficie di BNP modificati (Cu(II)-MP-bis(AMP)@boehmite). Queste nanoparticelle ottenute sono state caratterizzate utilizzando l'imaging SEM, l'analisi WDX, EDS, AAS e TGA, il metodo BET, la spettroscopia FT-IR e il pattern XRD. Continuamente, l'attività catalitica di Cu(II)-MP-bis(AMP)@boehmite è stata utilizzata come nanocatalizzatore organico-inorganico molto efficiente, riutilizzabile e ibrido nella sintesi di derivati ​​eterei attraverso la reazione di accoppiamento C–O sotto palladio condizioni esenti e prive di fosfina. Il catalizzatore Cu(II)-MP-bis(AMP)@boehmite è stato recuperato e riutilizzato più volte nella sintesi di derivati ​​eterei.

Il campo delle nanoparticelle allo stato solido ha guadagnato una forte considerazione nella chimica verde, nelle applicazioni biologiche e nella ricerca scientifica grazie alle loro proprietà inimitabili come l'eccellente area superficiale, l'elevata stabilità, la non tossicità e l'elevata compatibilità ambientale1,2,3,4 ,5. Ad esempio, polimeri6, nanotubi di carbonio7, MCM-418,9, liquidi ionici10, boehmite11,12, zeolite13, biochar14,15, ossido di grafene16, nanoparticelle magnetiche17,18,19,20 e così via sono stati dimostrati in campi varianti, soprattutto nella catalisi conoscenza. Tra questi, i BNP comprendono usi varianti come adiuvanti per vaccini, materiale ottico, sostanza fotoluminescente, ritardante di fiamma, rinforzo della plastica, rivestimenti, amplificazione di materiali compositi in ceramica, supporto per catalizzatori, sostanza di partenza nella sintesi dell'allumina e così via12,21,22 ,23,24,25,26,27,28. I BNP sono uno dei polimorfi dell'ossido di alluminio idrossido (γ-AlOOH) che hanno una struttura a doppio foglio e sono composti solo da alluminio e ossigeno29,30. La superficie dei BNP comprende un'elevata aggregazione di gruppi OH, che rende possibile la modifica superficiale con vari gruppi funzionali per la stabilizzazione dei catalizzatori31. Pertanto recentemente, i BNP sono stati sintetizzati mediante procedure varianti e utilizzati in particolare come supporto per catalizzatori12. I BNP erano generalmente formati mediante idrolisi di sali di Al come NaAlO2, Al2(SO4)3, AlCl3, Al(NO3)3 o alcossido di alluminio32,33,34,35,36,37. Qui sono stati introdotti processi varianti per la sintesi di BNP come reazioni idrotermali38, solvotermiche30, sol-gel39, coprecipitazione40 e idrolisi dell'alluminio41. La stabilità, la disponibilità e l'ambiente dei BNP rappresentano vantaggi significativi per l'utilizzo nella ricerca industriale e accademica42,43.

La reazione di accoppiamento carbonio-ossigeno come potente strumento per la sintesi di derivati ​​eterei è generalmente offerta con catalizzatori Pd contenenti ligandi fosfinici44,45,46,47. L'uso di catalizzatori al palladio e leganti di fosfina ha portato a procedure costose, tossiche e sensibili all'aria o all'umidità. Ulteriori aggiunte, instabilità e non recuperabilità rappresentano i principali svantaggi dei catalizzatori omogenei e dei materiali fosfinici16. Nel frattempo, il catalizzatore di rame senza ligandi di fosfina è non tossico ed economico rispetto al catalizzatore di palladio ed è altamente rispettoso dell'ambiente e stabile all'umidità o all'aria16,48. Pertanto, per tenere il passo con i principi della chimica verde, abbiamo studiato il catalizzatore Cu sui BNP come nanocatalizzatore stabile e riciclabile per la reazione di accoppiamento C – O.

La modifica superficiale dei BNP mediante CPTMS è stata eseguita corrispondendo all'ultimo metodo riportato15. Quindi, il ligando MP-bis(AMP) è stato sostituito con CI di CPTMS. Successivamente il catalizzatore di rame è stato fissato sulla superficie. La procedura schematica di preparazione di questo catalizzatore (Cu(II)-MP-bis(AMP)@boehmite) è delineata in Fig. 1.