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Mar 15, 2023

Poste decorado con nanopartículas de oro

Informes científicos volumen 13,

Scientific Reports volumen 13, Número de artículo: 9051 (2023) Citar este artículo

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Detalles de métricas

En este informe, el novedoso sistema catalítico basado en MOF(Zr) basado en UiO‑66‑NH2 que se modificó aún más con un ligando orgánico rico en nitrógeno (5-aminotetrazol) usando un enfoque de modificación post-sintética (PSM) ha sido preparado aquí como un catalizador eficiente para promover la preparación de acoplamiento A3 de aminas propargílicas en medios acuáticos verdes. Este nuevo catalizador altamente eficiente se sintetizó sobre MOF basado en Zr (UiO-66-NH2) que se funcionalizó con éxito con 2,4,6-tricloro-1,3,5-triazina (TCT) y 5-aminotetrazol, luego de la estabilización de nanopartículas de metal dorado (Au). La adición de ligando orgánico rico en N a través de la modificación posterior a la síntesis que puede ser asistida para estabilizar las nanopartículas de oro bister y estables provocó una estructura única del compuesto final a favor del progreso de la reacción de acoplamiento A3. También se utilizaron varias estrategias que comprenden XRD, FT-IR, SEM, BET, TEM, TGA, ICP, EDS y análisis de mapeo elemental para indicar la preparación exitosa del UiO-66-NH2@ cloruro cianúrico@ 5-amino tetrazol/Au -NP. Los resultados del catalizador de productividad se logran con rendimientos buenos a excelentes para todo tipo de reacciones en condiciones suaves, lo que es una prueba de la actividad superior del catalizador heterogéneo que contiene nanopartículas de Au. Además, el catalizador sugerido representó una excelente reutilización sin una pérdida notable de actividad hasta 9 ejecuciones secuenciales.

Progresos sintéticos que incluyen tres o más reactivos bien definidos para generar un ingrediente que contiene fragmentos notables de todos los reactivos, exquisitamente todos los átomos como reacciones de componentes múltiples (MCR) se concentran1,2,3. Además, esta clase de respuestas sugiere un mayor nivel de eficiencia atómica debido al aislamiento que ahorra tiempo, así como a la filtración de intermediarios sintéticos. Últimamente, una multitud de MCR, reacciones de acoplamiento tipo A3, que involucran aminas, aldehídos por alquinos terminales, directamente en un proceso de un solo recipiente, como un método robusto, valioso y específico para un conjunto de moléculas complejas por propiedades biológicas notables a través de la diversos elementales, así como notables pioneros se han desarrollado eficientemente4,5,6,7. En las últimas décadas ha llamado la atención la síntesis de propargilaminas, debido a su gran uso como fármaco vital en el campo médico8,9,10. La preparación de propargilaminas a través de la reacción de acoplamiento A3 ganó amplia atención, debido a su economía, fácil disponibilidad y adaptabilidad, se ha desarrollado de manera efectiva en la investigación como andamios de compatibilidad de métodos químicos y fármacos intermedios clave para combinar andamios nitrogenados biológicamente activos que incluyen, amino polifuncional compuestos, análogos de oxotremorina, β-lactámicos, pirrolidinas, oxazoles, indolisinas, pirroles, triazolodiazepinas así como pesticidas, insecticidas y también sustancias medicinales para el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer y Parkinson11,12,13,14.

La activación del enlace CH del alquino terminal es la razón principal de la utilización de NPs metálicas para esta reacción. Ag15, Cu16 y Au17 son algunas NP metálicas utilizadas para promover esta reacción. Las nanopartículas de oro, como uno de los metales más utilizados, se han aplicado con eficacia en reacciones de acoplamiento A3 debido a su economía, disponibilidad y alto potencial de reactividad18,19,20. Hay varios informes sobre la utilización de Au NP como catalizadores para promover la reacción de acoplamiento A38,21. Debido a la altísima sensibilidad de las propiedades catalíticas de las NP de oro a su tamaño y forma, la utilización de soportes para cargar las NP y evitar su agregación es de gran importancia22,23,24. Los polímeros orgánicos porosos (POP), las estructuras orgánicas de coordinación (COF), los materiales mesoporosos de sílice y las estructuras metalorgánicas son algunos de los nano y micro materiales utilizados para evitar la agregación de Au NP y modular sus propiedades catalíticas25,26,27,28 .

Uno de los materiales más populares para la heterogeneización de las NP metálicas son las estructuras organometálicas (MOF), una familia de materiales porosos con propiedades químicas y físicas ajustables29,30. La estructura diseñada de estos materiales conduce a su amplia aplicación en diversas ramas de la química, incluida la catálisis, la fotocatálisis, la electrocatálisis, la adsorción, la separación, la administración de fármacos y la transformación orgánica. Además, la modificación posterior a la síntesis (PSM) permite el ajuste extenso de las características químicas y físicas en MOF mediante la implantación de una amplia variedad de funcionalidades orgánicas e inorgánicas31,32.

La síntesis de compuestos orgánicos en condiciones de disolventes acuáticos verdes es un tema específico en la comunidad científica actual. Los logros en el campo de la química verde han abierto una perspectiva increíble para impactos más prominentes en la eficiencia y el rendimiento de los productos químicos al tiempo que reducen sus efectos adversos, y también facilitan la seguridad y el bienestar de incorporar condiciones suaves, además de ampliar el alcance de varias reacciones orgánicas33 ,34.

Los marcos organometálicos (MOF), conocidos como una clase de materiales nanoporosos reticulares con características químicas y físicas diseñables, son uno de los materiales más utilizados para la heterogeneización de NP metálicos. Mientras que las NP metálicas actúan como centros catalíticos activos, las MOF pueden agregar numerosas características y funcionalidades al compuesto35,36. Se puede implantar una gran cantidad de funcionalidades orgánicas e inorgánicas en MOF a través del proceso de modificación posterior a la síntesis (PSM), lo que da como resultado un alto grado de ajuste de propiedades químicas y físicas. Tal estructura ajustable de MOF conduce a su amplia utilización en una gran cantidad de aplicaciones. La detección, la administración de fármacos, la catálisis, la fotocatálisis, la electrocatálisis, la adsorción, la separación, la transformación orgánica, etc., son solo una parte de sus aplicaciones. La implantación juiciosa de aditivos orgánicos en la estructura de los MOF a través de PSM puede impulsar su rendimiento hacia una aplicación específica. Además, el PSM de los MOF puede elevar su resistencia al agua, que es uno de sus principales inconvenientes37,38,39,40,41.

UiO-66-NH2, con un grupo inorgánico Zr6O4(OH)4, es mejor conocido por su estabilidad inherente en medios acuáticos debido a la presencia de iones Zr4+ en sus grupos inorgánicos42. La alta afinidad de los ácidos carboxílicos negativos por los iones Zr4+ altamente positivos, junto con el bloque de construcción secundario (SBU) abarrotado, que dificulta la accesibilidad de las moléculas de H2O al grupo de zirconia, condujo a la estabilidad excepcional de la estructura UiO-6643,44. La alta estabilidad, los sitios metálicos abiertos inherentes (OMS), el área de superficie alta y la presencia del grupo amino hacen de UiO-66-NH2 un candidato perfecto para el PSM. Los grupos amino del enlazador orgánico pueden actuar como centro de unión para modificar la estructura electrónica de UiO-66-NH2 para las aplicaciones deseadas45.

Aquí, sintetizamos un MOF UiO-66-NH2 y empleamos un procedimiento PSM para modificar su estructura con un ligando orgánico rico en N (5-aminotetrrazol). El UiO-66-NH2@cloruro cianúrico@5-amino tetrazol obtenido se usó como soporte para cargar y heterogeneizar las Au NP. Finalmente, empleamos UiO-66-NH2 @ cloruro cianúrico @ 5-amino tetrazol / AuNP como catalizador para la promoción de la preparación de acoplamiento A3 de una serie de propargilaminas. El catalizador diseñado exhibe un rendimiento catalítico superior debido a la modulación del microambiente de Au NP a través de PSM de MOF. El catalizador sugerido exhibe un mayor rendimiento catalítico como consecuencia del PSM. Además, el catalizador propuesto mostró una excelente reciclabilidad hasta 9 ciclos. La adición de ligando orgánico rico en N a través de la modificación posterior a la síntesis que puede ser asistida para estabilizar las nanopartículas de oro bister y estables provocó una estructura única del compuesto final a favor del progreso de la reacción de acoplamiento A3.

Todos los materiales y reactivos aplicados en este trabajo se compraron a las empresas merk y Sigma-Aldrich y se usaron sin purificación adicional.

Para sintetizar UiO-66-NH2, (2,05 g, 0,011 mol) se vertió ácido 2-aminotereftálico (NH2-BDC) en un matraz de fondo redondo de tres bocas que contenía 65 ml de N, N-dimetilformamida anhidra (DMF seca) bajo condiciones constantes. se agitó durante 10 min a temperatura ambiente. Luego, se añadieron a esta solución (2,65 g, 0,011 mol) tetracloruro de circonio (ZrCl4) y 55 ml de DMF. Esta solución se cargó con 2,5 ml de HCl concentrado y la reacción se llevó a cabo en condiciones de reflujo en una atmósfera de argón inerte a 130 °C durante 24 h. Finalmente, el polvo amarillo se separó de la mezcla de reacción y se lavó tres veces con DMF y metanol. El MOF se activó sumergiendo el UiO-66-NH2 sintetizado en metanol durante dos días y secándolo al vacío a 60 °C.

La modificación posterior a la síntesis de UiO-66-NH2 se realizó mediante el siguiente procedimiento. Primero, se disolvieron 0,6 g de cloruro cianúrico en 40 ml de DMSO seco a 25 °C. A continuación, se añadió 1 g de UiO-66-NH2 a la solución obtenida y se agitó durante 24 ha 60 °C. el sólido resultante se filtró y se lavó con DMSO para su purificación.

A un matraz que contenía acetonitrilo seco (30 ml), se añadió 1 g de UiO-66-NH2@cloruro cianúrico y se agitó durante 10 min. A otro vaso de precipitados que contenía 30 mL de acetonitrilo seco, se añadió 1 g de 5-amino tetrazol, se agitó hasta su completa disolución. Después de eso, el contenido de 5-amino tetrazol disuelto en acetonitrilo seco se vertió en UiO-66-NH2@cloruro cianúrico y se agitó durante 24 ha 60 °C. Finalmente, el precipitado se filtró, se lavó con acetonitrilo y se secó a 45 °C.

En primer lugar, se añadieron 0,2 g de UiO-66-NH2@cloruro cianúrico@5-aminotetrazol sintetizado al matraz que contenía 35 ml de agua destilada. Luego, se disolvieron 0,045 g de ácido cloroáurico (HAuCl4) en 5 ml de agua destilada y se agregaron gota a gota al globo anterior con agitación vigorosa durante 5 ha temperatura ambiente. A continuación, la mezcla de reacción se cargó con 0,3 ml de solución de hidrato de hidracina recién preparada (3 gotas de hidrato de hidracina en 3 ml de agua desionizada) y se mantuvo en agitación a temperatura ambiente durante otras 24 h. En consecuencia, la mezcla de reacción se separó usando una centrífuga de 9000 rpm, se lavó una vez con agua destilada y se secó en un horno.

Para investigar el rendimiento catalítico del catalizador propuesto, se supervisó el progreso de la preparación del acoplamiento A3 de aminas propargílicas a partir de los aldehídos correspondientes (1 mmol), fenilacetileno (1,1 mmol) y las aminas secundarias (1 mmol) en condiciones óptimas. (Tabla 2). La purificación de las propargilaminas sintetizadas se realizó mediante cromatografía en placa. La estructura química de las propargilaminas sintetizadas se probó mediante RMN 1H y RMN 13C (información complementaria).

Siguiendo nuestros intentos anteriores de desarrollar metodologías sencillas y sostenibles para desarrollar diversas reacciones orgánicas, en este informe, presentamos un catalizador a base de oro altamente eficiente y reciclable para la promoción de la reacción de acoplamiento A3 para la preparación de derivados de propargilamina de importancia medicinal. a partir de un aldehído, una amina y un alquino terminal como materiales de partida. Primero, se preparó el UiO-66-NH2 y se modificó con dos ligandos orgánicos ricos en N. Se aplicó un método PSM paso a paso para introducir el cloruro cianúrico y el 5-amino tetrazol en las estructuras. Luego, se utilizó UiO-66-NH2@cloruro cianúrico@5-amino tetrazol sintetizado como soporte para la heterogeneización de las Au NP (Esquema 1). Finalmente, el UiO-66-NH2@cloruro cianúrico@5-amino tetrazol/AuNPs se empleó como catalizador para la preparación del acoplamiento A3 de una serie de propargilaminas.

Síntesis esquemática de nanopartículas de oro inmovilizadas en UiO-66-NH2@cloruro cianúrico.

Los espectros FT-IR de UiO-66-NH2, UiO-66-NH2@cloruro cianúrico y UiO-66-NH2@cloruro cianúrico@5-amino tetrazol se representan en la figura. Los espectros F-IR de UiO-66-NH2 desnudo (Fig. 1A) muestran un pico amplio en 1500–1600 y 3300–3500 cm-1, con respecto a los grupos NH2 libres y descoordinados. Las vibraciones de estiramiento del enlace CN del H2BDC-NH2 se muestran a 1261 y 1338 cm-1. El MOF modificado con cloruro cianúrico muestra menos intensidad para el pico ancho del grupo NH2 en 3300–3500 cm-1, lo que indica menos NH2 descoordinado libre y disponible. Además, un nuevo pico agudo a 1016 cm-1, que asignó la presencia de cloruro cianúrico en el compuesto (Fig. 1B). El mismo pico a 3300–3500 cm-1 desapareció del espectro IR del UiO-66-NH2@cloruro cianúrico@5-amino tetrazol debido a la coordinación de 5-amino tetrazol con el cloruro cianúrico. Y además, ya no se observa el pico relacionado con el cloruro cianúrico 1016, lo que es prueba de la presencia de 5-aminotetrazol (Fig. 1C). Otros picos característicos de varias partes del material compuesto se superpusieron y se utilizaron otros métodos de caracterización para probar la formación del catalizador.

Espectros FT-IR de (A) UiO-66-NH2, (B) UiO-66-NH2@cloruro cianúrico y (C) UiO-66-NH2@cloruro cianúrico@5-amino tetrazol.

La estructura cristalina de UiO-66-NH2 sintetizado, UiO-66-NH2@cloruro cianúrico, UiO-66-NH2@cloruro cianúrico@5-amino tetrazol, UiO-66-NH2@cloruro cianúrico@5-amino tetrazol/ AuNPs y la XRD simulada de UiO-66-NH2 para verificar la preparación exitosa de UiO-66-NH2 se investigan mediante la técnica XRD (Fig. 2). El patrón XRD de UiO-66-NH2 desnudo revela todas las supuestas características que prueban su cristalinidad y síntesis exitosa (Fig. 2Aa). El patrón XRD de UiO-66-NH2 modificado con cloruro cianúrico no muestra cambios notables en comparación con el MOF desnudo, lo que demuestra que el proceso de modificación posterior a la síntesis no afectó la cristalinidad (Fig. 2Ab). El patrón XRD de UiO-66-NH2 @ cloruro cianúrico @ 5-amino tetrazol exhibe un ensanchamiento menor en los picos XRD de MOF, lo que muestra que una modificación adicional conduce a una pérdida menor de cristalinidad, lo que demuestra la modificación exitosa (Fig. 2Ac). Después de la composición de UiO-66-NH2 @ cloruro cianúrico @ 5-amino tetrazol con NP de oro, aparecen cuatro nuevos picos, que corresponden a reflexiones estándar de Bragg (111), (200), (220) y (311) de cara centra la red cúbica de NP de oro (Fig. 2Ad). Este espectro también exhibe todas las características de UiO-66-NH2, con un cambio menor a 2θ superior que es un resultado natural de la composición, lo que demuestra que el MOF conserva su estructura cristalina durante todo el proceso de síntesis. Además, el patrón XRD del XRD simulado de UiO-66-NH2 para verificar la preparación exitosa de UiO-66-NH2 revela todas las supuestas características que prueban su cristalinidad y síntesis exitosa (Fig. 2B).

(A) Espectros XRD de (a) UiO-66-NH2, (b) UiO-66-NH2@cloruro cianúrico, (c) UiO-66-NH2@cloruro cianúrico@5-amino tetrazol, y (d) UiO- 66-NH2@cloruro cianúrico@5-amino tetrazol/AuNP. (B) El XRD simulado de UiO-66-NH2 para verificar la preparación exitosa de UiO-66-NH2.

Se realizó un experimento de adsorción-desorción de N2 para UiO-66-NH2 desnudo y modificado a 77 K para determinar la porosidad del MOF. Se realizó Brunauer-Emmett-Teller (BET) para calcular el área de superficie de las muestras (Fig. 3a). La isoterma de adsorción-desorción del UiO-66-NH2 desnudo muestra una isoterma tipo I, lo que sugiere la microporosidad de su estructura, con un área superficial de 375 cm3 g-1. El gráfico BJH de UiO-66-NH2 confirma la microporosidad de su matriz. Este gráfico muestra solo un tipo de microporo en la estructura MOF desnuda con un diámetro de poro de 1,21 nm (Fig. 3c). El MOF modificado muestra una disminución dramática en el área superficial de 375 a 149 cm3 g-1. Este resultado es una consecuencia del exitoso PMS de MOF, en el que el cloruro cianúrico y el 5-amino tetrazol llenaron los poros de UiO-66-NH2 y redujeron su área superficial (Fig. 3b, d).

El BET (a) y BJH (c) de UiO-66-NH2. El BET (b) y BJH (d) de UiO-66-NH2@cloruro cianúrico@5-amino tetrazol.

La morfología y la estructura de la superficie de UiO-66-NH2 @ cloruro cianúrico @ 5-amino tetrazol / AuNP se investigan mediante técnicas SEM y TEM (Fig. 4a-f). Las imágenes SEM muestran la superficie gruesa de UiO-66-NH2 después del proceso de modificación posterior a la síntesis, que es un resultado natural del PSM y la composición con las NP de oro (Fig. 4a). Debido a los resultados obtenidos del BET, que muestran que los poros del MOF están cargados debido al PSM, tratamos de utilizar la superficie del MOF modificado como soporte para cargar las Au NP. En este contexto, utilizamos hidrato de hidrazina como reductor, lo que da como resultado la formación de NP más grandes en comparación con otros reductores como NaBH4, con la esperanza de formar AuNP sobre la superficie de MOF modificado. La imagen TEM muestra la presencia de NP de Au bien dispersas sobre la superficie de UiO-66-NH2 (Fig. 4b-d) EDS y Mapeo elemental (Fig. 4g, h).

(a) SEM, (b, c) TEM, (d) TEM ampliado para la parte seleccionada de (c). ( e ) Mapeo SEM y ( f ) STEM de UiO-66-NH2 @ cloruro cianúrico @ 5-amino tetrazol / AuNP, ( g ) EDS, ( h ) Mapeo.

El perfil de TGA y DTA de UiO-66-NH2 se representa en la Fig. 5a. La curva TGA exhibe una pérdida de peso en dos pasos. El primer paso ocurre durante los primeros 280 °C, relacionado con la pérdida de gas adsorbido y grupos hidroxilo coordinados al grupo de zirconio. El segundo paso ocurre entre 280 y 800 °C, atribuido a la destrucción de las estructuras. El residuo final del UiO-66-NH2 desnudo es 33,18 %, que es el peso restante de óxido de circonio. Las curvas TGA del UiO-66-NH2@cloruro cianúrico y UiO-66-NH2@cloruro cianúrico@5-amino tetrazol muestran el mismo perfil de pérdida de peso que el UiO-66-NH2 con un residuo final de 38,43% y 37,03% respectivamente, lo que indica la mayor resistencia térmica de MOF modificado (Fig. 5b y c).

Perfiles de TGA y DTA de (a) UiO-66-NH2, (b) UiO-66-NH2@cloruro cianúrico, y (c) UiO-66-NH2@cloruro cianúrico@5-amino tetrazol.

Después de una caracterización cuidadosa del UiO-66-NH2@Cyanuric Chloride@5-Aminotetrazole@AuNPs sintetizado, evaluamos su rendimiento catalítico para la preparación del acoplamiento A3 de una serie de productos de propargilamina. Con este fin, elegimos la reacción de benzaldehído, piperidina y fenilacetileno como reacción modelo. También examinamos los efectos del tiempo y la temperatura de reacción, el tipo de solvente y la dosis de catalizador en el progreso de la reacción, y los resultados se muestran en la Tabla 1. Para encontrar el mejor solvente, el progreso del acoplamiento A3 Se monitoreó la reacción de la reacción modelo en presencia del catalizador propuesto en varios solventes, incluyendo agua, tolueno, DMSO, DMF, CH2Cl2, MeCN, una mezcla de EtOH y H2O, EtOH, tetrahidrofurano y sin solvente. A pesar del notable desempeño de nuestro método propuesto en condiciones sin solventes, se llevaron a cabo más estudios con H2O (3 ml) como solvente debido a su naturaleza verde y facilidad de empleo. Los estudios sobre el efecto de la temperatura sobre el progreso de la reacción mostraron que los mejores resultados se obtuvieron a 65 °C, y un mayor aumento de la temperatura no aumentó el rendimiento de la reacción. Monitoreamos el progreso de la reacción por la técnica de cromatografía en capa fina y observamos que a 65 °C en H2O, la reacción alcanzó el equilibrio después de 150 min, 2.5 h. La cantidad ideal de catalizador se obtuvo siguiendo el progreso de la reacción en presencia de varias dosis de catalizador. Los resultados de este estudio indicaron que 25 mg, 0,02 molar del catalizador propuesto es suficiente para el progreso óptimo de la reacción de acoplamiento A3. Entonces, según estos estudios, 25 mg de catalizador UiO-66-NH2@Cyanuric Chloride@5-Aminotetrazole@AuNPs a 65 °C en H2O y después de 150 min da como resultado los rendimientos más altos.

Después de obtener la condición óptima, probamos la generalidad de nuestro método propuesto sintetizando diferentes aminas de propargil de varios precursores. En este contexto, diversos aldehídos y aminas reaccionaron con el fenilacetileno en presencia del catalizador propuesto y las condiciones óptimas. La Tabla 2 resume los resultados de este estudio. Como indica esta tabla, la reacción procede con excelentes rendimientos en presencia de aldehídos aromáticos que contienen grupos donadores o atractores de electrones en las posiciones orto o para del anillo aromático. Sin embargo, el empleo de un aldehído alifático dio como resultado rendimientos más bajos. Usamos tres aminas secundarias diferentes en esta reacción y, como se muestra en la Tabla 2, el cambio en la amina no afectó el rendimiento de la reacción. Estos resultados indican el excelente rendimiento de UiO-66-NH2@Cyanuric Chloride@5-Aminotetrazole/AuNPs como catalizador para la promoción de la preparación de acoplamiento A3 de las propargilaminas.

Para ver si la modulación del microambiente alrededor de las NP de Au por el PSM de UiO-66-NH2 afecta la promoción de la reacción de acoplamiento A3, monitoreamos la formación de todos los derivados de propargilamina sintetizados en presencia de NP de Au decoradas con UiO- 66-NH2, UiO-66-NH2@Cloruro cianúrico y UiO-66-NH2@Cloruro cianúrico@5-aminotetrazol (Tabla 3). Estas pruebas se realizaron en las condiciones óptimas (25 mg, 0,02 mol de catalizador, 65 °C, H2O, 150 min o 2,5 h) para comparar los resultados. La Tabla 3 indica que cada paso del PSM modificó con éxito la estructura electrónica del entorno químico de las NP de Au, lo que resultó en una mejora del rendimiento de la reacción. Según este estudio, UiO-66-NH2@Cyanuric Chloride@5-Aminotetrazole/ AuNPs es el catalizador óptimo para promover la preparación de propargilaminas a través de la reacción de acoplamiento A3 Tabla S1.

La capacidad del catalizador para usarse varias veces para la misma reacción es un factor determinante para sus aplicaciones industriales. Para investigar la reciclabilidad de nuestro catalizador propuesto, separamos el catalizador del medio de reacción por filtración y lo lavamos varias veces con acetato de etilo para su purificación. Luego, aplicamos el catalizador reciclado a la reacción del modelo durante nueve ciclos y evaluamos su desempeño. Como se muestra en la Fig. 6, no se observó disminución en el rendimiento del catalizador durante cuatro ciclos, e incluso después de seis ciclos, su rendimiento catalítico aún está por encima del 90 % de su primer uso. Esta excelente reutilización podría deberse a la naturaleza de alta resistencia del MOF UiO-66-NH2 al medio acuático. Además, la modificación posterior a la síntesis del UiO-66-NH2 llenó los poros de MOF, limitando el acceso de las moléculas de agua al grupo de zirconio y aumentando su estabilidad.

La reciclabilidad del catalizador UiO-66-NH2@Cyanuric Chloride@5-Aminotetrazole@AuNPs.

La Tabla 3 compara el rendimiento catalítico de UiO-66-NH2@Cyanuric Chloride@5-Aminotetrazole@AuNPs con algunos de los catalizadores informados en la literatura para la preparación de tres componentes de propargilaminas. Esta tabla indica que nuestro catalizador propuesto exhibe uno de los rendimientos más altos informados. Esto podría deberse a la cuidadosa modificación de la estructura electrónica del UiO-66-NH2 a través del proceso de modificación posterior a la síntesis con ligandos ricos en nitrógeno. La presencia de cloruro cianúrico y 5-aminotetrazol altera la estructura electrónica del UiO-66-NH2, lo que aumenta la capacidad catalítica de las NP de oro en el compuesto final.

La cantidad de carga de oro (Au) medida a través del resultado de ICP-OES que se utilizará en el nuevo catalizador fue de 0,84. La Tabla 4 indica la cantidad mol% de Au en cada etapa de reutilización, lo que demuestra que nuestro catalizador propuesto exhibe los rendimientos de actividad más altos informados. Eso fue específico que la investigación de ICP de los ejercicios del catalizador recuperado para evaluar la reutilización mostró una disminución muy leve en la lixiviación de oro (Au).

En este informe, el UiO-66-NH2 fue elegido como soporte para la heterogeneización de las NP de Au debido a su alto potencial para PSM, área de superficie y resistencia estructural inherente. El PSM del MOF se llevó a cabo mediante una estrategia paso a paso, en la que se coordinaron una serie de compuestos orgánicos ricos en N a los grupos NH2 del ligando orgánico del MOF. El catalizador resultante se contrató para promover la reacción de acoplamiento A3, que mostró un rendimiento superior. Los resultados de este estudio indican que tal alta eficiencia es el resultado de la modulación del microambiente de las NP de oro. El catalizador propuesto exhibió un rendimiento de reciclaje superior debido a la resistencia inherente del MOF UiO-66-NH2 y la resistencia inducida por el PSM. Además, el catalizador propuesto era reutilizable hasta nueve veces.

Todos los datos generados o analizados durante este estudio se incluyen en este artículo publicado (y sus archivos de información complementaria).

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Los autores desean agradecer al Centro de Investigación de Materiales y Energía (Concesión No.: 9911940) por el apoyo financiero de este proyecto.

Departamento de Nanotecnología y Materiales Avanzados, Centro de Investigación de Materiales y Energía, Karaj, Irán

Leila Mohammadi y Mohammad Reza Vaezi

Grupo Orgánico y Nano (ONG), Departamento de Química, Universidad de Ciencia y Tecnología de Irán (IUST), PO BOX 16846-13114, Teherán, Irán

Reza Taghavi y Sadegh Rostamnia

Departamento de Energía, Centro de Investigación de Materiales y Energía, Karaj, Irán

Mojtaba Hosseinifard

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LM diseño y síntesis de MOF-catalizador, síntesis de propargilaminas deseado y editado el artículo; RT ayudar a escribir; MH editar el artículo; MRV como supervisor; SR editar el artículo.

Correspondencia a Mojtaba Hosseinifard o Mohammad Reza Vaezi.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Reimpresiones y permisos

Mohammadi, L., Taghavi, R., Hosseinifard, M. et al. UiO-66-NH2 modificado después de la síntesis con nanopartículas de oro para la preparación del acoplamiento A3 de propargilaminas. Informe científico 13, 9051 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-35848-4

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Recibido: 30 de octubre de 2022

Aceptado: 24 de mayo de 2023

Publicado: 03 junio 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-35848-4

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