초음파

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 19917(2022) 이 기사 인용

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탄소양자점과 요오드화구리(I)(Fe3O4@CQD@CuI)로 코팅된 자성나노입자를 친환경 이종 루이스/브뢴스테드 산점과 Cu(I) 나노촉매로 사용하였다. 첫 번째 단계에서는 3성분 반응으로 코직산 기반 디하이드로피라노[3,2-b]피란 유도체 합성에 적용되었고, 두 번째 단계에서는 코직산-1 합성을 위한 재활용 촉매로 적용됐다. CuI 촉매 아지드/알킨 고리첨가(CuAAC) 반응의 ,2,3-트리아졸 기반 디히드로피라노[3,2-b]피란 유도체. 촉매는 푸리에 변환 적외선 분광법(FT-IR), 원소 매핑 분석, X선 광전자 분광법(XPS), 주사 전자 현미경(SEM), X선 분광법(EDX), 투과 등 다양한 기술을 사용하여 완전히 특성화되었습니다. 전자 현미경(TEM), 열 중량 측정(TG) 및 가치 흐름 매핑(VSM) 방법. 최종 합성된 유도체는 1H- 및 13C-NMR 분광법으로 확인하였다.

탄소양자점(CQD)은 최신 등급이며 구조에 탄소와 헤테로원자를 포함하는 사용 나노입자 중 하나입니다. 3차원 절단으로 인해 CQD는 표면에 더 많은 원자를 가지고 있습니다. 이 물질은 표면에 다수의 카르복실산 그룹이 있는 탄소의 평행 배열을 가지고 있어 수성 매질에서 우수한 용해도를 제공합니다. 이러한 유형의 구조는 촉매3,4, 생명공학5,6, 센서7, 화학발광8, 폐수9 및 식품 안전10과 같은 다양한 응용 분야에서 CQD에 중요한 역할을 합니다. CQD는 표면에 촉매로 사용되는 다양한 관능기를 갖고 있으며 기질은 다양한 촉매 제조에 사용됩니다3,4,11,12,13,14.

초음파 조건에서 화학 반응을 수행하는 것은 캐비테이션이라는 물리적 현상으로 설명할 수 있습니다. 캐비테이션은 압력이 감소하면 액체가 국부적으로 증발하고 기포가 형성되는 현상입니다15,16. 거품이 터지면 공유 결합을 깨기에 충분한 에너지를 가진 충격파가 생성됩니다. 초음파 처리는 분자간 상호 작용을 깨뜨려 용해 속도를 높이는 데 사용될 수 있습니다. 초음파는 온화한 또는 녹색 조건15,18,19에서 다양한 생물학적, 제약 및 화학적 화합물의 합성에 사용됩니다. 초음파는 보다 온화한 조건, 더 높은 효율 및 친환경적이고 환경 친화적인 용매에서 커플링20, 압축, 질화21 및 클릭22와 같은 다양한 화학 반응을 수행할 수 있는 가능성을 제공합니다.

헤테로고리 화합물은 고리에 있는 분자의 원자 중 일부 또는 전부가 탄소(C)23 이외의 원소 원자로 구성된 유기 화학 화합물의 그룹입니다. 화합물의 골격에 헤테로원자의 출현은 화합물의 응용을 변화시키고 약물, 살충제, 태양전지 등으로 사용될 수 있는 다양한 생물학적 특성이 출현하는 이유이다24,25,26,27,28,29, 30,31,32. 이원자 다환 화합물은 단순한 단환 화합물에 비해 광범위한 생물학적 특성을 나타냅니다. 골격에 있는 각 고리의 존재는 구조에서 생물학적 및 의학적 특성이 발생하는 이유입니다38,39. 2001년 Club, Finn 및 Sharpless는 실행 용이성, 분리 용이성 및 저렴한 용매와 같은 전통적인 반응에 비해 잠재적인 이점이 있는 헤테로사이클 합성의 화학 반응 그룹으로 클릭 반응을 도입했습니다. 이러한 조건을 충족할 수 있는 가장 많이 사용되는 "클릭" 반응은 CuI 촉매 아지드/알킨 고리 첨가(CuAAC)40,41,42,43,44,45,46,47,48입니다.

본 논문에서는 초음파 조건에서 CQD 기반의 새로운 이종 나노촉매를 나노촉매로 사용하여 헤테로고리 다환 화합물을 합성하는 새로운 방법을 성공적으로 개발했습니다. 새로운 촉매 Fe3O4@CQD@CuI는 다음을 통해 코직산, 말로노니트릴 및 다양한 알데히드와 코직산-트리아졸 기반 디하이드로피라노-피란 유도체의 다성분 반응에서 코직산 기반 디하이드로피라노[3,2-b]피란 유도체를 합성하는 데 사용되었습니다. 각각 클릭 반응. 그 후, 벤질 할라이드 유도체와 아지드화 나트륨을 사용하여 새로운 트리아졸 화합물이 합성되었습니다(그림 1).