Aplicação de Zr

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 9388 (2023) Citar este artigo

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Neste artigo de pesquisa, um complexo de cobre baseado em Zr-MOFs como um novo catalisador heterogêneo e poroso foi projetado e preparado. A estrutura do catalisador foi verificada por várias técnicas, como FT-IR, XRD, SEM, isotermas de adsorção-dessorção de N2 (BET), EDS, mapeamento elementar SEM, análise de TG e DTG. UiO-66-NH2/TCT/2-amino-Py@Cu(OAc)2 foi utilizado como catalisador eficiente na síntese de derivados de pirazolo[3,4-b]piridina-5-carbonitrila. A aromatização das moléculas do título é realizada através de uma oxidação cooperativa de base anomérica vinóloga, tanto sob ar quanto em atmosferas inertes. As propriedades únicas do método apresentado são curto tempo de reação, alto rendimento, reutilização do catalisador, síntese do produto desejado sob condições suaves e verdes.

Hoje em dia, as estruturas metal-orgânicas como materiais com grandes áreas superficiais são um novo grupo de materiais porosos com aplicações potenciais, como armazenamento e separação de gases, distribuição de medicamentos, sensores, baterias, supercapacitores, bem como aplicações catalíticas . Esta estrutura é uma classe de materiais cristalinos híbridos orgânico-inorgânicos que consistem em núcleos metálicos que estão ligados por fortes ligações de coordenação a ligantes orgânicos . As diferentes propriedades desses materiais porosos os tornam um bom candidato catalítico para acoplamento cruzado, oxidação/redução e reações multicomponentes5,6,7,8,9,10. O método de pós-modificação melhora o desempenho catalítico e sua variabilidade. De acordo com este método, nossa equipe de pesquisa relatou uma série de catalisadores na síntese de compostos orgânicos como candidatos biologicamente ativos . O complexo de cobre é amplamente utilizado como catalisador em muitas reações orgânicas, como oxidação, acoplamento cruzado e reações orgânicas catalíticas . Recentemente, reações multicomponentes foram investigadas na presença de sistemas catalíticos à base de paládio, níquel, cobre, Fe e Zr . Neste relatório é preparado um catalisador poroso e heterogêneo baseado em Zr-MOFs com um complexo de cobre. A presença simultânea de cobre e zircônio melhorará a aplicação catalítica. Este novo sistema de complexos porosos conduzirá a uma nova abordagem na concepção e síntese de catalisadores. A Figura 1 mostra a estrutura final do complexo de cobre baseado em Zr-MOFs, bem como a topologia e estrutura da grade UiO-66 (Zr).

Estrutura e morfologia de UiO-66(Zr)-NH2 bem como estrutura final de um complexo de cobre baseado em Zr-MOFs.

A diversidade de N-heterociclos fundidos, como pirazolo[3,4-b]piridina e 1,2-di-hidropiridina-3-carbonitrila contendo porções indol e pirazol, podem ser candidatos adequados para estudos biológicos e farmacológicos . Esses materiais são candidatos adequados para tratamento antimicrobiano, anticâncer, anticonvulsivante, antifúngico, HIV, antitumoral, antioxidante, anti-hipertensão e incontinência urinária (Fig. 2a)27,28,29,30,31,32. As moléculas alvo sintetizadas neste artigo podem apresentar propriedades biológicas devido à presença simultânea de porções indol e pirazol (Fig. 2b).

(a) A estrutura dos compostos com propriedades medicinais e biológicas inclui pirazolo[3,4-b]piridina, 1,2-dihidropiridina-3-carbonitrila, núcleo indol e pirazol. (b) Moléculas sintetizadas alvo com porções indol e pirazol.

O efeito anomérico (EA) como exemplo fundamental de interações estereeletrônicas tem grandes aplicações educacionais e de pesquisa33,34,35. Foi descoberto em 1955 por JT Edward em seus estudos sobre a química dos carboidratos36. A teoria relatada para o desenvolvimento do conceito de efeito anomérico (AE) foi proposta de que o compartilhamento dos elétrons de heteroátomos do par solitário (X: N, O) com o orbital anti-ligação C – Y (nX → σ * C – Y) enfraquecido isso (Fig. 3a). Os efeitos estereoeletrônicos também têm um papel importante na redução da oxidação de compostos biológicos suscetíveis, como o NADPH/NADP+ (Fig. 3b)37,38,39. Recentemente, nós e nossos colegas de trabalho revisamos de forma abrangente o papel dos conceitos fundamentais acima mencionados34,35.