Zr의 응용

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 9388(2023) 이 기사 인용

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본 연구 논문에서는 새로운 이종 다공성 촉매로서 Zr-MOF 기반 구리 복합체를 설계하고 준비했습니다. 촉매의 구조는 FT-IR, XRD, SEM, N2 흡착-탈착 등온선(BET), EDS, SEM-원소 매핑, TG 및 DTG 분석 등 다양한 기술을 통해 검증되었습니다. UiO-66-NH2/TCT/2-아미노-Py@Cu(OAc)2는 피라졸로[3,4-b]피리딘-5-카르보니트릴 유도체의 합성에서 효율적인 촉매로 사용되었습니다. 표제 분자의 방향족화는 공기 및 불활성 대기 하에서 협력적인 비닐 아노머 기반 산화를 통해 수행됩니다. 제시된 방법의 독특한 특성은 짧은 반응 시간, 높은 수율, 촉매의 재사용성, 온화하고 친환경적인 조건에서 원하는 생성물의 합성입니다.

오늘날, 높은 표면적 재료인 금속-유기 구조는 가스 저장 및 분리, 약물 전달, 센서, 배터리, 슈퍼커패시터 및 촉매 응용과 같은 잠재적 응용 분야를 갖춘 새로운 다공성 재료 그룹입니다1,2. 이 프레임워크는 유기 리간드3,4에 강한 배위 결합으로 연결된 금속 핵으로 구성된 유기-무기 하이브리드 결정 물질의 한 종류입니다. 이러한 다공성 물질의 다양한 특성으로 인해 교차 결합, 산화/환원 및 다성분 반응5,6,7,8,9,10에 대한 우수한 촉매 후보가 됩니다. 수정 후 방법은 촉매 성능과 가변성을 향상시킵니다. 이 방법에 따라 우리 연구팀은 유기화합물 합성에서 여러 가지 촉매를 생물학적 활성 후보로 보고했습니다11,12,13,14,15,16. 구리 착물은 산화, 교차 결합 및 촉매 유기 반응과 같은 많은 유기 반응에서 촉매로 널리 사용됩니다. 최근에는 팔라듐, 니켈, 구리, Fe 및 Zr 기반 촉매 시스템이 있는 경우 다성분 반응이 조사되었습니다. 이 보고서에서는 구리 착물이 포함된 Zr-MOF를 기반으로 하는 다공성 이종 촉매가 준비되었습니다. 구리와 지르코늄의 동시 존재는 촉매 적용을 향상시킵니다. 다공성 복합체의 이 새로운 시스템은 촉매 설계 및 합성에 대한 새로운 접근 방식으로 이어질 것입니다. 그림 1은 Zr-MOF를 기반으로 한 구리 복합체의 최종 구조와 UiO-66(Zr) 그리드의 토폴로지 및 구조를 보여줍니다.

UiO-66(Zr)-NH2의 구조 및 형태와 Zr-MOF 기반 구리 복합체의 최종 구조.

피라졸로[3,4-b]피리딘 및 인돌과 피라졸 부분을 함유한 1,2-디하이드로피리딘-3-카보니트릴과 같은 융합 N-헤테로사이클의 다양성은 생물학적 및 약리학적 연구에 적합한 후보가 될 수 있습니다. 이들 물질은 항균제, 항암제, 항경련제, 항진균제, HIV, 항종양제, 항산화제, 항고혈압제 및 요실금 치료에 적합한 후보입니다(그림 2a)27,28,29,30,31,32. 본 논문에서 합성된 목표 분자는 인돌과 피라졸 부분이 동시에 존재하기 때문에 생물학적 특성을 나타낼 수 있습니다(그림 2b).

(a) 의약적, 생물학적 특성을 지닌 화합물의 구조에는 피라졸로[3,4-b]피리딘, 1,2-디하이드로피리딘-3-카보니트릴, 인돌 및 피라졸 핵이 포함됩니다. (b) 인돌 및 피라졸 부분을 가진 표적 합성 분자.

입체 전자 상호 작용의 근본적인 예인 아노머 효과(AE)는 훌륭한 교육 및 연구 응용 프로그램을 가지고 있습니다. 이는 1955년 JT Edward가 탄수화물 화학에 관한 연구에서 발견했습니다36. 아노머 효과(AE) 개념 개발에 대해 보고된 이론은 헤테로원자의 고립 전자쌍(X:N, O)을 결합 방지 궤도 CY(nX → σ*C–Y)에 공유하는 것이 약해진다고 제안되었습니다. 그것(그림 3a). 입체 전자 효과는 또한 NADPH/NADP+와 같은 민감한 생물학적 화합물의 산화-환원에 중요한 역할을 합니다(그림 3b)37,38,39. 최근 우리와 동료들은 위에서 언급한 기본 개념의 역할을 종합적으로 검토했습니다34,35.