Zrの応用

Scientific Reports volume 13、記事番号: 9388 (2023) この記事を引用

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この研究論文では、新しい不均一多孔質触媒としての Zr-MOF ベースの銅錯体を設計および調製しました。 触媒の構造は、FT-IR、XRD、SEM、N2 吸脱着等温線 (BET)、EDS、SEM 元素マッピング、TG および DTG 分析などのさまざまな技術によって検証されています。 UiO-66-NH2/TCT/2-アミノ-Py@Cu(OAc)2 は、ピラゾロ [3,4-b]ピリジン-5-カルボニトリル誘導体の合成における効率的な触媒として使用されました。 標記分子の芳香族化は、空気下および不活性雰囲気下の両方で、ビニル性アノマーベースの協力的な酸化を介して行われます。 提示された方法のユニークな特性は、短い反応時間、高収率、触媒の再利用可能性、温和で環境に優しい条件下での目的生成物の合成です。

現在、高表面積材料としての金属有機フレームワークは、ガスの貯蔵と分離、薬物送達、センサー、電池、スーパーキャパシター、触媒用途などの潜在的な用途を備えた新しいグループの多孔質材料です1,2。 このフレームワークは、有機配位子と強い配位結合によって結合された金属核からなる有機-無機ハイブリッド結晶材料の一種です3,4。 これらの多孔質材料の異なる特性により、クロスカップリング、酸化/還元、および多成分反応の優れた触媒候補となります5、6、7、8、9、10。 後修飾法により、触媒性能とその変動性が向上します。 この方法に従って、私たちの研究チームは、生物活性候補として有機化合物の合成における多数の触媒を報告しました11、12、13、14、15、16。 銅錯体は、酸化、クロスカップリング、有機触媒反応などの多くの有機反応における触媒として広く使用されています17、18、19。 最近、パラジウム、ニッケル、銅、Fe、Zr ベースの触媒系の存在下での多成分反応が研究されています 20、21、22。 この報告では、銅錯体を含む Zr-MOF をベースとした多孔質で不均一な触媒を調製しました。 銅とジルコニウムが同時に存在すると、触媒作用が強化されます。 この多孔質複合体の新しいシステムは、触媒の設計と合成における新しいアプローチにつながるでしょう。 図 1 は、Zr-MOF に基づく銅錯体の最終構造と、UiO-66(Zr) グリッドのトポロジーと構造を示しています。

UiO-66(Zr)-NH2 の構造と形態、および Zr-MOF に基づく銅錯体の最終構造。

インドール部分とピラゾール部分を含むピラゾロ[3,4-b]ピリジンや1,2-ジヒドロピリジン-3-カルボニトリルなどの縮合N-複素環の多様性は、生物学的および薬理学的研究の適切な候補となる可能性があります23、24、25、26。 これらの材料は、抗菌剤、抗癌剤、抗けいれん剤、抗真菌剤、HIV、抗腫瘍剤、抗酸化剤、降圧剤、および尿失禁治療に適した候補です (図 2a)27、28、29、30、31、32。 この論文で合成された標的分子は、インドール部分とピラゾール部分が同時に存在するため、生物学的特性を示す可能性があります（図2b）。

(a) 薬効および生物学的特性を持つ化合物の構造には、ピラゾロ[3,4-b]ピリジン、1,2-ジヒドロピリジン-3-カルボニトリル、インドールおよびピラゾール核が含まれます。 (b) インドール部分とピラゾール部分を持つ合成分子をターゲットにします。

立体電子相互作用の基本的な例としてのアノマー効果 (AE) は、教育および研究に優れた用途を持っています 33,34,35。 それは 1955 年に JT Edward によって炭水化物化学の研究で発見されました 36。 アノマー効果 (AE) 概念の発展に関する報告された理論は、ヘテロ原子 (X: N, O) の非共有電子対電子を反結合性軌道 C-Y (nX → σ*C-Y) に共有すると弱まるというものでした。それです（図3a）。 立体電子効果は、NADPH/NADP+ などの影響を受けやすい生物学的化合物の酸化還元にも主要な役割を果たします (図 3b)37、38、39。 最近、私たちと私たちの同僚は、上記の基本概念の役割を包括的に見直しました34,35。