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Jul 29, 2023

イミダゾール誘導体のグリーン合成触媒としての特定の形態を有するLDH/ポリマー複合体のナノアーキテクトニクスの設計と調製

Scientific Reports volume 12、記事番号: 11288 (2022) この記事を引用 1289 アクセス 8 引用 1 オルトメトリクスの詳細 この論文は、

Scientific Reports volume 12、記事番号: 11288 (2022) この記事を引用

1289 アクセス

8 件の引用

1 オルトメトリック

メトリクスの詳細

この論文は、特定の形態を持つ LDH/ポリマー複合体の新しいナノアーキテクトニクスを設計および作成しました。 この目的のために、CTAB 界面活性剤を使用して層状複水酸化物 (LDH) の形態を制御し、LDH/ポリマーナノ複合材料 (LDH-APS-PEI-DTPA) を調製しました。 このポリマーは、ジエチレントリアミン五酢酸 (DTPA)、ポリエチレンイミンを使用して合成され、LDH とともに使用されて、高い熱安定性を備えたナノ複合材料を形成しました。 続いて、FTIR、EDX、TGA、XRD、FESEM、および BET 技術を使用して、調製されたナノ複合材料を同定しました。 さらに、調製された LDH-APS-PEI-DTPA ナノ複合材料は、グリーン条件下でイミダゾール誘導体を合成するための不均一かつリサイクル可能な触媒として使用されました。 結果は、LDH-APS-PEI-DTPA ナノ複合材料が、適切な形態、簡単な調製、高い触媒活性、および高い表面積から恩恵を受けることを示しました。 また、提案された LDH-APS-PEI-DTPA 不均一系触媒は、5 回の連続運転で高い安定性と再利用性を示し、これはグリーンケミストリーの原理と一致しました。

過去 10 年間にわたり、ナノスケールの強化粒子が分散したポリマー マトリックスで構成されるポリマー ナノ複合材料に広範な研究が焦点を当ててきました 1、2、3、4。 一般に、ナノ複合材料は、同様のマイクロサイズの複合材料よりもはるかに優れた機械的特性を示します5、6、7、8、9。 古典的な複合理論では、ポリマーマトリックスと他の成分の間の結合が改善されると機械的特性が改善されると予測されています8。 ポリマー/層状無機ナノ複合材料を形成するためのポリマーマトリックス内の層状無機充填剤の組成は、その特有の特性により非常に重要です6、10、11、12。 この点において、層状複水酸化物（LDH）/ポリマーナノ複合材料は、熱安定性と物理的特性が大幅に向上しているため、ポリマー/層状無機ナノ複合材料の重要なクラスに属します13、14、15、16、17、18、19。 LDH は調整可能なシート状構造を持ち、尿素加水分解、共沈、水熱合成、同時沈殿、イオン交換などの方法で合成できます 20、21、22、23。 LDH ラミネートは金属カチオンと水酸化物で構成されており、アニオンは層の間に配置されています。つまり、層間イオンです24。 したがって、LDH の積層イオン、価数状態、および層間アニオンは調整可能であり、LDH はさまざまなアプリケーションの有望な候補となっています 25。 また、その独特な層状構造により、複合材料中の比表面積と活性点を増加させることができるため、ほとんどの材料と混合できる可能性が高まります26。 Ti、Fe、Mg、Ni、Cu などの金属をベースとしたさまざまな LDH 触媒が触媒反応に使用されています 16、27、28、29、30。

ポリエチレンイミン (PEI) の化学構造はエチレン イミン (アジリジン) またはオキサゾリン モノマーで構成され、それぞれ分岐または直鎖状のポリマー主鎖を形成します。 この分子は、CH2-CH2-NH エチレンイミン モチーフの単純な複製です。 PEI は、分岐鎖にいくつかの活性アミン基を持つ水溶性分岐カチオンポリマーです 31。

ジエチレントリアミン五酢酸 (DTPA) またはペンテチン酸は、5 つのカルボキシメチル基を持つジエチレントリアミンからなるアミノポリカルボン酸です。 これは白色の固体であり、水への溶解度は限られています32。 この分子は EDTA の拡張バージョンとみなすことができ、同様に使用されます 33。

また、複素環化合物の中でも、イミダゾール誘導体は、その生物学的および薬学的特性により特別な注目を集めています 34,35。 このグループの 1,3-ジアゾールは、抗生物質や抗真菌薬などの治療作用を示します。 イミダゾール化合物は、シメチジン、ケトコナゾール、ダクラタスビル36、胃腸感染症治療用の抗生物質であるニトロイミダゾールなどの一部の薬剤の薬効核として使用されています。 ここ数十年で、さまざまな触媒の存在下でのイミダゾール誘導体の合成が報告されています。 イミダゾール誘導体の合成用に報告されている均一系または不均一系触媒には、ヨウ素分子 37、分子インプリントポリマー 38、p-トルエンスルホン酸 39、酸化グラフェンとキトサン複合体 40 などが含まれます。触媒、生産効率の低さ、金属触媒のコスト。