Aplicação de Zr

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 9388 (2023) Citar este artigo

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Neste artigo de pesquisa, o 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 de SEM, análise de TG e DTG. UiO-66-NH2/TCT/2-amino-Py@Cu(OAc)2 foi utilizado como um catalisador eficiente na síntese de derivados de pirazolo[3,4-b]piridina-5-carbonitrila. A aromatização das moléculas tituladas é realizada por meio de uma oxidação cooperativa baseada em anoméricos vinílicos, tanto sob ar como em atmosferas inertes. As propriedades únicas do método apresentado são curto tempo de reação, alto rendimento, reutilização do catalisador, síntese do produto desejado em condições suaves e verdes.

Atualmente, as estruturas metal-orgânicas como materiais de alta área superficial são um novo grupo de materiais porosos com aplicações potenciais, como armazenamento e separação de gás, entrega de drogas, sensores, baterias, supercapacitores, bem como aplicações catalíticas1,2. 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 orgânicos3,4. 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 a ativos biológicos11,12,13,14,15,16. O complexo de cobre é amplamente utilizado como catalisador em muitas reações orgânicas, como oxidação, acoplamento cruzado e reações orgânicas catalíticas17,18,19. Recentemente, reações multicomponentes foram investigadas na presença de sistemas catalíticos à base de paládio, níquel, cobre, Fe e Zr20,21,22. Neste relatório, um catalisador poroso e heterogêneo baseado em Zr-MOFs com um complexo de cobre é preparado. A presença simultânea de cobre e zircônio aumentará a aplicação catalítica. Este novo sistema de complexos porosos levará 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 a estrutura final de um complexo de cobre baseado em Zr-MOFs.

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 farmacológicos23,24,25,26. Esses materiais são candidatos adequados para tratamento antimicrobiano, anticancerígeno, anticonvulsivante, antifúngico, HIV, antitumoral, antioxidante, anti-hipertensivo 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, indol e núcleo pirazol. (b) Alvo de moléculas sintetizadas com porções indol e pirazol.

O efeito anomérico (AE) como exemplo fundamental de interações estereoeletrônicas 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 compartilhar os elétrons do par solitário de heteroátomos (X: N, O) para o orbital antiligante C–Y (nX → σ*C–Y) enfraqueceu (Fig. 3a). Os efeitos estereoeletrônicos também têm um papel importante na redução da oxidação de compostos biológicos suscetíveis, como NADPH/NADP+ (Fig. 3b)37,38,39. Recentemente, nós e nossos colegas revisamos o papel dos conceitos fundamentais acima mencionados de forma abrangente34,35.