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Aug 22, 2023

Scientific Reports volumen 13, Número de artículo: 8016 (2023) Citar este artículo

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En este trabajo, se diseñó y preparó con éxito un nanocatalizador magnético funcionalizado con D-(–)-α-fenilglicina (APG) (Fe3O4@SiO2@PTS-APG) para implementar los principios de la química verde para la síntesis de polihidroquinolina (PHQ ) y derivados de 1,4-dihidropiridina (1,4-DHP) bajo irradiación ultrasónica en EtOH. Después de preparar el nanocatalizador, su estructura se confirmó mediante diferentes métodos o técnicas espectroscópicas, incluida la espectroscopia infrarroja transformada de Fourier (FTIR), la espectroscopia de rayos X de dispersión de energía (EDS), la microscopía electrónica de barrido de emisión de campo (FESEM), la difracción de rayos X ( XRD), magnetómetro de muestras vibrantes (VSM) y análisis termogravimétrico (TGA). El rendimiento del nanomaterial Fe3O4@SiO2@PTS-APG, como catalizador heterogéneo para la condensación de Hantzsch, se examinó bajo irradiación ultrasónica y en diversas condiciones. El rendimiento de los productos se controló en diversas condiciones para alcanzar más del 84 % en solo 10 minutos, lo que indica el alto rendimiento del nanocatalizador junto con el efecto sinérgico de la irradiación ultrasónica. La estructura de los productos se identificó por punto de fusión, así como por métodos espectroscópicos FTIR y 1H NMR. El nanocatalizador Fe3O4@SiO2@PTS-APG se prepara fácilmente a partir de precursores comercialmente disponibles, menos tóxicos y térmicamente estables a través de un procedimiento rentable, altamente eficiente y respetuoso con el medio ambiente. Las ventajas de este método incluyen la simplicidad de la operación, la reacción en condiciones suaves, el uso de una fuente de irradiación benigna con el medio ambiente, la obtención de productos puros con alta eficiencia en tiempos de reacción cortos sin utilizar un camino tedioso, que abordan importantes principios de química verde. . Finalmente, se propone un mecanismo razonable para la preparación de derivados de polihidroquinolina (PHQ) y 1,4-dihidropiridina (1,4-DHP) en presencia del nanocatalizador magnético bifuncional Fe3O4@SiO2@PTS-APG.

Recientemente, debido a las valiosas ventajas de los catalizadores heterogéneos y la compatibilidad y conformidad con los principios de la química verde (GC)1,2,3,4,5,6, han atraído la atención de los científicos por diversas transformaciones orgánicas. Uno de los principales factores en la reutilización de estos sistemas catalíticos es su reciclabilidad, que puede mejorarse significativamente utilizando materiales magnéticos como Fe3O4, CuFe2O4, NiFe2O4 o compuestos similares en la estructura del catalizador5,7. De hecho, los materiales magnéticos conducen a la recuperación fácil y casi completa de los correspondientes sistemas catalíticos heterogéneos8,9,10,11,12,13. Sin embargo, para superar la inestabilidad del Fe3O4 magnético en condiciones ambientales y la tendencia a la oxidación, la sílice se utiliza comúnmente como una cubierta protectora para el recubrimiento de las nanopartículas magnéticas (MNP) de Fe3O4 para producir nanoestructuras de núcleo-cubierta de Fe3O4@SiO2 14,15,16 ,17,18. El nanomaterial Fe3O4@SiO2 obtenido tiene varias ventajas, incluida la prevención de la aglomeración de MNP de Fe3O4, el aumento de la actividad del catalizador mediante la modificación de los grupos funcionales de silanol, la alta porosidad de la cubierta de sílice, la naturaleza benigna y la rentabilidad19,20. En los últimos años, se han investigado y reportado sistemáticamente varios nanocompuestos heterogéneos magnéticos, que se aplican en diferentes reacciones catalíticas 21,22,23,24,25,26,27. Además, también se han informado una variedad de sistemas catalíticos heterogéneos de base biológica para su aplicación en diferentes transformaciones orgánicas16,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40. Por lo tanto, sería deseable diseñar un sistema catalítico heterogéneo magnético nuevo y eficiente basado en materiales naturales que incluyan α-aminoácidos.

De hecho, los α-aminoácidos son uno de los grupos más importantes de compuestos naturales que son vitales para la síntesis de proteínas en las células vivas. Varias ventajas de estos compuestos, incluida la bifuncionalidad, la presencia de grupos NH2 y COOH simultáneamente con la geometría adecuada, la actividad óptica (excepto la glicina)41, la abundancia natural y la rentabilidad, así como la capacidad de modificaciones específicas, los convierten en candidatos adecuados para el diseño de compuestos no tóxicos y no tóxicos. sistemas catalíticos heterogéneos de base biológica42. Los nanomateriales que contienen aminoácidos preparados se han empleado en diferentes campos de la ciencia química, incluidos los catalizadores para la síntesis orgánica, los productos farmacéuticos y los aditivos alimentarios, las industrias médicas, los líquidos iónicos, el sorbente de CO2, las estructuras metalorgánicas (MOF) y la estabilización de las nanopartículas de selenio (SeNP). ) utilizados en el tratamiento del cáncer 43,44,45,46,47,48,49,50,51,52. Estas características y las amplias aplicaciones de los aminoácidos animaron a nuestro equipo de investigación a utilizar D-(–)-α-fenilglicina (APG) en la estructura de un nuevo compuesto nanomagnético, que ha promovido la síntesis de importantes anillos heterocíclicos de seis miembros que contienen N.

Los heterociclos pertenecen a los grupos más grandes y diversos de compuestos orgánicos, los cuales han encontrado diferentes aplicaciones químicas, medicinales, biomédicas e industriales 53,54,55,56,57. Uno de los andamios esenciales de compuestos naturales como vitaminas, hormonas, antibióticos, alcaloides y herbicidas, numerosos fármacos biológicamente activos naturales y sintéticos, agroquímicos y antivirales son los heterociclos 53,58,59. Entre los diferentes métodos para la preparación de estos compuestos bioactivos, la estrategia de reacciones multicomponente (MCR) es una de las mejores vías 60,61,62,63,64. Los MCR tienen diferentes ventajas, incluida la formación de varios enlaces químicos durante la reacción y la síntesis de los productos deseados con alta eficiencia, excelente selectividad, alta economía atómica en tiempos de reacción cortos y sin necesidad de aislamiento o purificación de los intermedios. Como resultado, no hay lugar para la formación de subproductos y desechos en grandes cantidades durante dichas transformaciones orgánicas. En consecuencia, los MCR se ajustan completamente a los principios GC 65,66,67,68,69,70.

Las 1,4-dihidropiridinas (1,4-DHP) y las polihidroquinolinas (PHQ) son dos productos útiles de la reacción multicomponente de Hanztsch, que fue introducida por Arthur Hanztsch en 1881. Estos compuestos han atraído la atención de los científicos y han encontrado muchas aplicaciones en diferentes áreas de la química médica que incluyen compuestos cardiovasculares, antivirales, antitumorales, antipalúdicos, antibacterianos y anticancerígenos (Fig. 1) 71,72,73. Se han desarrollado varios métodos y procedimientos para la síntesis de estos importantes compuestos, incluida la radiación de microondas74, las reacciones termoquímicas solares75 y el uso de varios sistemas catalíticos, como el yodo molecular76, la L-prolina77, las nanopartículas magnéticas de Fe3O478, las nanopartículas de ZnO79, los polímeros80 y la zeolita HY81. . A pesar de sus méritos, algunos de estos métodos adolecen de desventajas tales como largos tiempos de reacción, bajos rendimientos, condiciones duras, alto costo, uso de catalizadores peligrosos, solventes tóxicos y volátiles, trabajo tedioso, etc. Por lo tanto, todavía hay espacio diseñar metodologías limpias y verdes basadas en principios de GC, especialmente mediante el uso de sistemas catalíticos heterogéneos, así como el uso simultáneo de nuevos insumos de energía para reacciones químicas, incluidos ultrasonidos82,83 e irradiación de microondas84,85,86,87. Como continuación de nuestras investigaciones en curso en el campo de la aplicación de sistemas catalíticos multifuncionales heterogéneos4,17,18,28,29,69,70,88,89,90,91,92,93 y la irradiación de ultrasonidos o microondas para diferentes transformaciones orgánicas94, 95,96,97,98, deseamos informar aquí sobre un nuevo nanocompuesto magnético para la síntesis de derivados bioactivos de Hanztsh 1,4-DHP y PHQ. El nanocatalizador Fe3O4@SiO2@PTS-APG se fabricó mediante la preparación del núcleo central de Fe3O4, que luego se recubrió con una capa de SiO2 y luego se introdujo la D-(–)-α-fenilglicina, como un resto organocatalizador bifuncional, a través de 3- enlazador de cloropropiltrimetoxisilano (CPTES). El sistema catalítico nanomagnético Fe3O4@SiO2@PTS-APG tal como se preparó se examinó adecuadamente en la síntesis de una amplia gama de derivados de PHQ 6 y 1,4-DHP 7 bajo irradiación ultrasónica o de microondas en EtOH a través de la estrategia MCR (Fig. 2) .

Algunos de los derivados comerciales biológicamente activos de 1,4-DHP.

Síntesis de derivados de PHQ 6 y 1,4-DHP 7 catalizada por el catalizador nanomagnético Fe3O4@SiO2@PTS-APG (1).

Diferentes técnicas espectroscópicas, microscópicas y analíticas, incluida la espectroscopia infrarroja transformada de Fourier (FTIR), microscopía electrónica de barrido de emisión de campo (FESEM), análisis de magnetómetro de muestra vibrante (VSM), técnica de difracción de rayos X en polvo (XRD), espectroscopia de rayos X de energía dispersiva (EDX) y el análisis termogravimétrico (TGA) se utilizaron para caracterizar la estructura del nanocatalizador magnético de núcleo-capa funcionalizado con D-(–)-α-fenilglicina (Fe3O4@SiO2@PTS-APG, 1). La estructura de Fe3O4@SiO2@PTS@APG se ha ilustrado en (Fig. 1S, Información complementaria electrónica).

Los espectros FTIR del nanomaterial Fe3O4@SiO2@PTS-APG preparado (1) y sus componentes que contienen restos inorgánicos y orgánicos se muestran en la (Fig. 3). La banda de 572 cm−1 en el espectro de Fe3O4 (azul) se atribuye a la vibración de estiramiento de los enlaces Fe‒O‒Fe, que es el representante de la estructura de las nanopartículas de Fe3O4. Las bandas de absorbancia a 1558 cm−1 y 3394 cm−1 están relacionadas con las vibraciones de flexión y estiramiento de los grupos OH en la superficie de las nanopartículas de Fe3O4, respectivamente. En el espectro de Fe3O4@SiO2 (rojo), la banda de absorción a 440 cm−1 está asociada a la vibración de flexión de los grupos funcionales Si‒O‒Si, mientras que el pico de vibración a 800 cm−1 está relacionado con el estiramiento simétrico vibración de los grupos Si‒O‒Si. Por otro lado, la absorción de estiramiento asimétrica de los grupos Si‒O‒Si aparece en 1085 cm−1. Estas observaciones indicaron una fijación exitosa de la sílice sobre la superficie de la magnetita. Después de recubrir el núcleo magnético con sílice, la introducción del enlazador se puede deducir en el espectro de Fe3O4@SiO2@PTS (verde) de la fuerte banda de absorción a 588 cm−1, que muestra la vibración de estiramiento del C‒Cl vínculo. La señal observada a 1070 cm−1 se atribuye a la vibración de estiramiento del enlace C‒O que tiene una superposición con las vibraciones de estiramiento asimétricas Si‒O‒Si. Finalmente, el espectro del catalizador Fe3O4@SiO2@PTS-APG (amarillo) muestra que el catalizador ha sido funcionalizado con ácido (D)-(–)-α-aminofenilacético. De hecho, las vibraciones de estiramiento de C‒H y C‒N aparecen en 2877 y 1382 cm−1. Además, las bandas de absorción centradas en 3490 y 1639 cm−1 se atribuyen a los grupos ácidos OH y carbonilo, respectivamente, que todos confirman la estructura del nanomaterial Fe3O4@SiO2@PTS-APG (1).

Espectros FTIR de Fe3O4 (azul), Fe3O4@SiO2 (rojo), Fe3O4@SiO2@CPTS (verde), Fe3O4@SiO2@PTS-APG (1, amarillo).

La espectroscopia de rayos X de dispersión de energía (EDS) también se utilizó para determinar la composición del nanomaterial Fe3O4@SiO2@PTS-APG (1). Los resultados se muestran en la Fig. 4. Como puede verse, el catalizador contiene elementos C, N, O, Si y Fe. Además, la ausencia del átomo de cloro y la presencia del átomo de nitrógeno indican que el aminoácido se ha injertado covalentemente en la superficie de las nanopartículas magnéticas de núcleo/envoltura de Fe3O4@SiO2@PTS y, por lo tanto, se ha estabilizado.

EDS del catalizador Fe3O4@SiO2@PTS-APG (1).

Para investigar la estructura, las propiedades morfológicas y el tamaño de las nanopartículas, se empleó la técnica de microscopía electrónica de barrido por emisión de campo (FESEM). Las imágenes FESEM del nanocatalizador 1 preparado se muestran en la (Fig. 5). Las imágenes obtenidas confirman la morfología esférica con superficie no lisa y adecuada dispersión de las nanopartículas. Dado que las áreas altamente activas del catalizador están fácilmente disponibles, el área superficial y la actividad del nanocatalizador 1 aumentaron drásticamente. Según la Fig. 5f, está claro que las nanopartículas tienen un patrón específico y su tamaño de partícula promedio es inferior a 80 nm.

Imágenes FESEM del nanomaterial Fe3O4@SiO2@PTS-APG (1).

Las propiedades magnéticas de Fe3O4, Fe3O4@SiO2 y Fe3O4@SiO2@PTS-APG se determinaron mediante la técnica del magnetómetro de muestra vibrante (VSM) a temperatura ambiente (Fig. 6). Como puede verse, los valores magnéticos para Fe3O4, Fe3O4@SiO2 y Fe3O4@SiO2@PTS-APG son 75, 70 y 58 amu.g−1, respectivamente. La reducción de las propiedades magnéticas de Fe3O4@SiO2 y Fe3O4@SiO2@PTS-APG en comparación con el Fe3O4 puro confirma la formación de una fina capa de sílice, la modificación de la superficie con propilentrialcoxisilano y la introducción del D-(–)-α- fenilglicina en la última etapa.

Curvas de magnetización de los MNP Fe3O4 (rojo), Fe3O4@SiO2 (azul) y Fe3O4@SiO2@PTS-APG (1, verde).

El patrón de difracción de rayos X (XRD) de las nanopartículas 1 de Fe3O4@SiO2@PTS-APG se muestra en la (Fig. 7). La estructura del catalizador preparado es totalmente compatible con los patrones estándar de Fe3O4 (n.° de tarjeta JCPDS, 01-088-0315), Fe3O4@SiO2 (n.° de tarjeta JCPDS, 01–082-1572) y D-(– )-α-fenilglicina (nº de tarjeta JCPDS, 00-013-0988). Las señales de difracción (2θ) a 25, 28 y 31° corresponden a la D-(–)-α-fenilglicina, lo que confirma su estabilización sobre la superficie de nanopartículas magnéticas recubiertas de sílice.

Patrón XRD del nanocatalizador Fe3O4@SiO2@PTS-APG (1).

Para investigar la estabilidad térmica del nanocatalizador de organosílice híbrido Fe3O4@SiO2@PTS-APG (1), se realizó su análisis termogravimétrico (TGA) en atmósfera de N2 en el rango de 50 a 1000 °C. La pérdida de peso total del nanocatalizador fue de alrededor del 14% (Fig. 8). Como se puede observar, mediante un aumento paulatino de la temperatura hasta los 95 °C, se observó un ligero aumento en el peso del nanocatalizador, lo que puede deberse a la absorción de humedad por parte de su superficie higroscópica. La primera pérdida de peso iniciada a 100 °C está relacionada con la eliminación de agua o solventes orgánicos residuales en el nanocatalizador. A temperaturas más altas, entre 250 y 450 °C y entre 450 y 600 °C, el componente orgánico puro y el recubrimiento de organosílice se descomponen, respectivamente. Finalmente, después de 600 °C, se observa una disminución gradual del peso, lo que está relacionado con la deshidratación tanto del SiO2 como de los componentes magnéticos.

Curva TGA del nanomaterial Fe3O4@SiO2@PTS-APG (1).

Con el fin de optimizar las condiciones de reacción de Hantzsch para la síntesis de derivados de polihidroquinolina (PHQ) en presencia de nanomaterial Fe3O4@SiO2@PTS-APG (1), la reacción de cuatro componentes en un recipiente de 4-(dimetilamino)benzaldehído (2a ), acetato de amonio (3), acetoacetato de etilo (4), dimedona (5) se seleccionó como reacción modelo. Por lo tanto, para mejorar la síntesis de derivados de polihidroquinolina y elegir las mejores condiciones de reacción, se realizó un estudio sistemático considerando diferentes parámetros y variantes, incluidos los solventes y la carga del catalizador, así como la irradiación ultrasónica (EE. UU.) o microondas (MW) y las entradas de energía de calefacción clásica. y tiempo de reacción. Los resultados de esta parte de nuestro estudio se resumen en la Tabla 1. Como se muestra en la Tabla 1, la reacción del modelo en ausencia del catalizador 1 no produjo un rendimiento significativo (entrada 1). Sin embargo, en presencia del catalizador 1 y en varios disolventes orgánicos, el producto deseado etil 4-(4-(dimetilamino)fenil)-2,7,7-trimetil-5-oxo-1,4,5,6, El 7,8-hexahidroquinolina-3-carboxilato (6a) se formó con mayores rendimientos (entradas 2 a 6). De hecho, el mejor resultado se observó en EtOH al 96 % como disolvente polar prótico (Tabla 1, entrada 2).

Después de encontrar el solvente apropiado, se investigó la detección de diferentes potencias de irradiación ultrasónica o de microondas. En general, se obtuvieron mayores rendimientos del producto deseado 6a bajo irradiación ultrasónica o de microondas en comparación con el calentamiento clásico. Además, se observó que al aumentar la potencia de irradiación ultrasónica de 80 a 85 W aumenta el rendimiento y disminuye el tiempo de reacción (Tabla 1, entradas 7 y 8). Sin embargo, con un aumento en la potencia de irradiación ultrasónica de 85 a 90 W, el rendimiento y el tiempo de reacción permanecieron constantes (Tabla 1, entrada 9). Estos resultados indicaron que 85 W para irradiación ultrasónica es la potencia de irradiación óptima. Finalmente, el mejor resultado se observó usando la cantidad efectiva del catalizador 1 (10,0 mg) y aumentando el tiempo de reacción a 20 min (Tabla 1, entrada 14). En general, las mejores condiciones para la síntesis de 6a fueron usando 10,0 mg de catalizador en EtOH, como disolvente verde, durante 20 min bajo una potencia de irradiación ultrasónica de 85 W (Tabla 1, entrada 14).

Después de optimizar las condiciones de reacción, se sintetizaron varios PHQ 6a-j en condiciones óptimas y los resultados se resumen en la Tabla 2. Como se muestra en la Tabla 2, los aldehídos sustituidos que contenían grupos donantes o atractores de electrones sobrevivieron en condiciones de reacción optimizadas para producir rendimientos altos a excelentes de sus productos deseados.

Teniendo en cuenta los resultados satisfactorios obtenidos en la síntesis de PHQ 6a-j, se investigó el uso del catalizador nanomagnético 1 para la síntesis de 1,4-DHP en condiciones optimizadas. En esta parte de nuestro estudio, se investigó la reacción de 4-clorobenzaldehído (2b), acetato de amonio (3), acetoacetato de etilo (4) promovida por el nanomaterial Fe3O4@SiO2@PTS-APG (1), como reacción modelo, para la síntesis del producto deseado 7a. Los resultados se resumen en la Tabla 3. El mejor resultado se obtuvo usando 10,0 mg del catalizador 1 en EtOH bajo irradiación ultrasónica (Tabla 3, entrada 6). En consecuencia, se sintetizaron varios 1,4-DHP y los resultados obtenidos se resumen en la Tabla 4.

De acuerdo con los resultados obtenidos y con base en la estructura bifuncional del catalizador 1 que contiene sitios tanto ácidos como básicos en los MNP, así como la revisión de la literatura4,16,31,70,110,111,112,113,114, un mecanismo racional para la formación de polihidroquinolina 6 o 1,4 -derivados de dihidropiridina 7 en presencia de Fe3O4@SiO2@PTS-APG nanocatalyst ha sido propuesto a través de Hantzch MCR (Fig. 9). En consecuencia, estos compuestos se pueden sintetizar a través de dos rutas diferentes A o B y en varios pasos. Basado en la ruta A, los sitios ácidos y básicos del catalizador 1 activan la dimedona 5 para aumentar su concentración en forma de enol para reaccionar posteriormente con el grupo funcional carbonilo activado de los aldehídos 2 para producir el intermedio (I) a través de la condensación de Knoevenagel. En el otro lado del ciclo catalítico, la reacción entre la forma enólica del β-cetoéster 4 activado por el nanocatalizador 1 con NH4OAc (3) produce enamina (II). Posteriormente, el catalizador bifuncional 1 activa ambos intermedios (I) y (II) para participar en la adición de Michael catalizada seguida de ciclación para la síntesis de derivados finales de polihidroquinolina 6 o 1,4-dihidropiridina 7. De hecho, la ruta B es generalmente similar a la ruta A. Sin embargo, difiere de la ruta A al considerar la secuencia de reacción del 1,3-dicarbonilo 4 o 5 usado con el grupo funcional carbonilo activado de los aldehídos 2 o NH4OAc (3), que producen los intermedios (IV) y (III), respectivamente. Finalmente, la adición de Michael de los intermedios (III) y (IV) seguido de la ciclación, ambos promovidos por Fe3O4@SiO2@PTS-APG para producir derivados de polihidroquinolina 6 o 1,4-dihidropiridina 7.

Mecanismo propuesto para la síntesis de derivados de polihidroquinolina 6 o 1,4-dihidropiridina 7 catalizados por los MNP Fe3O4@SiO2@PTS-APG (1).

Para comparar el desempeño y actividad de las NPs Fe3O4@SiO2@PTS-APG (1) con otros catalizadores previamente reportados, se seleccionaron varios productos entre los PHQs 6 y 1,4-DHPs 7 y los resultados obtenidos se evaluaron con otros métodos previos. . Los resultados se han resumido en la Tabla 5. Como puede deducirse de la Tabla 5, el nanocompuesto 1 tal como se preparó muestra los mejores resultados en términos de carga de catalizador, rendimientos obtenidos y tiempo de reacción que otros catalizadores enumerados en la Tabla. En resumen, el uso simultáneo del nanocatalizador 1 y la irradiación ultrasónica demuestra varias ventajas que incluyen excelentes rendimientos, alta selectividad, tiempo de reacción corto y condiciones de reacción suaves.

La recuperación de catalizadores heterogéneos en las reacciones químicas es uno de los factores más importantes en su evaluación y aplicación también en los sectores industriales. Para investigar la reutilización del catalizador, se separó de la mezcla de reacción y se lavó con EtOH al 96 % después de cada ejecución. Luego, el catalizador reciclado se secó en un horno a 70 °C durante 2 h. El nanocompuesto recuperado (1) se reutilizó para experimentos posteriores hasta cinco veces en las mismas condiciones de reacción. La reutilización de los NP Fe3O4@SiO2@PTS-APG (1) se examinó en la síntesis de los productos 6b y 7a en condiciones de reacción optimizadas. Generalmente se acepta que hay tres razones fundamentales para la desactivación del catalizador, es decir, envenenamiento, coquización o ensuciamiento y envejecimiento120. En el caso de nuestro catalizador, una combinación de estos fenómenos puede considerarse como la razón principal de la disminución de la actividad catalítica. De acuerdo con los resultados obtenidos en la Fig. 10, se puede concluir que este catalizador heterogéneo puede usarse al menos seis veces sin pérdida significativa en su actividad catalítica.

Reutilización de los MNP Fe3O4@SiO2@PTS-APG (1) en la síntesis de 6b (rojo) y 7a (azul) en condiciones optimizadas.

Todos los productos químicos y disolventes se compraron a Merck y se usaron sin más purificación, excepto el benzaldehído y el furfural, que se usaron como muestras destiladas frescas. El progreso de las reacciones, así como la pureza de los productos, se comprobaron utilizando placas de TLC prerrecubiertas de gel de sílice F254 con n-hexano y acetato de etilo (1:1, v/v) como eluyente. Los puntos de fusión se determinaron en un aparato de punto de fusión Buchi y no están corregidos. Los espectros FTIR se registraron en un espectrofotómetro FTIR Perkin Elmer utilizando gránulos de KBr en el rango de 399–4490 cm−1. Los espectros de RMN 1H se registraron en un Bruker de 500 MHz para muestras en CDCl3, como disolvente, a temperatura ambiente. La ultrasonicación se realizó en un instrumento ultrasónico BANDELIN HD 3200 con sonda modelo US 70/T de 6 mm de diámetro que se sumergió directamente en la mezcla de reacción. Un horno de microondas National, modelo no. Se usó NN-K571MF (1000 W) para reacciones asistidas por microondas. Las imágenes de microscopía electrónica de barrido (SEM) se obtuvieron en un instrumento MIRA3 TESCAN operado a un voltaje de aceleración de 30 kV. Las mediciones de magnetización se llevaron a cabo en un magnetómetro de muestra vibrante (VSM) BHV-55. El análisis termogravimétrico (TGA) se registró utilizando un instrumento STA 504 de la empresa Bahr. El análisis de rayos X de dispersión de energía (EDX) se realizó mediante un instrumento FESEM-SIGM (alemán).

Se disolvieron FeCl3.6H2O (4,82 g) y FeCl2.4H2O (2,25 g) en 40 ml de agua desionizada a 80 °C durante 20 min en atmósfera de nitrógeno y agitación vigorosa. Luego, se añadió NH3 acuoso (25 %, 10 ml) a la solución y se agitó vigorosamente a 70 °C durante 1 h. El color de la solución a granel cambió de naranja a negro inmediatamente. Luego, las nanopartículas de Fe3O4 precipitadas se separaron de la mezcla mediante un imán externo, se lavaron varias veces con agua desionizada y EtOH al 96% hasta alcanzar pH neutro, y se dejaron secar al aire durante 4 h. Posteriormente, las NP de Fe3O4 (1,0 g) se dispersaron en EtOH (96 %, 40 ml) y agua desionizada (15 ml) mediante irradiación ultrasónica en un baño durante 20 min. Después de eso, se añadió TEOS (1,2 ml) a la mezcla y se sonicó durante 15 min. Finalmente, se añadió gradualmente amoníaco acuoso (25 %, 1,2 ml) con agitación mecánica a 30 °C. Después de 12 h, las nanopartículas magnéticas recubiertas de sílice se filtraron, se lavaron varias veces con EtOH al 96 % y agua destilada y se secaron a 50 °C durante 6 h (Fig. 1S, Información complementaria electrónica).

Se suspendieron nanopartículas de Fe3O4@SiO2 (1,0 g) en tolueno (40 ml) mediante sonicación. Luego, se funcionalizaron usando cloropropiltrietoxisilano (CPTS, 1,0 ml) seguido de reflujo durante 24 h en atmósfera de nitrógeno. El sólido precipitado obtenido se recogió y se lavó varias veces con EtOH al 96 % y finalmente se secó a 80 °C para obtener las NP de Fe3O4@SiO2@CPTS deseadas (Fig. 1S, Información complementaria electrónica).

Se suspendió Fe3O4@SiO2@CPTS Polvo (1,0 g) en EtOH (96%, 40 ml). Luego, se añadió a la mezcla D-(-)-α-fenilglicina (1,0 g) y se calentó a reflujo a 70 °C durante 24 h. El sólido producido se separó usando un imán y se lavó varias veces con EtOH al 96 %. Finalmente, la muestra obtenida se secó al vacío a 80 °C durante 24 h para producir Fe3O4@SiO2@PTS-APG NP (1) (Fig. 1S, Información complementaria electrónica).

Una mezcla de derivados de aldehído (2, 1,0 mmol), acetato de amonio (3, 1,0 mmol), acetoacetato de etilo (4, 1,0 mmol), dimedona (5, 1,0 mmol), el catalizador (1, 10,0 mg) y EtOH (96 %, 5,0 ml) en un matraz de fondo redondo y la mezcla obtenida se irradió con una sonda ultrasónica en las condiciones mencionadas en la Tabla 2. La formación de los productos 6 se controló por TLC. Para la síntesis de derivados de 1,4-DHP 7, el catalizador (1, 10,0 mg), derivados de aldehído (2, 1,0 mmol), acetato de amonio (3, 1,0 mmol), acetoacetato de etilo (4, 2,0 mmol) y EtOH (96%, 2,0 ml) en un matraz de fondo redondo y luego se irradió usando una sonda ultrasónica en las condiciones mencionadas en la Tabla 4. El progreso de la reacción se controló por TLC. Después de completar la reacción de Hantzsch en cada caso, el catalizador se eliminó mediante un imán externo después de agregar EtOH al 96 % para la disolución completa de los productos bajo calentamiento. Luego, los productos puros 6 o 7 se obtuvieron por recristalización de la mezcla de reacción bruta en EtOH H2O. La estructura química de los compuestos conocidos se confirmó comparando sus puntos de fusión, FTIR y espectros de 1H NMR (Figs. 10S–21S, Información suplementaria electrónica) con los datos informados en la literatura. La información física y espectral de los compuestos 6a y 7a se dan en la Tabla 6.

En este trabajo, hemos desarrollado un organocatalizador bifuncional robusto y eficiente inmovilizado en la superficie de NP de magnetita recubierta de sílice modificada (Fe3O4@SiO2@PTS-APG). El catalizador nanomagnético Fe3O4@SiO2@PTS-APG se empleó con éxito para la síntesis de diferentes derivados de polihidroquinolina (PHQ) y 1,4-dihidropiridina (1,4-DHP) mediante la reacción multicomponente de Hantzsch en EtOH como disolvente verde. Se utilizaron varias fuentes de energía para la síntesis de derivados de éster de Hantzsch, entre los cuales el ultrasónico demostró la mejor eficiencia. De hecho, la irradiación ultrasónica que demuestra un efecto sinérgico con el nanocatalizador Fe3O4@SiO2@PTS-APG acelera la velocidad de reacción. Este nuevo protocolo tiene ventajas significativas en comparación con otros métodos de uso común, que incluyen evitar el uso de solventes dañinos, alta eficiencia, tiempos de reacción cortos, respetuosos con el medio ambiente y rentables. Además, el nanocatalizador heterogéneo preparado demuestra una buena capacidad de reciclaje y se recicló y reutilizó fácilmente al menos cinco veces sin pérdida significativa en su actividad catalítica. En consecuencia, los principios de GC estaban cubiertos por el uso de un catalizador reciclable, un solvente verde y una fuente de energía eficiente, todos los cuales son ambientalmente benignos.

Todos los datos generados o analizados durante este estudio se incluyen en este artículo publicado [y sus archivos de información complementarios].

Wu, H., Wang, Z. & Tao, L. La reacción de Hantzsch en química de polímeros: síntesis y aplicación tentativa. polim. química 8, 7290–7296 (2017).

Artículo CAS Google Académico

Zhang, Q. et al. Encendiendo los agentes de PEGilación a través de la reacción de Hantzsch. polim. química 7, 523–528 (2016).

Artículo CAS Google Académico

Rezaie, M., Dinari, M., Chermahini, AN, Saraji, M. & Shahvar, A. Preparación de catalizador heterogéneo ácido a base de carragenina kapa para la conversión de azúcares en materiales de alto valor agregado. En t. J. Biol. macromol. 165, 1129–1138 (2020).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Sam, M., Dekamin, MG y Alirezvani, Z. Dendrons que contienen ácido bórico y 1,3,5-tris (2-hidroxietil) isocianurato unidos covalentemente a magnetita recubierta de sílice para la síntesis rápida de ésteres de Hantzsch. ciencia Rep. 11, 2399. https://doi.org/10.1038/s41598-020-80884-z (2021).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Veisi, H. et al. Síntesis bioinspirada de nanopartículas de paladio fabricadas con nanocompuestos magnéticos de Fe3O4 sobre extracto de flor de Fritillaria imperialis como un catalizador reciclable eficiente para la reducción de nitroarenos. ciencia Rep. 11, 4515. https://doi.org/10.1038/s41598-021-83854-1 (2021).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Chen, X. et al. Dieciséis marcos orgánico-metálicos de fosfonato isoestructural con acidez de Lewis controlada y estabilidad química para catálisis asimétrica. Nat. común 8, 1–9 (2017).

Artículo ANUNCIOS Google Académico

Alirezvani, Z., Dekamin, MG & Valiey, E. Cu (II) y nanopartículas de magnetita decoradas con quitosano funcionalizado con melamina: un catalizador multifuncional sinérgico para la oxidación en cascada sostenible de alcoholes bencílicos/condensación de Knoevenagel. ciencia Rep. 9, 2399. https://doi.org/10.1038/s41598-020-80884-z (2021).

Artículo CAS Google Académico

Ghomi, JS & Zahedi, S. Nuevo líquido iónico soportado en nanopartículas de Fe3O4 y su aplicación como catalizador en la reacción de Mannich bajo irradiación ultrasónica. Ultrasonido. Sonochem. 34, 916–923 (2017).

Artículo Google Académico

Mak, CA, Pericas, MA y Fagadar-Cosma, E. Funcionalización de porfirina tipo A3B con MNP Fe3O4. Ensambles supramoleculares, sensores de gas y aplicaciones catalíticas. Catal. Hoy 306, 268–275 (2018).

Artículo CAS Google Académico

Neamtu, M. et al. Nanopartículas magnéticas funcionalizadas: Síntesis, caracterización, aplicación catalítica y evaluación de toxicidad. ciencia Rep. 8, 6278. https://doi.org/10.1038/s41598-018-24721-4 (2018).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Zhou, Y. et al. Purificación e inmovilización sincronizadas de β-glucosidasa marcada con his a través de nanopartículas magnéticas de núcleo/cáscara de Fe3O4/PMG. ciencia Rep. 7, 41741. https://doi.org/10.1038/srep41741 (2017).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Alnadari, F. et al. Inmovilización de β-glucosidasa de Thermatoga maritima en nanopartículas magnéticas funcionalizadas con quitina a través de un nuevo dominio de unión a quitina termoestable. ciencia Rep. 10, 1663. https://doi.org/10.1038/s41598-019-57165-5 (2020).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Li, Q. et al. Correlación entre tamaño de partícula/estructura de dominio y propiedades magnéticas de nanopartículas de Fe3O4 altamente cristalinas. ciencia Rep. 7, 9894. https://doi.org/10.1038/s41598-017-09897-5 (2017).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Ranganath, KV & Glorius, F. Nanopartículas superparamagnéticas para catálisis asimétrica: una combinación perfecta. Catal. ciencia Tecnología 1, 13–22 (2011).

Artículo CAS Google Académico

Karami, S., Dekamin, MG, Valiey, E. & Shakib, P. DABA MNP: un nanocatalizador bifuncional magnético nuevo y eficiente para la síntesis verde de derivados de pirano [2, 3-c] pirazol y bencilpirazolil cumarina biológicamente activos. Nueva J. Chem. 44, 13952–13961 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Rostami, N., Dekamin, MG y Valiey, E. Red de base biológica de quitosano-EDTA-celulosa: un organocatalizador multifuncional reciclable para la síntesis ecológica y rápida de ésteres de Hantzsch. Carbohidr. polim. Tecnología aplicación 5, 100279. https://doi.org/10.1016/j.carpta.2022.100279 (2023).

Artículo CAS Google Académico

Safapoor, S., Dekamin, MG, Akbari, A. & Naimi-Jamal, MR Síntesis de derivados de (E)-2-(1H-tetrazol-5-il)-3-fenilacrilennitrilo catalizada por nuevas nanopartículas de ZnO incrustadas en un organosílice mesoporoso periódico magnético estable en condiciones verdes. ciencia Rep. 12, 10723. https://doi.org/10.1038/s41598-022-13011-9 (2022).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Ishani, M., Dekamin, MG y Alirezvani, Z. Híbrido de núcleo-capa de sílice superparamagnético unido a óxido de grafeno como catalizador recuperable prometedor para la síntesis expedita de cianohidrinas protegidas con TMS. J. Interfaz coloidal Sci. 521, 232–241. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2018.02.060 (2018).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Shao, M. et al. Preparación de microesferas de núcleo-envoltura de doble capa de hidróxido de Fe3O4@SiO2@ para la separación magnética de proteínas. Mermelada. química Soc. 134, 1071–1077 (2012).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Wang, P., Liu, H., Niu, J., Li, R. & Ma, J. Complejos de Pd enredados sobre Fe3O4@SiO2 como catalizadores soportados para hidrogenación y reacciones de Suzuki. Catal. ciencia Tecnología 4, 1333–1339 (2014).

Artículo CAS Google Académico

Liu, J. et al. Catalizador de núcleo-carcasa Fe/Beta@SBA-15: efecto estable en la interfaz y resistencia al envenenamiento por propeno sin reducción. AIChE J. 64, 3967–3978 (2018).

Artículo CAS Google Académico

Jia, L. et al. Ingeniería de interfaz de un catalizador bifuncional Cu-SSZ-13@CZO core-shell para aumentar la tolerancia al ion potasio y al SO2. Catálogo ACS. 12, 11281–11293. https://doi.org/10.1021/acscatal.2c03048 (2022).

Artículo CAS Google Académico

Liu, J. et al. Comprensión profunda del confinamiento de interfaz de metal fuerte: un viaje de catalizadores de Pd/FeOx. Catálogo ACS. 10, 8950–8959. https://doi.org/10.1021/acscatal.0c01447 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Dohendou, M., Pakzad, K., Nezafat, Z., Nasrollahzadeh, M. & Dekamin, MG Avances en quitina, quitosano, almidón, celulosa, pectina, alginato, gelatina y catalizadores a base de goma (nano) para las reacciones de acoplamiento de Heck : Una revisión. En t. J. Biol. macromol. 192, 771–819 (2021).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Jabbar, ZH, Ammar, SH & Ebrahim, SE Inhibición bacteriana fotocatalítica de luz visible mejorada usando nanocompuestos heterogéneos magnéticos reciclables (Fe3O4@SiO2@Ag2WO4@Ag2S) en estructura de núcleo/carcasa. Reinar. Nanotecnología. Monitorear Administrar 16, 100601 (2021).

CAS Google Académico

Gawande, MB, Monga, Y., Zboril, R. y Sharma, R. Nanocompuestos magnéticos decorados con sílice para aplicaciones catalíticas. Coord. química Rev. 288, 118–143 (2015).

Artículo CAS Google Académico

Wang, J. et al. Nanocompuestos a base de polímeros: papel de la interfaz para la absorción efectiva de microondas. Mate. Hoy Phys. 31, 100981 (2023).

Artículo CAS Google Académico

Valiey, E., Dekamin, MG y Bondarian, S. Ácido sulfámico injertado en quitosano reticulado por unidades dendríticas: un organocatalizador heterogéneo, altamente eficiente y de base biológica para la síntesis verde de derivados de 2,3-dihidroquinazolina. RSC Avanzado. 13, 320–334 (2023).

Artículo ADS CAS Google Académico

Valiey, E. & Dekamin, MG Cobre soportado en un PMO con puente diamida-diácido: un catalizador híbrido eficiente para la oxidación en cascada de alcoholes bencílicos/condensación de Knoevenagel. RSC Avanzado. 12, 437–450. https://doi.org/10.1039/D1RA06509B (2022).

Artículo ADS CAS Google Académico

Rostami, N., Dekamin, M., Valiey, E. & Fanimoghadam, H. Chitosan-EDTA-Cellulose network como un organocatalizador biopolimérico ecológico, reciclable y multifuncional para la síntesis en un solo recipiente de derivados de 2-amino-4H-pirano. ciencia Rep. 12, 8642–8642 (2022).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Valiey, E., Dekamin, MG y Alirezvani, Z. Materiales de quitosano modificado con melamina: un organocatalizador bifuncional eficiente y reciclable para la síntesis verde de dihidropirano [2,3-c] pirazol bioactivo densamente funcionalizado y derivados de bencilpirazolil cumarina. En t. J. Biol. macromol. 129, 407–421. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.01.027 (2019).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Dekamin, MG, Azimoshan, M. & Ramezani, L. Chitosan: un catalizador de biopolímero renovable y recuperable altamente eficiente para la síntesis rápida de α-amino nitrilos e iminas en condiciones suaves. química verde. 15, 811–820 (2013).

Artículo CAS Google Académico

Sadiri, SM, Sadjadia, A. & Dekamin, MG Sensor amperométrico de glucosa basado en nanopartículas de níquel/quitosano y nanotubos de carbono multipared sobre electrodo de grafito modificado. Soy. J.Anal. química 6, 173–178 (2014).

Google Académico

de Abrantes, PG et al. La condensación eficiente de Knoevenagel promovida por un catalizador heterogenizado bifuncional a base de quitosano-EDTA a temperatura ambiente. Catal. Letón. 153(4), 945–955 (2022).

Artículo Google Académico

Lv, D. & Zhang, M. O-carboximetil quitosano admitió catalizadores heterogéneos de paladio y Ni para la reacción heck. Moléculas 22, 150 (2017).

Artículo PubMed PubMed Central Google Académico

Baran, T., Sargin, I., Kaya, M. & Menteş, A. Catalizador de Pd (II) heterogéneo verde producido a partir de microesferas de quitosano-celulosa para la síntesis verde de biarilos. hidratos de carbono polim. 152, 181–188 (2016).

Artículo CAS Google Académico

Zeng, M., Yuan, X., Yang, Z. y Qi, C. Nuevas membranas macroporosas de quitosano reticuladas con cationes de paladio para aplicaciones de catálisis heterogénea. En t. J. Biol. macromol. 68, 189–197 (2014).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Zeng, M., Qi, C. y Zhang, X.-M. Las microesferas de quitosano soportaron catalizadores heterogéneos de paladio modificados con polvos de concha de perla. En t. J. Biol. macromol. 55, 240–245 (2013).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Karimi, B. & Enders, D. Nuevo complejo de carbeno paladio N-heterocíclico/matriz líquida iónica inmovilizada en sílice: aplicación como catalizador recuperable para la reacción de Heck. org. Letón. 8, 1237–1240 (2006).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Gotthardt, MA, Beilmann, A., Schoch, R., Engelke, J. & Kleist, W. Inmovilización post-sintética de complejos de paladio en marcos metalorgánicos: un nuevo concepto para el diseño de catalizadores heterogéneos para reacciones de Heck. RSC Avanzado. 3, 10676–10679. https://doi.org/10.1039/C3RA42105H (2013).

Artículo ADS CAS Google Académico

Lubell, WD, Beauregard, KS & Polyak, F. en Comprehensive Chirality (eds Eric M. Carreira & Hisashi Yamamoto) 86–104 (Elsevier, 2012).

Mulzer, J. en Comprehensive Chirality (eds Erick M. Carreira & Hisashi Yamamoto) 122–162 (Elsevier, 2012).

Bossi, A., Cretich, M. & Righetti, PG Producción de D-fenilglicina a partir de (D, L)-fenilglicina racémica mediante penicilina G acilasa atrapada isoeléctricamente. Biotecnología. Bioing. 60, 454–461 (1998).

3.0.CO;2-L" data-track-action="article reference" href="https://doi.org/10.1002%2F%28SICI%291097-0290%2819981120%2960%3A4%3C454%3A%3AAID-BIT7%3E3.0.CO%3B2-L" aria-label="Article reference 43" data-doi="10.1002/(SICI)1097-0290(19981120)60:43.0.CO;2-L">Artículo CAS PubMed Google Académico

Grishin, D., Zhdanov, D., Pokrovskaya, M. & Sokolov, N. D-aminoácidos en la naturaleza, agricultura y biomedicina. Toda la vida 13, 11–22 (2020).

Artículo Google Académico

Tao, G.-H. et al. Preparación, caracterización y aplicación de líquidos iónicos verdes a base de aminoácidos. química verde. 8, 639–646 (2006).

Artículo CAS Google Académico

Jiang, Y.-Y. et al. Aminoácidos de tetraalquilamonio como líquidos iónicos funcionalizados de baja viscosidad. química común 4, 505–507 (2008).

Artículo Google Académico

Wang, X., Akhmedov, NG, Duan, Y., Luebke, D. & Li, B. Inmovilización de líquidos iónicos de aminoácidos en microesferas nanoporosas como absorbentes robustos para la captura de CO2. J.Mater. química A1, 2978–2982 (2013).

Artículo CAS Google Académico

Marshall, RJ et al. Aminoácidos como moduladores altamente eficientes para monocristales de estructuras organometálicas de zirconio y hafnio. J.Mater. química A 4, 6955–6963 (2016).

Artículo CAS Google Académico

Stone, R. (Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia, 2009).

Kriukov, GV et al. Caracterización de selenoproteomas de mamíferos. Ciencia 300, 1439–1443 (2003).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Wang, J. et al. Síntesis asistida por microondas, estructura y actividad antitumoral del polisacárido selenizado de Artemisia sphaerocephala. En t. J. Biol. macromol. 95, 1108–1118 (2017).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Gallego-Gallegos, M., Doig, LE, Tse, JJ, Pickering, IJ & Liber, K. Biodisponibilidad, toxicidad y biotransformación del selenio en larvas de mosquito (Chironomus dilutus) expuestas a través del agua o la dieta a partículas elementales de selenio, selenita o algas selenizadas. Reinar. ciencia Tecnología 47, 584–592 (2013).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Kaur, N. Síntesis verde asistida por ultrasonido de heterociclos O y S de cinco miembros. sintetizador común 48, 1715–1738 (2018).

Artículo CAS Google Académico

Banerjee, B. Desarrollos recientes en la síntesis multicomponente en un solo recipiente asistida por ultrasonido de heterociclos biológicamente relevantes. Ultrasonido. Sonochem. 35, 15–35 (2017).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Martins, MA et al. 4-Alcoxi-1,1,1-tricloro-3-alquen-2-onas: preparación y aplicaciones en síntesis heterocíclica. actual org. sintetizador 1, 391–403 (2004).

Artículo CAS Google Académico

Druzhenko, T. et al. Síntesis fotoquímica de 2-azabiciclo [3.2.0] heptanos: bloques de construcción avanzados para el descubrimiento de fármacos. Síntesis de 2,3-etanoprolina. J. Org. química 83, 1394–1401 (2018).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Candeias, NR, Branco, LC, Gois, PM, Afonso, CA & Trindade, AF Enfoques más sostenibles para la síntesis de heterociclos basados ​​en N. química Rev. 109, 2703–2802 (2009).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Dondoni, A. Heterociclos en síntesis orgánica: tiazoles y triazoles como casos ejemplares de auxiliares sintéticos. org. Biomol. química 8, 3366–3385 (2010).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Lee, H.-K. et al. Uso de furanos en la síntesis de compuestos bioactivos. aplicación pura química 77, 139–143 (2005).

Artículo CAS Google Académico

Dekamin, MG, Kazemi, E., Karimi, Z., Mohammadalipoor, M. y Naimi-Jamal, MR Chitosan: un soporte de biomacromolécula eficiente para la catalización sinérgica de ésteres de Hantzsch por CuSO4. En t. J. Biol. macromol. 93, 767–774. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2016.09.012 (2016).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Saleh, TS, Eldebss, TM y Albishri, HM Síntesis de tres componentes en un solo recipiente asistida por ultrasonido de pirimido [1,2-a] benzimidazoles y pirazolo [3,4-b] piridinas: un nuevo acceso a través del sintón de fenilsulfona. Ultrasonido. Sonochem. 19, 49–55 (2012).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Boukis, AC, Reiter, K., Frölich, M., Hofheinz, D. y Meier, MA Las reacciones multicomponente proporcionan moléculas clave para la comunicación secreta. Nat. común 9, 1439 (2018).

Artículo ADS PubMed PubMed Central Google Scholar

Koolivand, M., Nikoorazm, M., Ghorbani-Choghamarani, A., Azadbakht, R. & Tahmasbi, B. Ni-polímero de coordinación de ácido cítrico como catalizador práctico para reacciones multicomponente. ciencia Reps. 11, 24475 (2021).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Hussain-Khil, N., Ghorbani-Choghamarani, A. & Mohammadi, M. Un nuevo polímero de coordinación de plata basado en 4,6-diamino-2-pirimidintiol: Síntesis, caracterización y aplicación catalítica en la síntesis asimétrica de polihidroquinolinas de Hantzsch. ciencia Rep. 11, 15657. https://doi.org/10.1038/s41598-021-94846-6 (2021).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Gu, Y. Reacciones multicomponente en solventes no convencionales: Estado del arte. química verde. 14, 2091–2128 (2012).

Artículo CAS Google Académico

Gulati, S., Singh, R. & Sangwan, S. Reacción multicomponente mediada por jugo de frutas para la síntesis de isoxazoles sustituidos y su bioevaluación in vitro. ciencia Rep. 11, 23563. https://doi.org/10.1038/s41598-021-03057-6 (2021).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Ghafuri, H., Tajik, Z., Ghanbari, N. & Hanifehnejad, P. Preparación y caracterización de l-arginina soportada en nitruro de carbono grafítico como catalizador altamente eficiente y reciclable para la síntesis en un solo recipiente de las reacciones de condensación. ciencia Rep. 11, 19792. https://doi.org/10.1038/s41598-021-97360-x (2021).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Saneinezhad, S., Mohammadi, L., Zadsirjan, V., Bamoharram, FF & Heravi, MM Biocompuesto de celulosa funcionalizada Preyssler decorado con nanopartículas de plata como un catalizador novedoso y eficiente para la síntesis de 2-amino-4H-piranos y espirocromenos. ciencia Rep. 10, 14540. https://doi.org/10.1038/s41598-020-70738-z (2020).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Dekamin, MG, Mehdipoor, F. & Yaghoubi, A. Óxido de grafeno funcionalizado con 1,3,5-tris(2-hidroxietil)isocianurato: un nanocatalizador novedoso y eficiente para la síntesis en un solo recipiente de 3,4-dihidropirimidina-2( 1H)-unos. Nueva J. Chem. 41, 6893–6901. https://doi.org/10.1039/C7NJ00632B (2017).

Artículo CAS Google Académico

Fattahi, B. & Dekamin, MG Nanocompuesto de melamina de ácido trimésico decorado con Fe3O4/SiO2: un organocatalizador supramolecular reutilizable para la síntesis eficiente de múltiples componentes de derivados de imidazol. ciencia Rep. 13, 401. https://doi.org/10.1038/s41598-023-27408-7 (2023).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Ghosh, S., Saikh, F., Das, J. & Pramanik, AK Hantzsch Síntesis de 1,4-dihidropiridina en etanol acuoso mediante luz visible. tetraedro Lett. 54, 58–62 (2013).

Artículo CAS Google Académico

Li, M., Zuo, Z., Wen, L. y Wang, S. Síntesis combinatoria asistida por microondas de andamios de 1,4-dihidropiridinas hexasustituidas mediante una reacción multicomponente de dos pasos en un solo recipiente seguida de una S-alquilación. J. Peine. química 10, 436–441 (2008).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Ramish, SM, Ghorbani-Choghamarani, A. & Mohammadi, M. Microporoso jerárquicamente Zn-MOF como catalizador eficiente para la síntesis de polihidroquinolinas de Hantzsch. ciencia Rep. 12, 1479. https://doi.org/10.1038/s41598-022-05411-8 (2022).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Sainani, J., Shah, A. y Arya, V. Síntesis de 4-aril-1, 4, 5, 6, 7, 8-hexahidro-5-oxo-2,7,7-trimetil-quinolina-3- carboxilatos y amidas. ChemInform https://doi.org/10.1002/chin.199440156 (1994).

Artículo Google Académico

Mekheimer, RA, Hameed, AA y Sadek, KU Reacciones termoquímicas solares: síntesis de cuatro componentes de derivados de polihidroquinolina inducida por energía solar térmica. química verde. 10, 592–593 (2008).

Artículo CAS Google Académico

Ko, S., Sastry, M., Lin, C. y Yao, CF.-F. Síntesis en un solo recipiente catalizada por yodo molecular de derivados de 1,4-dihidropiridina 4-sustituidos a través de la reacción de Hantzsch. tetraedro Lett. 46, 5771–5774 (2005).

Artículo CAS Google Académico

Karade, NN, Budhewar, VH, Shinde, SV & Jadhav, WN L-prolina como organocatalizador eficiente para la síntesis de polihidroquinolina a través de la reacción de Hantzsch multicomponente. Letón. org. química 4, 16–19 (2007).

Artículo CAS Google Académico

Nasr-Esfahani, M., Hoseini, SJ, Montazerozohori, M., Mehrabi, R. y Nasrabadi, H. Nanopartículas magnéticas de Fe3O4: nanocatalizador eficiente y recuperable para la síntesis de polihidroquinolinas y 1,4-dihidropiridinas de Hantzsch en condiciones sin disolventes . J. Mol. Catal. R: Química. 382, 99–105 (2014).

Artículo CAS Google Académico

Kassaee, M., Masrouri, H. & Movahedi, F. Síntesis de derivados de polihidroquinolina promovida por nanopartículas de ZnO a través de la reacción de Hantzsch multicomponente. mensual para quimica quimica lunes 141, 317-322 (2010).

Artículo CAS Google Académico

Breitenbucher, JG & Figliozzi, G. Síntesis en fase sólida de 4-aril-1,4-dihidropiridinas a través de la condensación de tres componentes de Hantzsch. tetraedro Lett. 41, 4311–4315 (2000).

Artículo CAS Google Académico

Das, B., Ravikanth, B., Ramu, R. y Rao, BV Una síntesis eficiente en un solo recipiente de polihidroquinolinas a temperatura ambiente utilizando zeolita HY. química Farmacia Toro. 54, 1044–1045 (2006).

Artículo CAS Google Académico

Kumar, P., Kumar, A. & Hussain, K. El diacetato de yodobenceno (IBD) catalizó una rápida aromatización oxidativa de Hantzsch-1,4-dihidropiridinas a piridinas bajo irradiación ultrasónica. Ultrasonido. Sonochem. 19, 729–735 (2012).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Pagadala, R., Maddila, S. & Jonnalagadda, SB Eco-eficiente síntesis de respuesta ultrasónica de pirimidinas/piridinas. Ultrasonido. Sonochem. 21, 472–477 (2014).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Chatel, G. & Varma, RS Ultrasonido e irradiación de microondas: contribuciones de métodos alternativos de activación fisicoquímica a la Química Verde. química verde. 21, 6043–6050 (2019).

Artículo CAS Google Académico

Maury, SK et al. Una síntesis "en agua" asistida por ultrasonido multicomponente fácil y eficiente del anillo de benzodiazepina. mol. Diversos. 25, 131–142 (2020).

Artículo PubMed Google Académico

Gupta, P. & Paul, S. Ácidos sólidos: alternativas verdes para la catálisis ácida. Catal. Hoy 236, 153–170 (2014).

Artículo CAS Google Académico

Wang, Y., Hou, Q., Ju, M. & Li, W. Nuevos desarrollos en la preparación de materiales usando una combinación de líquidos iónicos e irradiación de microondas. Nanomateriales 9, 647 (2019).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Fattahi, AH, Dekamin, MG y Clark, JH Optimización de la síntesis verde y ambientalmente benigna de acetato de isoamilo en presencia de conchas marinas molidas con bolas mediante la metodología de superficie de respuesta. ciencia Rep. 13, 2803. https://doi.org/10.1038/s41598-023-29568-y (2023).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Dohendou, MD, Mohammad, G. & Namaki, D. Pd@L-Asparagine-EDTA-Chitosan: un catalizador biodegradable y de base biológica altamente eficaz y reutilizable para la reacción de acoplamiento cruzado de Heck en condiciones suaves. Avanzado a nanoescala https://doi.org/10.1039/D3NA00058C (2023).

Artículo PubMed PubMed Central Google Académico

Valiey, E. & Dekamin, MG Diseño y caracterización de un PMO con puente de urea que admite nanopartículas de Cu (II) como catalizador heterogéneo altamente eficiente para la síntesis de derivados de tetrazol. ciencia Rep. 12, 18139. https://doi.org/10.1038/s41598-022-22905-7 (2022).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Rostami, N., Dekamin, MG, Valiey, E. & FaniMoghadam, H. L-asparagina–EDTA–amida MNP recubiertas de sílice: un organocatalizador de núcleo-capa multifuncional altamente eficiente y nanoordenado para la síntesis verde de 3,4- compuestos de dihidropirimidin-2(1H)-ona. RSC Avanzado. 12, 21742–21759. https://doi.org/10.1039/D2RA02935A (2022).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Nikooei, N., Dekamin, MG & Valiey, E. MCM-41 funcionalizado con ácido benceno-1,3,5-tricarboxílico como catalizador híbrido novedoso y recuperable para la síntesis rápida y eficiente de 2,3-dihidroquinazolin-4(1H )-unos a través de una reacción de tres componentes en un solo recipiente. Res. química Intermedio. 46, 3891–3909. https://doi.org/10.1007/s11164-020-04179-8 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Yaghoubi, A. & Dekamin, MG Síntesis verde y sencilla de andamio de 4H-pirano catalizada por organosílice mesoporoso periódico nanoordenado puro con estructura de isocianurato (PMO-ICS). QuímicaSeleccione 2, 9236–9243. https://doi.org/10.1002/slct.201700717 (2017).

Artículo CAS Google Académico

Akbarzadeh, A. & Dekamin, MG Un método fácil y ambientalmente benigno mediado por polietilenglicol 600 para la síntesis de derivados de 2-aminotiofeno densamente funcionalizados bajo ultrasonidos. química verde. Letón. Rev. 10, 315–323. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2017.11.050 (2017).

Artículo CAS Google Académico

Matloubi Moghaddam, F., Hojabri, L. & Dohendou, M. Conversión de nitrilos a tioamidas asistida por microondas en condiciones sin solventes. Sintético Comun. 33, 4279–4284 (2003).

Artículo CAS Google Académico

Moghaddam, FM & Dakamin, MG Reordenamiento de Thia-Fries de sulfonatos de arilo en medios secos bajo activación de microondas. tetraedro Lett. 41, 3479–3481 (2000).

Artículo CAS Google Académico

Moghaddam, FM, Ghaffarzadeh, M. & Dakamin, MG Reacción Willgerodt-Kindler de estirenos asistida por microondas. J. Chem. Res. 2000, 228–229 (2000).

Artículo Google Académico

Clark, JH, Dekamin, MG & Moghaddam, FM Reordenamiento de Fries genuinamente catalítico usando zirconia sulfatada. química verde. 4, 366–368. https://doi.org/10.1039/B203943P (2002).

Artículo CAS Google Académico

Rao, GD, Nagakalyan, S. & Prasad, G. Síntesis libre de solventes de derivados de polihidroquinolina empleando nanopartículas de titania dopadas con iones de vanadio mesoporosas como un catalizador heterogéneo robusto a través de la reacción de Hantzsch. RSC Avanzado. 7, 3611–3616 (2017).

Artículo ANUNCIOS Google Académico

Zhang, Q., Ma, X.-M., Wei, H.-X., Zhao, X. & Luo, J. Líquido iónico funcionalizado con amina terciaria anclada covalentemente en nano-Fe3O4 recubierto de sílice como una solución novedosa, eficiente y magnéticamente catalizador recuperable para la reacción asimétrica de Hantzsch y la condensación de Knoevenagel. RSC Avanzado. 7, 53861–53870 (2017).

Artículo ADS CAS Google Académico

Zhaleh, S., Hazeri, N., Faghihi, MR y Maghsoodlou, MT Chitosan: un organocatalizador sostenible, reutilizable y biodegradable para la síntesis ecológica de derivados de 1,4-dihidropiridina en condiciones sin disolventes. Res. química Intermedio. 42, 8069–8081 (2016).

Artículo CAS Google Académico

Singh, SK & Singh, KN Síntesis de polihidroquinolinas en un solo recipiente fácil y eficiente catalizada por glicina a través de la condensación multicomponente de Hantzsch bajo microondas controlado. J. Heterocicl. química 47, 194–198 (2010).

CAS Google Académico

Taghavi Fardood, S., Ramazani, A., Golfar, Z. & Joo, SW Síntesis verde de nanopartículas de ferrita de Ni-Cu-Zn utilizando goma de tragacanto y su uso como catalizador eficiente para la síntesis de derivados de polihidroquinolina. aplicación Organomet. química 31, e3823 (2017).

Artículo Google Académico

Shiri, L., Ghorbani-Choghamarani, A. & Kazemi, M. Síntesis y caracterización de DETA/Cu (NO3)2 soportado en nanopartículas magnéticas: un catalizador altamente activo y reciclable para la síntesis sin solventes de polihidroquinolinas. Monatsh. para Chemie-Chem. Mont. 148, 1131-1139 (2017).

Artículo CAS Google Académico

Goel, V., Bajwan, A., Chauhan, S. & Goel, S. Un método eficiente y versátil para la síntesis de 1,4-dihidropiridinas en condiciones de reacción suaves. química ciencia 7, 343–347 (2018).

CAS Google Académico

Mirzaei, H. & Davoodnia, A. Síntesis sol-gel asistida por microondas de nanopartículas de MgO y su actividad catalítica en la síntesis de 1,4-dihidropiridinas de Hantzsch. Mentón. J. Catal. 33, 1502-1507 (2012).

Artículo CAS Google Académico

Debache, A. et al. Una síntesis eficiente en un solo paso de 1,4-dihidropiridinas a través de una reacción de Hantzsch de tres componentes catalizada por trifenilfosfina en condiciones suaves. tetraedro Lett. 50, 5248–5250 (2009).

Artículo CAS Google Académico

Taheri, N., Heidarizadeh, F. & Kiasat, A. Un nuevo catalizador magnéticamente recuperable que promueve la síntesis de derivados de 1,4-dihidropiridina y polihidroquinolina a través de la condensación de Hantzsch en condiciones sin solventes. J. magn. Magn. Mate. 428, 481–487 (2017).

Artículo ADS CAS Google Académico

Niaz, H. et al. Síntesis de 4-sustituido-2,6-dimetil-1,4-dihidropiridin-3,5-dicarboxilatos de dietilo como una nueva serie de inhibidores contra la α-glucosidasa de levadura. EUR. J.Med. química 95, 199–209 (2015).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Das, SK, Mondal, S., Chatterjee, S. & Bhaumik, A. Polímero orgánico poroso rico en N como organocatalizador heterogéneo para la síntesis en un solo recipiente de derivados de polihidroquinolina a través de la reacción de condensación de Hantzsch. ChemCatChem 10, 2488–2495 (2018).

Artículo CAS Google Académico

Li, BL, Zhong, AG & Ying, AG Nuevos líquidos iónicos funcionalizados con SO3H: síntesis fácil y eficiente catalizada de derivados de polihidroquinolina mediante condensación hantzsch bajo irradiación de ultrasonido. J. Heterocicl. química 52, 445–449 (2015).

Artículo CAS Google Académico

FaniMoghadam, H., Dekamin, MG & Rostami, N. Ácido para-aminobenzoico injertado en nanopartículas magnéticas recubiertas de sílice: un organocatalizador altamente eficiente y sinérgico para la síntesis en agua de 2,3-dihidroquinazolin-4(1H)-onas. Res. química Intermedio. 48, 3061–3089. https://doi.org/10.1007/s11164-022-04736-3 (2022).

Artículo CAS Google Académico

Dekamin, MG, Karimi, Z. & Farahmand, M. 2-(N-hidroxicarbamoil)benzoato de tetraetilamonio: un potente catalizador bifuncional libre de metales para la cianosilación eficiente y rápida de compuestos de carbonilo en condiciones suaves. Catal. ciencia Tecnología 2, 1375–1381. https://doi.org/10.1039/C2CY20037F (2012).

Artículo CAS Google Académico

Dekamin, MG, Sagheb-Asl, S. y Reza Naimi-Jamal, M. Una síntesis rápida de éteres trimetilsilílicos de cianohidrina utilizando 2-(carbamoil) benzoato de tetraetilamonio como organocatalizador bifuncional. tetraedro Lett. 50, 4063–4066. https://doi.org/10.1016/j.tetlet.2009.04.090 (2009).

Artículo CAS Google Académico

Yoo, JS, Laughlin, TJ, Krob, JJ & Mohan, RS Síntesis catalizada por bromuro de bismuto (III) de derivados de polihidroquinolina a través de la reacción de Hantzsch. tetraedro Lett. 56, 4060–4062 (2015).

Artículo CAS Google Académico

Dekamin, MG et al. Ácido algínico: un organocatalizador biopolimérico heterogéneo bifuncional suave y renovable para la síntesis fácil y eficiente de polihidroquinolinas. En t. J. Biol. macromol. 108, 1273–1280. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2017.11.050 (2018).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Choudhury, P., Ghosh, P. y Basu, B. Nanoláminas de óxido de grafeno funcionalizadas con amina (AFGON): un catalizador bifuncional eficiente para la formación selectiva de 1,4-dihidropiridinas, acridinedionas y polihidroquinolinas. mol. Diversos. 24, 283–294 (2020).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Rekunge, DS, Khatri, CK y Chaturbhuj, GU Poliborato sulfatado: un catalizador eficiente y reutilizable para la síntesis en un solo recipiente de derivados de 1,4-dihidropiridinas de Hantzsch utilizando carbonato de amonio en condiciones sin disolventes. tetraedro Lett. 58, 1240–1244 (2017).

Artículo CAS Google Académico

Safaiee, M. et al. Síntesis y aplicación de oxo de vanadio con soporte de quitosano en la síntesis de 1,4-dihidropiridinas y 2,4,6-triarilpiridinas mediante oxidación basada en anoméricos. Nueva J. Chem. 42, 12539–12548 (2018).

Artículo CAS Google Académico

Boskovic, G. & Baerns, M. Desactivación de catalizadores. en Principios básicos en catálisis aplicada (ed M. Baerns) 477–503. (Primavera, 2004)

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Estamos agradecidos por el apoyo financiero parcial del Consejo de Investigación de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Irán (IUST), Teherán, Irán (Subvención No 160/22061 por su apoyo. También nos gustaría reconocer el apoyo del Consejo de Iniciativa de Nanotecnología de Irán (INIC), Irán.

Laboratorio de Investigación de Compuestos Farmacéuticos y Heterocíclicos, Departamento de Química, Universidad de Ciencia y Tecnología de Irán, Teherán, 1684613114, Irán

Peyman Shakib, Mohammad G. Dekamin, Ehsan Valiey, Shahriar Karami y Mohammad Dohendou

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(1) P. Sh. trabajó en el tema, como su tesis de maestría, y preparó el borrador inicial del manuscrito. (2) El Prof. MGD es el supervisor del Sr. P.Sh., el Sr. EV, el Sr. Sh.K. y el Sr. MD como su MSc. y doctorado estudiantes. Además, editó y revisó el manuscrito por completo. (3) EV trabajó en estrecha colaboración con P.Sh. para la realización de experimentos, interpretación de la caracterización y elaboración del borrador inicial del manuscrito. (4) Sh.K. trabajó en estrecha colaboración con P.Sh. por hacer experimentos y dibujar gráficos del borrador inicial del manuscrito. (5) MD trabajó en estrecha colaboración con P.Sh. para la interpretación de los datos de caracterización y dibujo de gráficos durante la revisión del manuscrito.

Correspondencia a Mohammad G. Dekamin.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Reimpresiones y permisos

Shakib, P., Dekamin, MG, Valiey, E. et al. Preparación y aplicación promovidas por ultrasonido de núcleo/envoltura bifuncional novedoso Fe3O4@SiO2@PTS-APG como un catalizador sólido en la síntesis rápida de ésteres de Hantzsch. Informe científico 13, 8016 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-33990-7

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Recibido: 27 de septiembre de 2022

Aceptado: 21 de abril de 2023

Publicado: 17 mayo 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-33990-7

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