31866

الكتروسنتز 3،2،1-تري آزول با استفاده از نانوكاتاليزور لايه نازك هيدروكسيد لايه دوگانه (Cu2O/Ni/Co LDH) مشتق شده از ZIF-67

كارشناسي ارشد

شيمي آلي

1400

1403/8/2

سركار خانم دكتر جوانشير

دكتر خيبر دشتيان

شيمي

تركيبات تري آزول‌ در شيمي دارويي و شيمي زيستي داراي اهميت ويژه هستند. اين تركيبات در درمان عفونت‌ها، انواع سرطان¬ها، تشنج، التهاب، تخريب سلول هاي عصبي و استرس و غيره نقش كليدي دارند. حضور سه اتم نيتروژن در ساختارهاي تري آزول فرصت‌هايي را براي تغييرات ساختاري براي توليد عوامل موثر درماني جديد، كه با تركيبات هتروسيكل ديگر متفاوت است، فراهم مي كند؛ به همين ترتيب، داروهاي زيادي بر اين پايه در بازار وجود دارد. بااين‌حال، سنتز تري آزول‌هاي جديدتر براي كشف پيامدهاي دارويي ناشناخته و پيشرفته در حال توسعه است. روش‌هايي گوناگوني به ‌منظور سنتز اين مواد در شيمي آلي از جمله سنتز با امواج ماكروويو، سنتز با مايعات يوني، سنتز كيليك بدون فلز، واكنش سنتز حلقه زايي آزيد-آلكين كاتاليز شده با مس (I)، سنتز كاتاليز شده با باز، سنتز كاتاليز شده با نانوكاتاليزورها و غيره وجود دارد. از اين ميان، نانوكاتاليزورها به علت دارا بودن جايگاه فعال و سطح تماس بالا، قادرند بازده واكنشهاي سنتزي را تا حد زيادي افزايش داده و صرفه‌ اقتصادي قابل‌توجه¬تري ايجاد كنند. نانوكاتاليزورهاي لايه نازك پاسخگو به عوامل تحريك خارجي مانند پتانسيل، حرارت، نور، امواج فراصوت و غيره بازده فرايندهاي كاتاليزوري كلاسيك را بهبود بخشيده و همچنين هزينه هاي جداسازي و بازيابي كاتاليزورها را به حداقل رسانده اند. از اين رو، در پروژه حاضر يك كاتاليزور لايه نازك ناهمگن مبتني بر اكسيد مس (I) احاطه شده با هيدروكسيدهاي لايه دوگانه نيكل/كبالت (Cu2O/CoNi-LDH) مشتق شد از چارچوب فلز-آلي ايميدازولاتي ZIF-67 رشد يافته بر بستر فوم مس با ادغام روش هاي الكتروشيميايي و گرمآبي توسعه داده شده است. بررسي هاي فيزيكي و شيميايي تاييد كرد كه كاتاليزور تهيه شده داراي مورفولوژي همگن و يكنواخت گل¬برگ-مانند و با بلورينگي مطلوبي مي باشد. عملكرد كاتاليزوري Cu2O/Co Ni-LDH براي سنتز الكتروشيميايي (تحريك شده با پتانسيل 5 ولت) تركيب 3،2،1-تري آزول از پيش ماده هاي بنزيل برميد، آزيد سديم و فنيل استيلن در محيط مخلوط آب و اتانول به نسبت حجمي 1:1 به عنوان حلال و دماي 70 درجه سانتي‌گراد به طور موفقيت آميزي بررسي شد. بازده واكنش 90 درصد محاسبه شد، اين يافته‌ها را مي‌توان به (1) نانوذرات Cu2O بسيار پراكنده در بافت LDH كه به‌طور آني از طريق كاهش درجا يون‌هاي Cu+ پراكنده در سطح اتمي در شبكه‌هاي بافت زمينه LDH كه از جداسازي و اثر تثبيت Ni-OH تشكيل شده‌اند، (2) ارتقاء قوي حضور يون هاي Ni2+ و Co2+ پراكنده در سطح اتمي و اثر هم افزايي احتمالي Cu2O/Ni Co-LDH و LDH (3) افزايش ظرفيت جذب واكنش دهنده‌ها بر اساس مورفولوژي منحصر به فردگلبرگ-مانند نسبت داد. اين كار يك رويكرد ارزان و انعطاف‌پذير براي ساخت نانوكاتاليزور لايه نازك ناهمگن با استفاده از عناصر فراوان در زمين ارائه كرده است كه مي‌تواند پنجره جديدي به كاربردهاي عملياتي سنتز پيش ماده‌هاي دارويي باز كند.

1403/10/16

Electrosynthesis of 1,2,3-triazole using thin-layer double hydroxide nano catalyst (Cu2O/Ni/Co LDH) derived from ZIF-67

10/23/2025 12:00:00 AM

Triazole compounds are of particular importance in medicinal chemistry and biochemistry. These compounds play a key role in the treatment of infections, various cancers, seizures, inflammation, neuronal cell destruction and stress, etc. The presence of three nitrogen atoms in triazole structures provides opportunities for structural changes to produce novel therapeutic agents, which are different from other heterocyclic compounds; thus, there are many drugs based on this in the market. However, the synthesis of newer triazoles is being developed to discover unknown and advanced pharmacological effects. There are various methods for the synthesis of these materials in organic chemistry, including microwave synthesis, ionic liquid synthesis, metal-free cyclic synthesis, copper (I)-catalyzed azide-alkyne cyclization, base-catalyzed synthesis, nanocatalyst-catalyzed synthesis, etc. Among them, nanocatalysts, due to their active sites and high contact surface area, are able to greatly increase the efficiency of synthetic reactions and provide significant economic savings. Thin-film nanocatalysts responsive to external stimuli such as potential, heat, light, ultrasound, etc. have improved the efficiency of classical catalytic processes and have also minimized the costs of separation and recovery of catalysts. Therefore, in the present project, a heterogeneous thin-film catalyst based on copper (I) oxide surrounded by Nickel/Cobalt double layer hydroxides (Cu2O/CoNi-LDH) derived from the imidazolate metal-organic framework ZIF-67 grown on a copper foam substrate has been developed by integrating electrochemical and hydrothermal methods. Physical and chemical investigations confirmed that the prepared catalyst had a homogeneous and uniform petal-like morphology with desirable crystallinity. The catalytic performance of Cu2O/CoNi-LDH for the electrochemical synthesis (stimulated with a potential of 5 V) of 1,2,3-triazole compound from benzyl bromide, sodium azide and phenylacetylene precursors in a mixed medium of water and ethanol in a volume ratio of 1:1 as solvent and a temperature of 70 °C was successfully investigated. The reaction efficiency was calculated to be 90%, which can be attributed to (1) highly dispersed Cu2O nanoparticles in the LDH matrix, which are instantaneously formed through in situ reduction of atomically dispersed Cu+ ions in the LDH matrix lattices formed by the separation and stabilization effect of Ni-OH, (2) strong enhancement of the presence of atomically dispersed Ni2+ and Co2+ ions and the possible synergistic effect of Cu2O/NiCo-LDH and LDH, and (3) enhanced adsorption capacity of reactants based on the unique petal-like morphology. This work provides a cheap and flexible approach to fabricate heterogeneous thin-film nanocatalysts using earth-abundant elements, which may open a new window to the practical applications of drug precursor synthesis.

الكتركاتاليزور لايه نازك لايه دوگانه (Cu2O/Ni Co LDH) , واكنش كليك , سنتز 3،2،1-تري آزول

Thin-film double-layer electrocatalyst (Cu2O/NiCo LDH) , click reaction , 1,2,3-triazole synthesis

Mohammad Kaboudvand

Dr. Javanshir