Fe3O4@nano

May 03, 2023

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 6376 (2023) Citare questo articolo

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La preparazione e la progettazione di nanocatalizzatori basati su biopolimeri magnetici come nanocatalizzatori ecologici e biocompatibili hanno fatto molti progressi. Questo articolo tratta la preparazione del nano-catalizzatore a base di Brønsted a base di biopolimero magnetite da un guscio di nano-mandorla (Prunus dulcis). Questo nano-catalizzatore a base di biopolimero di magnetite è stato ottenuto attraverso un semplice processo basato sul core-shelling di gusci di nano-mandorla e NP Fe3O4 e quindi sull'immobilizzazione di 3-cloropropiltrimetossisilano come linker e 2-amminoetilpiperazina come sezione base. L'analisi strutturale e morfologica di questo nanocatalizzatore a base di biopolimero di magnetite è stata eseguita utilizzando la spettroscopia infrarossa in trasformata di Fourier, la microscopia elettronica a scansione a emissione di campo, la diffrazione di raggi X, l'analisi termogravimetrica, la magnetizzazione del campione vibrante, la spettroscopia a raggi X a dispersione di energia, Brunauer-Emmett –Tecniche di microscopia elettronica a trasmissione e Teller. Le prestazioni del Fe3O4@nano-mandorlo/Si(CH2)3/2-(1-piperazinil)etilammina sintetizzato come un nuovo nanocatalizzatore a base di biopolimero magnetite per la sintesi di diidropirano[3,2-c]cromene e tetraidrobenzo [b]pyran è stato studiato e ha mostrato un'eccellente efficienza.

Negli ultimi anni sono state condotte ricerche approfondite su nuovi nanocatalizzatori a base polimerica. Nuovi polimeri noti come biopolimeri saranno sintetizzati da piante non commestibili e altamente disponibili, nonché da rifiuti agricoli e industriali1,2,3. Inoltre, alcuni biopolimeri possono essere ottenuti da fonti rinnovabili. Questi biopolimeri includono polisaccaridi (cellulosa, destrina, chitosano, ecc.), polimeri proteici (glutine, ovalbumina, proteine ​​di soia, collagene, ecc.), proteine ​​batteriche (3-idrossibutirrato) e altri polimeri4. Tra questi biopolimeri, la cellulosa e i suoi derivati ​​diventano importanti grazie alla loro elevata flessibilità, abbondanza, inerzia chimica, elevata resistenza e capacità di modificare la chimica della superficie5,6,7,8. Il guscio della mandorla (Prunus dulcis) è un guscio di biomassa altamente efficiente e viene generalmente smaltito o incenerito come rifiuto, causando inquinamento ambientale9. I gusci delle mandorle costituiscono circa il 35–75% del peso totale del frutto. Questo volume del guscio ha un elevato potenziale pratico che ha attirato molta attenzione negli ultimi anni10,11. Senturk et al. ha utilizzato il guscio della mandorla come adsorbente per rimuovere il colorante rodamina dalle soluzioni acquose12. Mohan et al. hanno preparato carbone attivato magneticamente dai gusci di mandorle per rimuovere il 2,4,6-trinitrofenolo dall'acqua13. La cellulosa è uno dei componenti principali del guscio delle mandorle, che trasforma questi scarti in materiale adatto per la preparazione di nanocatalizzatori14,15.

Il benzopirano o cromene è un composto eterociclico biciclico organico costituito da anelli benzenici e piranici16,17. I derivati ​​​​del cromene hanno varie proprietà biologiche e medicinali e applicazioni terapeutiche che sono state prese in considerazione dai chimici farmaceutici e organici18. I cromeni hanno mostrato una varietà di proprietà biologiche come antimicrobiche19, antibatteriche20, antitumorali21, anti-HIV22 e feromoni sessuali23. Pertanto, a causa delle proprietà biologiche e terapeutiche e della grande importanza dei cromeni, sono stati segnalati diversi percorsi per la sintesi di questi composti, inclusi metodi one-step o multi-step24. Uno dei metodi più attraenti per la sintesi dei cromeni si basa su reazioni multicomponente (MCR)25,26. Le reazioni multicomponente sono uno dei metodi di maggior successo nel campo dell'aumento della diversità strutturale e della complessità molecolare utilizzando un processo semplice. Questo metodo, come processo di sviluppo per la preparazione di composti organici, consente lo sviluppo di molti composti chimici, con maggiore diversità strutturale. Inoltre, queste reazioni sono considerate uno strumento utile ed efficace per la sintesi di composti organici e generalmente mostrano una buona selettività insieme alla riduzione dei sottoprodotti rispetto alla classica preparazione passo-passo27,28. Maggiore efficienza, semplicità, risparmio di tempo e materiali sono alcuni dei vantaggi di questa categoria di reazioni29. Il diidropirano[3,2-c]cromene e il tetraidrobenzo[b]pirano sono composti organici eterociclici contenenti ossigeno e sono molto attraenti. Per questo motivo, finora, molti catalizzatori tra cui ZnO NPs30, t-ZrO2 NPs31, SB-DABCO@eosin32, Fe3O4@GO-NH233, [PEMIM][OH]34, [(EMIM)Ac]35, L-Prolina36, Chitosano-ZnO37, CESA38, Glicina39, rGO@Fe3O4@ZrCp2Cl240, [email protected]/Cu41, ecc. sono stati utilizzati per la sintesi di questa classe di composti.