Nouveau nano hétérogène écologique

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 15364 (2022) Citer cet article

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Un nouveau catalyseur hétérogène respectueux de l'environnement contenant du Cu(II) coordonné à base de Schiff attaché de manière covalente à des nanoparticules de Fe3O4@SiO2 via un lieur imidazolium [Fe3O4@SiO2-Im(Br)-SB-Cu (II)] a été synthétisé et caractérisé à l'aide de diverses techniques. L'efficacité catalytique de ce nanocatalyseur a été testée dans l'eau lors de la synthèse de dérivés du tétrazole à l'aide de deux modèles de réaction multicomposants (MCR) en un seul pot : La synthèse de dérivés de 1-aryl 1H-tétrazole à partir de la réaction de l'aniline, de l'orthoformiate de triéthyle et azoture de sodium et synthèse de dérivés de 5-aryl 1H-tétrazole à partir de la réaction du benzaldéhyde, du chlorhydrate d'hydroxyamine et de l'azoture de sodium. L'enquête a montré que (i) le catalyseur est très efficace dans la synthèse de dérivés du tétrazole avec un rendement élevé (97 %) en milieu aqueux et à des températures douces ; (ii) L'efficacité catalytique est due à la synergie entre le centre métallique et l'ion imidazolium et (iii) L'avantage de la réutilisation du catalyseur sans contamination ni perte significative (12% de plage de perte) dans l'activité catalytique.

Les tétrazoles constituent une classe essentielle de composés poly-aza-hétérocycliques largement découverts dans la nature1. Récemment, les tétrazoles ont reçu beaucoup d'attention en raison de leur large spectre d'applications dans le domaine de la médecine et de la biologie, comme anticancéreux, antiviraux, antiallergiques, antibiotiques, anti-VIH, etc.,2,3,4,5. Les catalyseurs homogènes ont été principalement utilisés, en raison de leur solubilité et de leur activité élevée, dans la synthèse des dérivés du tétrazole que leurs homologues hétérogènes. Cependant, les catalyseurs homogènes souffrent de nombreux inconvénients tels que des conditions de travail à haute température, un recyclage difficile, une contamination du produit et une désactivation par dimérisation. Pour surmonter ces problèmes, des méthodes ont été conçues pour hétérogénéiser ces catalyseurs en les greffant sur des supports organiques6 et inorganiques7,8,9, y compris la polymérisation10,11. Compte tenu des inconvénients associés aux systèmes catalytiques homogènes et hétérogènes, les chercheurs ont consacré des efforts considérables au développement de méthodologies de synthèse efficaces pour la synthèse de dérivés du tétrazole à l’aide de systèmes catalytiques nanostructurés. Depuis 2010, de nombreux nanocatalyseurs ou catalyseurs supportés par des nanomatériaux ont été explorés pour éviter les inconvénients associés aux stratégies conventionnelles de synthèse de dérivés du tétrazole12,13,14,15,16,17. Une revue publiée par Mittal et Awasthi12 a résumé les stratégies de catalyseurs nanométriques les plus importantes utilisées dans la synthèse de dérivés du 1H-tétrazole 5-substitué. Exemples de stratégies de nanocatalyseurs utiles telles que l'utilisation de NP Fe3O4 décrites par Kolo et Sajadi13, l'utilisation du complexe 4′-phényl-2,2′:6′,2′′-terpyridine-cuivre (II) immobilisé sur activé nanotubes de carbone à parois multiples [AMWCNTs-O-Cu(II)-PhTPY] rapportés par Sharghi et ses collègues14, complexe salen de Cu(II) supporté sur des nanoparticules superparamagnétiques Fe3O4@SiO2 [Fe3O4@SiO2/Salen complexe de Cu(II) )] rapporté par Sardarian et ses collègues15, complexe de ligands, y compris la base de Schiff, de cuivre (II) supporté par des nanoparticules superparamagnétiques Fe3O4@SiO2 utilisées par Javidi et ses collègues16 et un nanohybride Cu/argile aminé/oxyde de graphène réduit (Cu/AC/ r-GO nano-hybride) rapportés par Soltan Rad et ses collègues17 ont été développés pour la préparation de divers dérivés de tétrazole 5-substitués afin de présenter tous les bénéfices et avantages possibles en termes de performances, de réutilisabilité et de facilité d'utilisation. Cependant, la plupart des stratégies résumées dans cette revue nécessitent des conditions sans solvant à des températures élevées ou des solvants à des températures élevées, ce qui peut constituer une limitation pour leurs applications. Les nanoparticules magnétiques, en particulier le Fe3O418,19,20, rentable et bien étudié, présentent un certain nombre de caractéristiques remarquables telles qu'une surface active élevée, une faible toxicité, un superparamagnétisme21, une facilité de recyclage grâce à leur élimination des mélanges réactionnels avec un aimant externe22,23, dispersion et réactivité élevées et stabilité chimique/thermique. Également, facilité de modification de surface et de couplage des ligands en raison de la nature chimique et des groupes réactifs accessibles à la surface des nanoparticules24. Toutes ces caractéristiques les rendent très attractifs comme support idéal pour les systèmes nano-catalyseurs pour la synthèse de dérivés du tétrazole.