디셀레노비스

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 14865(2022) 이 기사 인용

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본 연구에서는 셀레늄으로 기능화된 산화철 나노입자를 기반으로 한 새로운 이종 자기 촉매 시스템이 아미드/펩타이드 결합 형성을 촉진하기 위해 제시되고 제안되었습니다. "Fe3O4/SiO2-DSBA"(DSBA는 2,2'-디셀란디일비스 벤즈아미드를 나타냄)라는 이름으로 준비된 나노촉매는 물리화학적 특성을 확인하기 위해 정확하게 특성화되었습니다. 가장 뛰어난 점은 설계된 시스템의 촉매 성능을 언급할 수 있는데, 여기서 소량의 Fe3O4/SiO2-DSBA(0.25mol%)만으로 온화한 조건에서 89%의 반응 수율을 얻을 수 있었습니다. 또한 녹색 화학의 중요성이 높기 때문에 상자성 특성(ca. 30 emu·g−1)을 통해 반응 매질에서 촉매 입자를 편리하게 분리할 수 있다는 점에 주목해야 합니다. 이러한 특별한 특성은 촉매 입자를 회수하고 이를 적어도 3번 연속으로 성공적으로 재사용할 수 있는 실질적인 기회를 제공했습니다. 또한, 제시된 촉매 시스템은 경제적 이점, 무독성 등 다른 우수성을 보여주기 때문에 산업 응용 분야에서 규모를 확대하고 활용하는 것이 좋습니다.

시간이 지남에 따라 마이크로 및 나노 규모의 이종 촉매 시스템은 고효율, 편리한 분리, 우수한 재활용성, 생체 적합성 및 녹색 화학 원리와의 일관성과 같은 여러 가지 이유로 인해 점점 더 많은 관심을 끌었습니다1,2,3. 다양한 종류의 불균일 촉매 중에서 산화철(Fe3O4) 자성 나노입자를 기반으로 한 시스템은 합성이 쉽다는 점에서 매우 흥미롭다. 또한, 표면 개질이 가능하며, 외부 자석을 이용하여 반응 매체로부터 분리할 수 있다. 반응 매질로부터의 이러한 쉬운 분리는 분리 및 정제 공정에 사용되는 유기 용매의 요구 사항이 완전히 해결되기 때문에 녹색 화학을 향한 중요한 단계입니다4,5,6,7,8,9,10,11. 서로 다른 층을 가진 Fe3O4 나노입자의 표면 코팅은 표면적 비율을 증가시키고 표면이 원하는 작용기로 긴밀하게 기능화되도록 합니다12.

유기촉매는 금속이나 금속 이온이 없을 때 합성 반응을 촉매할 수 있는 작은 유기 분자입니다. 유기촉매 활용의 주요 과제 중 하나는 분리와 재사용 가능성입니다. 나노입자 표면, 특히 Fe3O4 자성 나노입자에 대한 이러한 촉매의 안정화는 이러한 문제를 해결하기 위한 탁월한 해결책이 될 수 있습니다18,19,20. 유기 촉매 부위에 대한 견고한 지지대를 제공하는 것 외에도 Fe3O4의 활용은 다른 종과 비교하여 몇 가지 다른 이점을 포함합니다. 화학적 측면에서 볼 때, Fe3O4 나노입자의 표면은 수산기 작용기로 가득 차 있기 때문에 공유 결합을 통해 다른 종으로 기능화하는 것이 가능합니다21,22. 지금까지 Fe3O4 나노입자를 포함하는 유기화합물 조성에 관한 여러 보고가 있었으며, 이를 통해 다양한 응용 분야에서 큰 결과가 관찰되었습니다23,24. 물리적 측면에서 볼 때, 구조적 안정성과 열 저항성(및 산화 및 분해에 대한 저항성)은 Fe3O4 나노입자25의 광범위한 활용에 주요 기여자 중 하나입니다. 언급된 우수성은 이러한 재료를 재활용하고 여러 번 재사용할 수 있는 가능성을 제공했습니다26. 더욱이, Fe3O4 나노입자의 큰 상자성 특성으로 인해 보다 편리한 분리가 가능해졌으며 이는 촉매 분야에서 매우 중요합니다. 게다가 녹색 화학 원리28,29에 의해 심각하게 고려되는 이러한 물질의 사용에 대한 생물학적 및 환경적 정당성(예: 무독성, 생체 적합성 및 생분해성)이 있습니다. 그러나 이 연구에서는 촉매 범위에서 효과적인 기능을 활용하려고 합니다.