CuMnxOy의 개발(x = 2, y = 4)

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 10112(2023) 이 기사 인용

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피라노퀴놀린 유도체는 생물학적 특성으로 인해 합성적으로 중요합니다. 본 연구에서는 이들 파생상품을 친환경적인 방법으로 생산하였다. 이 방법은 제조가 용이하고 성능, 경제성, 재활용성이 뛰어난 것이 특징인 CuMnxOy(x=2, y=4)-GO를 나노촉매로 사용하고, 물을 촉매로 사용하는 방법이다. 녹색 용매. 나노촉매, K2CO3 및 H2O를 사용하여 아릴 글리옥살, 에틸 시아노아세테이트 및 4-히드록시퀴놀린-2(1H)-온의 서로 다른 유도체 간의 다성분 반응인 원팟(one-pot)을 통해 피라노퀴놀린을 합성했습니다. 또한, CuMnxOy-GO 나노촉매의 구조를 다양한 분석을 통해 평가하고 확인했습니다. 이전 연구와 비교하여 이번 연구의 특징은 쉬운 작업, 나노촉매의 재활용성, 손쉬운 합성 공정 및 높은 수율의 제품을 제공한다는 것입니다.

인구가 증가하고 다양한 질병이 출현함에 따라 약물, 특히 구조에 헤테로고리 화합물을 포함하는 약물에 대한 필요성이 증가하고 있습니다. 다성분 반응은 화학 분야의 헤테로고리 화합물 합성 분야에서 가장 중요하고 효과적인 반응 중 하나로, 중간체를 분리할 필요 없이 반응을 쉽고 빠르게 만듭니다1,2. 피라노퀴놀린 유도체는 항말라리아제3, 항암제4, 항균제5 등과 같은 약학적 및 생물학적 특성으로 인해 유기 화학 분야에서 중요한 헤테로고리 화합물 그룹입니다. 많은 연구에서 피라노퀴놀린 유도체 합성을 위한 다양한 방법을 제안했습니다. 마이크로파 방사6, 초음파 방사7, 실온8, 나노촉매9, 해킹 반응10 및 딜스-알더 반응11. 따라서 피라노퀴놀린은 나노촉매 존재 하에서 순수한 형태로 높은 효율로 합성되었습니다. 또한, 용매의 선택이 중요하며, 용매 선택 시에는 비용, 안전성, 환경오염 등의 문제를 고려해야 한다. 최근에는 환경 친화적이기 때문에 녹색 용매의 사용이 개발되었습니다13.

최근 다양한 연구 분야에서 그래핀 기반 소재의 활용이 연구자들의 주목을 받고 있다14,15. 이러한 나노구조는 높은 전도성, 높은 활성, 쉬운 분리 및 재활용과 같은 특징으로 인해 약물 생산, 연료 전지, 수질 정화 및 많은 유기 반응 분야에서 많은 응용 분야를 가지고 있습니다.

본 연구에서는 피라노퀴놀린 화합물의 개발을 위한 새로운 방법을 통해 CuMnxOy-GO 이종구조가 생성되었습니다(그림 1). 다양한 분석을 통해 나노구조체의 구조를 평가한 결과 올바르게 제조된 것으로 나타났습니다. GO 시트에 구리 및 망간 나노입자가 존재하면 나노촉매의 활성이 증가합니다. 또한, CuMnxOy-GO 나노촉매와 피라노퀴놀린의 합성에는 저렴함, 가용성, 친환경 용매 및 무독성으로 인해 반응에 적합한 용매인 H2O가 사용되었습니다. 다양한 조건과 다양한 촉매 존재 하의 피라노퀴놀린이 우리 연구 그룹에 의해 많은 보고서에서 제시되었습니다20,21,22,23,24. 그러나 이번 연구에서 CuMnxOy-GO는 제조 용이성, 고성능, 재활용성 등의 특징을 갖고 있으며 피라노퀴놀린을 높은 수율로 합성할 수 있다.

헤테로구조로서 CuMnxOy-GO를 갖는 피라노퀴놀린 유도체의 합성.

아릴 글리옥살, 에틸 시아노아세테이트, 4-하이드록시퀴놀린-2(1H)-온, Mn(OAc)2, K2CO3, KMnO4, Cu(NO3)2, 에탄올(EtOH), GO(그래핀 옥사이드), 에틸 아세테이트(EtOAc), 헥산 및 메탄올(MeOH)은 Aldrich 및 Merck 회사에서 구입했습니다.