镍(II)不对称席夫碱复合物锚定勃姆石纳米颗粒:一种高效多相催化剂用于硫化物与硫醇的选择性氧化

【字体: 时间:2025年06月30日 来源:Journal of Sulfur Chemistry 2.1

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  为解决有机硫化合物选择性氧化的催化效率与环保问题,研究人员开发了勃姆石纳米颗粒固载镍(II)不对称席夫碱复合物(Boehmite@Ni(salenac-OH))。该催化剂在无溶剂条件下高效催化硫化物→亚砜(30% H2O2)及室温乙醇中硫醇→二硫化物(30% H2O2)的转化,收率优异且无过度氧化副产物,兼具五次循环稳定性,XRD/FT-IR证实其结构完整性。

  

有机硫化合物的选择性氧化是制药和化工领域的关键反应,但传统方法常面临催化剂回收困难、过度氧化副产物多等问题。尤其亚砜和二硫化物作为重要中间体,其绿色合成亟需兼具高效性与环境友好特性的新型催化体系。

为解决这一挑战,国内某研究团队设计了一种创新策略:将镍(II)不对称席夫碱复合物(Ni(salenac-OH),其中salenac-OH=9-(2’,4'-二羟基苯基)?5,8-二氮杂-4-甲基壬-2,4,8-三烯酸)固载于氯丙基修饰的勃姆石纳米颗粒表面,构建出Boehmite@Ni(salenac-OH)多相纳米催化剂。该成果发表于《Journal of Sulfur Chemistry》。

研究采用三步关键技术:1) 低成本制备勃姆石纳米颗粒并经3-氯丙基三甲氧基硅烷(3-CPTMS)功能化;2) 合成镍(II)不对称席夫碱配体并锚定于载体;3) 通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等系统表征催化剂结构。

催化性能研究

  1. 硫化物氧化:在无溶剂条件下,以30% H2O2为氧化剂,Boehmite@Ni(salenac-OH)高效催化硫化物→亚砜转化,收率达82-95%且无砜类副产物。
  2. 硫醇偶联:室温乙醇中,30% H2O2驱动硫醇→二硫化物反应,收率91-98%。
  3. 稳定性验证:五次循环后催化剂活性未衰减,XRD/FT-IR显示其结构未破坏。

结论与意义
该研究首次实现镍(II)不对称席夫碱复合物在勃姆石纳米颗粒上的稳定固载,创制出兼具高活性(>90%收率)、严格选择性(无过度氧化)和优异循环性(5次)的多相催化体系。其“溶剂-free”设计显著降低环境负担,而室温乙醇条件更符合绿色化学原则。结构-性能关系分析表明,镍中心与载体羟基的协同作用是其高效催化的关键。这一成果为有机硫转化的工业化应用提供了新思路,尤其适用于药物合成中手性亚砜的规模化生产。

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