六胺功能化氧化铁纳米颗粒：一种用于水介质中合成2-芳基-2,3-二氢喹唑啉-4(1H)-酮的环保型磁可回收有机碱催化剂

《Journal of Molecular Structure》：Hexamine-Functionalized Iron Oxide Nanoparticles: An Eco-Friendly Magnetically Recoverable Organobase Catalyst for Water-Mediated Synthesis 2-aryl-2,3-dihydroquinazolin-4(1H)-ones

本文报道了一种新型纳米磁性有机碱催化剂（Fe3O4@PTMS-六胺）的简易合成与表征。该催化剂通过将六胺接枝到烷基氯功能化的Fe3O4磁性纳米颗粒上制得，并利用FT-IR、XRD、TGA、DSC、EDX、SEM、TEM、VSM等多种技术进行了系统表征。研究表明，该催化剂在绿色溶剂水中能高效催化2-氨基苯甲腈与多种醛的环缩合反应，高产率（83-98%）、短时间（25-180分钟）合成2-芳基-2,3-二氢喹唑啉-4(1H)-酮类化合物，且具备优异的磁性回收和重复使用性（可达6次），为绿色合成提供了新策略。

　　

亮点

材料

所有溶剂和试剂均购自Merck和Sigma-Aldrich，直接使用，未经进一步处理。

Fe₃O₄@PTMS-六胺纳米复合材料的典型合成步骤

Fe₃O₄磁性纳米颗粒（MNPs）通过共沉淀法合成，遵循既定方案[57]。随后，将10克制备好的Fe₃O₄ MNPs（43 mmol）分散在300毫升甲苯中，超声处理1小时。在此悬浮液中，逐滴加入20毫升（3-氯丙基）三甲氧基硅烷（CPTMS）（107 mmol）（CPTMS与Fe₃O₄的摩尔比约为2.5:1），在氮气氛围下连续机械搅拌30分钟。

结果与讨论

本研究通过简洁的两步程序，成功将一种新型有机碱催化剂固定在磁性纳米颗粒表面。这包括首先用（3-氯丙基）三甲氧基硅烷（CPTMS）对Fe₃O₄进行表面功能化，作为C-Cl源。随后，氯基团被六胺取代，得到所需的纳米磁化碱催化剂（方案1）。使用各种物理化学技术对所得催化剂进行了彻底表征。

结论

在本研究中，我们通过稳健的两步程序（包括用CPTMS进行表面硅烷化以及随后与六胺发生S_N2反应）成功合成了一种新型六胺功能化的纳米磁性Fe₃O₄催化剂。这种纳米复合材料被证明是一种高效且可回收的有机碱催化剂，用于2-氨基苯甲腈与各种醛的环缩合反应，在绿色条件下，以水为溶剂，在短时间内高产率地合成了2-芳基-2,3-二氢喹唑啉-4(1H)-酮。