CuBDC金属有机框架(MOFs)中形态与颗粒尺寸的相互作用对其催化选择性具有重要影响,这种选择性决定了1,4-双取代的1,2,3-三唑类化合物和2-取代的喹唑类化合物的高效合成

《Dalton Transactions》:Interplay of morphology and particle size in CuBDC MOFs governing catalytic selectivity for the efficient synthesis of 1,4-disubstituted 1,2,3-triazoles and 2-substituted quinazolines

【字体: 时间:2025年11月23日 来源:Dalton Transactions 3.3

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  通过溶剂热法和回流法合成两种形貌不同的CuBDC-MOFs,发现回流法合成的立方体形CuBDC-O催化合成1,4-二取代-1,2,3-三唑(最高98%产率)和2-取代喹唑啉(最高99%产率)活性最高,且形态调控可显著提升催化性能。研究证实形态差异对催化选择性有重要影响,为形态调控的异相催化体系开发提供新策略。

  

尽管金属有机框架(MOF)材料发展迅速,但开发具有不同尺寸和形态特性的多功能MOF并在催化应用中加以使用仍然非常重要。基于铜的MOF在催化领域受到了广泛关注,因为它们具有优异的催化性能、成本效益高的合成方法以及铜的自然丰富性,这使得它们易于获取。在这里,我们提出了一种利用两种具有不同形态的基于铜的MOF的方法——通过溶剂热法(CuBDC-S)和回流法(CuBDC-O)合成这些MOF,将其作为异相催化剂用于高效合成1,4-取代的1,2,3-三唑(产率高达98%)和2-取代的喹唑啉(产率高达99%)。这两种不同的合成方法使我们能够调节CuBDC(BDC-对苯二甲酸)MOF的形态,从而提供了研究结构差异对催化性能影响的独特机会。我们的结果表明,这些具有定制形态的MOF在高效条件下可以显著提高催化活性,在广泛的底物范围内提供良好的甚至优异的产率。通过回流法合成的立方形态CuBDC(CuBDC-O)在两种催化反应中表现出更高的效率。此外,为了研究形态和其他反应参数的影响,在保持其他参数不变的情况下,我们在改良条件下合成了两种额外的CuBDC MOF:一种采用PVP辅助的合成路线(CuBDC-P),另一种则延长了合成时间至24小时(CuBDC-M)。然而,我们的研究发现,没有任何一种制备的催化剂能够比CuBDC-O获得更好的产率。这项工作首次报道了利用形态可控的CuBDC MOF进行这两种反应的研究,建立了一个多功能且可回收的催化系统。我们的发现表明,MOF的形态变化是推进生物重要杂环化合物合成中异相催化发展的一个战略工具。

图形摘要:CuBDC MOF的形态和粒径相互作用对其催化选择性影响,从而实现1,4-取代的1,2,3-三唑和2-取代的喹唑啉的高效合成
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