TiO2 负载双金属镍钴纳米颗粒催化2-硝基苯胺与醛类还原胺化-环化合成2-取代苯并咪唑的研究

为解决传统苯并咪唑合成方法条件苛刻、效率低下的问题，研究人员开发了TiO2 负载的双金属Nix Co1–x 催化剂，通过还原胺化-环化反应高效合成2-取代苯并咪唑（BZIs）。结果表明，Ni0.1 Co0.9 /TiO2 催化剂选择性最佳且可循环使用10次，为非贵金属催化药物杂环合成提供了新策略。

　　

苯并咪唑类化合物是药物研发中的“明星分子”，广泛存在于抗病毒、抗癌和抗溃疡药物中。然而，传统合成方法依赖强酸高温条件或昂贵金属催化剂，不仅效率低下，还面临环境污染问题。近年来，非贵金属双金属催化剂因其成本优势和可调控性成为研究热点。在此背景下，智利林德公司等机构的研究团队在《Catalysis Today》发表论文，开发了一种TiO₂
负载的镍钴（NiCo）双金属催化剂，通过温和条件实现2-硝基苯胺（2NA）与醛类的一锅法还原胺化-环化反应，高效构建2-取代苯并咪唑骨架。

研究采用氢气还原Ni_x
Co_1–x
TiO₃
前驱体制备系列催化剂，通过ICP-MS（电感耦合等离子体质谱）、XPS（X射线光电子能谱）等技术表征材料性质，并评估其催化性能。结果显示，Ni_0.1
Co_0.9
/TiO₂
催化剂中镍钴合金以零价态存在，且TiO₂
载体为金红石晶型，这种独特结构使其在乙酯溶剂中实现98%的苯并咪唑选择性，且循环10次活性不衰减。

INTRODUCTION
传统合成路线依赖邻苯二胺与羧酸衍生物的缩合，需强酸条件且副产物多。本研究提出的还原胺化-环化串联反应路径，直接以2NA和醛为原料，通过催化剂调控实现多步反应一锅完成。

Precursor and catalyst characterization
ICP-MS证实催化剂金属含量与理论值一致。N₂
吸附-脱附显示前驱体为III型等温线，还原后形成介孔结构。XPS表明还原后Ni、Co主要以金属态存在，有利于电子转移。

CONCLUSIONS
双金属协同效应使Ni_0.1
Co_0.9
/TiO₂
表现出最优性能：镍促进硝基还原为氨基，钴加速后续环化反应。该工作为药物杂环绿色合成提供了新范式，其非贵金属催化剂设计思路可拓展至其他重要有机转化反应。

讨论意义
相较于钯、铂等贵金属催化剂，NiCo体系成本降低90%以上。催化剂在空气中稳定且易回收，满足工业化需求。该方法已成功应用于多种芳香醛底物，为抗肿瘤药物中间体规模化生产奠定基础。