新型树状大分子/铜(II)复合物负载铁铝尖晶石磁性纳米颗粒：高效催化四唑合成的创新研究

本研究针对传统催化剂在四唑合成中效率低、分离困难的问题，开发了FeAl2 O4 @SiO2 @Dendrimer-Cu(II)磁性纳米催化剂。通过多步功能化修饰，该催化剂展现出205°C热稳定性、11 emu/g磁饱和强度及25 nm核壳结构，实现有机腈与NaN3 高效[3+2]环加成，产率优异且可磁分离循环使用5次，为绿色催化提供新策略。

　　

【研究背景】
在药物研发与材料科学领域，5-取代1H-四唑作为羧酸生物电子等排体，广泛应用于抗高血压药物（如氯沙坦）和含能材料。传统四唑合成依赖均相金属催化剂，存在产物分离困难、金属残留等问题。同时，纳米催化领域面临磁性载体功能化程度低、过渡金属活性位点易流失的挑战。伊朗伊拉姆大学的研究团队创新性地将三嗪树状大分子（Dendrimer）与铜(II)络合物锚定在FeAl₂
O₄
（铁铝尖晶石）磁性纳米颗粒表面，开发出兼具高催化活性与磁分离特性的新型纳米反应器，相关成果发表于《Journal of Alloys and Compounds》。

【关键技术】
研究采用共沉淀法制备FeAl₂
O₄
核，通过St?ber法包覆SiO₂
后接枝(3-氯丙基)三甲氧基硅烷(CPTMS)，再经三嗪树状大分子组装和Cu(II)配位构建最终催化剂。表征手段涵盖FT-IR（傅里叶变换红外光谱）、VSM（振动样品磁强计）、TEM（透射电镜）及ICP-OES（电感耦合等离子体发射光谱）等。

【研究结果】

1. 材料表征
   TEM显示25 nm核壳结构，EDX证实Cu(II)成功负载（0.82 mmol/g）。VSM测得11 emu/g磁饱和强度，TGA显示205°C热分解起始温度，符合高温反应需求。

2. 催化性能
   在苯甲腈与NaN₃
   模型反应中，90°C下1.5小时获得98%四唑产率。催化剂对吸电子/供电子取代基均适用，循环5次后活性保持92%，ICP检测铜流失量<3%。

3. 机理推测
   FT-IR证实-C≡N在2120 cm^-1
   特征峰消失，结合XPS（X射线光电子能谱）中Cu 2p_3/2
   结合能位移，提出Cu(II)通过活化NaN₃
   生成叠氮铜中间体促进[3+2]环加成。

【结论与意义】
该研究首次实现树状大分子-金属复合物在铁铝尖晶石的可控组装，其优势体现在：① 树状大分子多齿配位稳定Cu(II)活性中心；② SiO₂
夹层防止磁性核氧化；③ 磁分离特性降低工业放大成本。这项工作为开发"非贵金属-有机杂化"智能催化剂提供了普适性策略，在药物中间体绿色合成领域具有重要应用前景。