磁性纳米颗粒负载金纳米粒子的生物启发合成及其在联芳合成中的高效催化与抗氧化活性评价

本研究针对传统Ullmann偶联反应条件苛刻、催化剂用量大、产率低等问题，开发了一种以石榴汁为绿色还原剂、在Fe3O4磁性纳米颗粒表面原位合成Au NPs的新型催化剂Au-Pomegranate@Fe3O4。通过TEM、VSM等技术证实其具有30 nm均匀分散的Au NPs和28.9 emu/g的磁响应性，在碘代芳烃偶联反应中实现90-96%收率，并可循环使用9次。DPPH实验显示其IC50为98.2 μg/mL的抗氧化活性，为绿色催化与生物医学应用提供新策略。

　　

在当代催化化学与纳米医学的交叉领域，金属纳米粒子（NPs）因其独特的表面效应和量子尺寸效应成为研究热点。金纳米粒子（Au NPs）尤其引人注目，其表面等离子体共振特性和负氧化还原电位使其在光催化和有机合成中表现卓越。然而纳米粒子的高表面能导致易团聚失活，且传统Ullmann偶联反应依赖铜催化剂，需要高温高压条件，严重制约实际应用。与此同时，合成抗氧化剂如BHT的潜在毒性问题，也促使科研人员寻求天然产物修饰的纳米材料解决方案。

沙特阿拉伯国王哈立徳大学的研究团队创新性地利用石榴汁中丰富的多酚类物质，在Fe₃O₄磁性纳米颗粒表面原位还原制备出Au-Pomegranate@Fe₃O₄复合催化剂。通过FE-SEM、TEM、VSM等技术证实，30 nm的Au NPs均匀分布在磁性载体上，饱和磁化强度达28.9 emu/g便于磁分离。在Ullmann同源偶联反应中，对碘代芳烃展现出90-96%的优异收率，且经9次循环后仍保持活性。DPPH自由基清除实验显示其IC₅₀为98.2 μg/mL的抗氧化能力，相关成果发表在《Journal of Organometallic Chemistry》。

研究采用场发射扫描电镜（FE-SEM）观察形貌，透射电镜（TEM）分析粒径分布，振动样品磁强计（VSM）测定磁性能，电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）定量金负载量，并通过DPPH法评估抗氧化活性。

催化剂表征
FE-SEM显示25-35 nm的球形颗粒均匀分布，TEM证实Au NPs呈固溶体形态。元素 mapping显示金物种高度分散，EDX谱验证Fe、O、Au的特征峰。VSM测试表明复合材料保持超顺磁性，28.9 emu/g的Ms值确保外加磁场下的快速分离。

催化性能
在无配体条件下，催化剂对碘苯的偶联转化率达96%，但对空间位阻大的氯代芳烃活性较低。hot filtration实验证实反应后滤液无催化活性，证明其非均相催化机制。循环实验显示第9次使用时收率仍达初始的89%。

抗氧化活性
浓度依赖的DPPH清除实验显示，100 μg/mL浓度下抑制率达67.3%，IC₅₀值（98.2 μg/mL）显著优于部分合成抗氧化剂，归因于石榴多酚与Au NPs的协同效应。

该研究成功将生物还原策略与磁性纳米载体相结合，开发的Au-Pomegranate@Fe₃O₄兼具高效催化和抗氧化双重功能。其绿色合成方法避免了传统化学还原剂的使用，磁性分离特性显著提升实用性，为可持续催化与功能性纳米材料设计提供新范式。特别值得注意的是，材料中植物多酚与金属纳米粒子的协同效应，为开发兼具催化与生物活性的杂化材料开辟了新途径。