树状聚合物-PEG稳定铂纳米颗粒增强硝基芳烃还原及循环催化性能研究

本研究针对硝基芳烃催化还原效率低、催化剂稳定性差的问题，开发了第三代PEG化PAMAM树状聚合物（PPG3）稳定的铂纳米颗粒（Pt-NPs）新型催化剂。通过调控PPG3:Pt摩尔比（1.33:1），制备的Pt(1.33)-PPG3在NOPME、NOPMEF等药物中间体还原中展现出优异催化活性和三次循环稳定性，FT-IR、HR-TEM等表征证实其抗团聚特性，为绿色催化提供了新策略。

　　

在药物合成领域，硝基芳烃还原为芳胺是关键步骤，但传统方法面临催化剂效率低、回收困难等挑战。智利安德烈斯贝洛大学Cristian H. Campos团队在《Inorganic Chemistry Communications》发表研究，创新性地采用第三代PEG化PAMAM树状聚合物（PPG3）稳定铂纳米颗粒（Pt-NPs），成功提升了催化性能与可持续性。

研究采用FT-IR、HR-TEM、SEM等技术，通过调控PPG3:Pt摩尔比（0.33-1.33）合成系列催化剂。关键发现包括：Pt(1.33)-PPG3在4-(4-硝基苯基)吗啉（NOPME）等底物还原中反应速率常数达0.28 min^-1，较传统催化剂提升3倍；"袋中催化"方法实现三次循环后活性保留90%，HR-TEM显示粒径稳定在2.5±0.6 nm，证实PPG3有效防止团聚。

材料与方法
以K₂PtCl₄为前体，NaBH₄为还原剂，PPG3为稳定剂水相合成Pt-NPs。通过¹H NMR验证PPG3的48% PEGylation程度，UV-Vis监测反应进程，伪一级动力学模型分析催化效率。

表征结果
FT-IR证实Pt-NPs表面存在PPG3特征峰；HR-TEM显示球形纳米颗粒均匀分散；SEM-EDX验证Pt元素分布。

催化性能
Pt(1.33)-PPG3对NOPME转化率98%（5分钟），优于Pt(0.66)-PPG3（82%）。分子动力学模拟揭示PPG3的醚氧原子与硝基芳烃形成氢键，促进底物富集。

结论与意义
该研究开创性地将PPG3稳定的Pt-NPs应用于难溶硝基芳烃还原，解决了传统催化剂易失活、难回收的难题。其创新点在于：① PPG3双重功能（稳定纳米颗粒/增强底物溶解）；② 建立可放大的绿色催化体系。为抗癌药物中间体（如Entospletinib）的可持续生产提供了新思路，被作者Megarajan Sengan称为"树状聚合物催化设计的里程碑"。