绿色茶提取物修饰的Zn(Al)O混合金属氧化物负载钯纳米颗粒：一种用于芳基卤化物氰化的高效多相催化剂

本研究针对传统芳基卤化物氰化反应中催化剂毒性高、稳定性差的问题，开发了一种绿色茶提取物修饰的Zn(Al)O混合氧化物负载钯纳米颗粒（Zn(Al)O/GT extract/Pd NPs）多相催化剂。通过生物还原法原位合成Pd NPs，避免了苛刻化学试剂的使用，实现了碘/溴代苯衍生物的高效氰化（以K4[Fe(CN)6]为氰源），催化剂可循环使用7次且活性损失极小，为绿色催化提供了新范式。

　　

在当代有机合成化学领域，芳基氰化物作为药物、染料和农用化学品的关键中间体，其高效绿色制备始终是研究热点。传统金属催化氰化过程常面临催化剂毒性大、氰源危险性高以及贵金属回收困难等瓶颈。尤其当涉及工业化放大时，这些缺陷会被进一步放大。如何开发兼具高效性、环境友好性和可循环性的催化体系，成为摆在科学家面前的一道难题。

针对这一挑战，King Khalid University的研究团队创新性地将目光投向了自然界——他们利用绿色茶提取物（GT extract）中丰富的多酚类物质，成功构建了一种新型Zn(Al)O混合金属氧化物负载钯纳米颗粒催化剂（Zn(Al)O/GT extract/Pd NPs）。这项发表在《Journal of Organometallic Chemistry》的工作，首次实现了生物还原法制备的Pd NPs在锌铝氧化物载体上的精准锚定，为芳基卤化物氰化反应提供了绿色解决方案。

研究团队采用三步技术路线：首先通过共沉淀-煅烧法制备Zn(Al)O混合氧化物载体；随后利用GT extract同时作为还原剂和稳定剂，在温和条件下原位还原Pd²⁺为Pd NPs；最后通过场发射扫描电镜（FE-SEM）、透射电镜（TEM）、能量色散X射线光谱（EDX）等多维表征确认催化剂结构。特别值得注意的是，电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）分析证实了Pd NPs的高分散性和稳定性。

Production of the Zn(Al)O mixed oxides
通过精确控制Zn/Al摩尔比和煅烧温度，研究人员获得了具有类水滑石结构的Zn(Al)O载体。X射线衍射显示该载体具有典型层状金属氧化物特征，其高比表面为后续Pd NPs负载提供了理想平台。

Characterizations of Zn(Al)O/GT extract/Pd NPs
TEM图像清晰显示2-5 nm的Pd NPs均匀分布在载体表面，EDX元素映射证实了Zn、Al、O、Pd的均匀分布。GT extract中的多酚类物质被证明具有双重功能：既作为绿色还原剂将Pd²⁺转化为Pd⁰，又通过配位作用防止纳米颗粒团聚。

催化性能研究
以K₄[Fe(CN)₆]为安全氰源时，该催化剂对碘苯和溴苯衍生物的氰化反应表现出卓越活性（收率82-95%）。对比实验显示，GT extract修饰的催化剂比传统化学还原法制备的同类产品活性提高20%以上。更令人振奋的是，经过7次循环使用后，催化剂仍保持初始活性的92%，ICP-OES检测证实Pd流失量不足0.3%。

这项研究的突破性在于：首次将植物提取物应用于过渡金属纳米催化剂的绿色合成，建立了"载体设计-生物还原-催化应用"的全链条创新方案。其意义不仅限于芳基氰化反应——所发展的GT extract辅助合成策略，为其他贵金属纳米催化剂（如Pt、Au NPs）的制备提供了普适性方法学参考。从工业应用角度看，该催化剂兼具高活性、低成本和易回收三大优势，有望推动精细化学品生产的绿色化进程。

正如通讯作者Abdulla A. Al-dulaimi在讨论部分强调的，这种"自然启发"的催化体系设计理念，代表了对传统"高能耗、高污染"合成路线的根本性变革。未来研究将聚焦于拓展该平台在C-C偶联、加氢等其他重要反应中的应用，并探索不同植物提取物对催化剂性能的调控规律。