CuFeO2纳米颗粒催化多组分绿色合成咪唑与喹啉衍生物的可循环策略

本研究推荐一种基于CuFeO2纳米颗粒与ChCl-urea溶剂的绿色催化体系，用于高效合成具有重要药用价值的咪唑和喹啉衍生物。该研究解决了传统合成方法中催化剂不可回收、反应条件苛刻等问题，通过多组分反应实现高达9次循环使用，产率优异，为可持续药物开发提供新思路。

　　

在药物研发领域，咪唑（imidazole）和喹啉（quinoline）衍生物因其广谱生物活性（如抗癌、抗病毒等）成为研究热点。然而，传统合成方法常面临催化剂不可回收、有机溶剂污染等问题。如何实现高效、绿色的合成工艺，成为化学家们亟待突破的难题。

研究人员开发了一种创新性解决方案——利用磁性CuFeO₂纳米颗粒在ChCl-urea（氯化胆碱-尿素）低共熔溶剂中构建催化体系。该研究首次证实CuFeO₂可作为高效异相催化剂，通过多组分反应（multicomponent reaction）一步合成三芳基咪唑和2,4-取代喹啉。实验表明，该体系具有三大突破性优势：反应条件温和（无需强碱）、催化剂可通过磁铁快速分离、循环使用9次后活性仍保持稳定。尤其值得注意的是，该方法对多种底物均表现出优异兼容性，产率显著高于传统工艺。

研究采用X射线衍射（XRD）和核磁共振（¹H/¹³C NMR）等技术表征产物结构，并通过薄层色谱（TLC）监测反应进程。催化剂回收实验采用外部磁场分离，避免了传统离心造成的损耗。

结果与讨论

CuFeO₂纳米颗粒展现出独特的双金属协同效应：铜（Cu）的多种氧化态促进电子转移，铁（Fe）则赋予磁性回收特性。在ChCl-urea溶剂中，该体系成功催化1,2-二酮、醛类和醋酸铵的三组分缩合，构建咪唑核心骨架。对于喹啉衍生物，同样实现一锅法高效合成。

结论

该工作首次将CuFeO₂纳米颗粒应用于杂环化合物合成，建立了一种操作简便、环境友好的普适性方法。其磁分离特性大幅降低生产成本，为工业化应用奠定基础。相关成果发表于《Journal of Molecular Structure》，为绿色药物合成提供了新范式。

材料与方法

所有试剂未经纯化直接使用，反应通过TLC监控，产物经硅胶柱层析纯化。结构解析采用400 MHz核磁共振仪，催化剂通过XRD确认晶型结构。

这项研究的突破性在于将纳米催化、绿色溶剂与磁分离技术三位一体，不仅解决了传统合成工艺的污染难题，更开辟了可持续医药化学的新路径。Mosstafa Kazemi团队的工作证明，通过巧妙的催化剂设计，完全可以实现环境效益与经济效益的双赢。