Lantanoide

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 12004 (2022) Citare questo articolo

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I poliossometallati contenenti lantanoidi (Ln-POM) sono stati sviluppati come catalizzatori efficaci e robusti grazie ai loro siti attivi acido-base di Lewis, comprese le superfici arricchite di ossigeno del POM e l'esclusivo 4f. configurazione elettronica di Ln. Come estensione del nostro interesse per i Ln-POM, una serie di nanocatalizzatori sintetizzati K15[Ln(BW11O39)2] (Ln-B2W22, Ln = La, Ce, Nd, Sm, Gd ed Er) sintetizzati e completamente caratterizzati utilizzando tecniche diverse. Lo ione Ln3+ con un grande raggio ionico è stato scelto come centro dell'acido di Lewis che è racchiuso da due unità mono-lacunarie Keggin [BW11O39]9− per formare un cluster di tipo sandwich contenente Ln. Di conseguenza, l'attività catalitica di nanocatalizzatori con diverso Ln è stata esaminata nella sintesi di derivati ​​bioattivi dell'isatina e confrontata nelle stesse condizioni di reazione ottimizzate in termini di rese di prodotti ottenuti, indicando la superiorità del nano-Gd-B2W22 in quella semplice sopra menzionata -reazione del piatto. Sono stati studiati gli effetti di diversi dosaggi di nanocatalizzatore, tipo di solvente, tempo di reazione e temperatura di reazione in questo sistema catalitico e i migliori risultati sono stati ottenuti in presenza del 10% in moli di nano-Gd-B2W22 in acqua per 12 minuti alla temperatura condizione di reflusso.

Il termine “spiro” in chimica organica fu definito per la prima volta da Von Baeyer alla fine degli anni novanta del XIX secolo. Questo termine viene utilizzato quando due anelli idrocarburici sono assemblati su un atomo di carbonio condiviso chiamato atomo di carbonio spiro. Attualmente, le strutture spiro-organiche vengono prese in considerazione nella progettazione di nuovi prodotti farmaceutici. Le speciali caratteristiche biologiche e conformazionali con le proprietà di complessità e rigidità dei composti spiro, li rendono buoni candidati chirali nella scoperta di farmaci1,2,3,4.

Il nucleo dello spiroossindolo è uno dei composti spiro più popolari presenti nella struttura di molti alcaloidi, composti sintetici bioattivi e prodotti farmaceutici (Fig. 1)5. Gli spiroossindoli hanno mostrato varie attività biologiche, tra cui promettenti agenti antitumorali6, antimicrobici7, antivirali, antiossidanti, antinfiammatori, antileishmaniosi e antiplasmodiali8,9. Inoltre, alcuni composti a base di spiroossindolo sono stati sviluppati come inibitori dell'assemblaggio dei microtubuli, come spirotryprostatina A, alstonisina e ptropodind. Data l'importanza degli spiroossindoli nella scoperta di farmaci, molte ricerche sono state dirette a trovare nuove vie sintetiche efficienti che forniscano molecole contenenti questo nucleo10,11.

Prodotti naturali selezionati a base di spirooxindolo.

I poliossometallati (POM), noti come ligandi inorganici, sono cluster discreti di ossidi di metallo anionici di metalli di transizione del gruppo V o VI nel loro stato di ossidazione più elevato e mostrano una grande diversità di dimensioni, nuclearità e forme12,13,14. I POM beneficiano di interessanti scheletri strutturali tra cui protoni (acidi di Brönsted, possono promuovere reazioni catalizzate da acidi), atomi di ossigeno (con un'elevata carica negativa possono essere utilizzati in reazioni catalizzate da basi) e ioni metallici con orbitali non occupati (acidi di Lewis)15. La motivazione per scegliere i POM deriva non solo dalla loro intrigante diversità strutturale, ma contengono anche diverse potenziali applicazioni in molti campi come la catalisi assorbente16,1718,19,20, magnetica21, dispositivi sensibili ai materiali ottici22, sistemi elettro/fotocromici23, sensori24 e medicina25 . I POM lacunari sono derivati ​​difettosi di quelli saturi, inclusi uno o più siti vacanti come strutture mono-lacunari, di o tri-lacunari26. I POM lacunari più comuni sono derivati ​​degli ioni Keggin e Wells-Dawson, che spesso danno origine a cluster di tipo sandwich27,28. Nel complesso, i posti vacanti strutturali nei POM lacunari portano a migliorare la reattività superficiale, pertanto possono essere sostituiti da metalli con forte acidità di Lewis, come i lantanoidi o metalli di transizione come lo zirconio per generare catalizzatori acidi di Lewis29,30.