Upload
yuni-rahma
View
222
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
8/17/2019 Zno Nanorods Yuni
http://slidepdf.com/reader/full/zno-nanorods-yuni 1/8
ZnO NANORODS: KATALIS YANG EFISIEN DAN DAPAT DIGUNAKAN KEMBALI UNTUK SINTESIS
IMIDAZOL DIGANTI DALAM AIR
ABSTRAK
prosedur sederhana telah dikembangkan untuk sintesis nanorods ZnO (ZnO NRS),kristal baru
disintesis ditandai dengan difraksi sinar-X (XRD), Fourier transform infrared spetrosop! (F"-
#R) dan mikroskop elektron sanning (S$%)&Selain itu, akti'itas katalitik diperiksa di satu pot,
sintesis tiga komponen ,,*-triaril-+-imidaol dalam air di ba.ah kondisi refluks&asil
dikonfirmasi ZnO NRS men/adi katalis ringan, /inak dan efektif untuk persiapan imidaol
trisubstituted di hasil tinggi melalui prosedur operasional !ang sederhana dan ramah
lingkungan&Selan/utn!a, katalis dapat dengan mudah pulih dan digunakan kembali untuk
setidakn!a tiga kali tanpa akti'itas !ang hilang& 0 1+* "aibah 2ni'ersit!& 3roduksi dan hosting
!ang oleh $lse'ier 4&5& ini adalah sebuah artikel akses terbuka di ba.ah 66 47-N6-ND lisensi&
PENDAHULUAN
Pendahuluan Substitusi imidazol menunjukkan berbagai-macam kegiatan biologis,
termasuk anti-infamasi, ungisida dan anti-tumor.Beberapa turunan dari multi-
tersubstitusi imidazol menghambat p38 !P kinase, interleukin-" #$%-"& biosintesis
dan glukagon reseptor selekti antagonis.Pen'elidikan baru-baru ini dalam kimia
hijau dan organologam telah menambah aplikasi imidazol sebagai cairan ionik
carbenes ()* dan +-heterosiklik.Beberapa obat-obatan dipasarkan,seperti
omeprazole ("*, terdiri dari core imidazol dimodikasi dalam strukturmereka.Selain menjadi biologi-all' akti, imidazol inti bertindak sebagai bagian
utama dalam beberapa bahan canggih, seperti agen label fuoresensi (""*, agen
pencitraan biologis ("/*,0an kromoor untuk sistem optik nonlinier ("3*.1arena
their2ast berbagai akti2itas armakologi, biologi dan industri, pengembangan
protokol untuk sintesis imidazol adalah target 'ang menarik bagi ahli kimia.
Sejumlah metode telah dikembangkan untuk sintesis imidazol /,,4-
triaril,melaporkan Prosedur-prosedur-'ang melibatkan c'clocondensation multi-
komponen ",/-diketones #benzoin atau benzil& menggunakan !lde-h'de atau garam
amonium sebagai sumber nitrogen #kasus terdalam amonium asetat& di hadapan
astrong asam protik #seperti sebagai 53P6 ("* dan 5/S6 ("4*&,cairan ionik#seperti "-etil-3-meth'limidazole asetat #(7mim* 6!c& ("* dan dietil amonium
hidrogen osat #(#7t/nh/* 5/P6& (")*&, 'tterbium trifuoromethanesulonate #9b
#6:;& 3& ("8 *, +il/ < 5/6.didukung ke alumina asam ("=*, asam silika sulat #SS!&
(/*, eric #$>& amonium nitrat #!+& (/"*, l-s'steine (//*, B;3 ? Si6/ (/3*, l-proline
(/ *, nano-silika asam osat #nano-SP!& (/4*, +-Bromosuccinimide #+BS& (/*,
silika-didukung Sbl3 (/)* dan nanokristalin gS6 (/8*.
8/17/2019 Zno Nanorods Yuni
http://slidepdf.com/reader/full/zno-nanorods-yuni 2/8
+amun, meskipun utilitas potensi mereka, beberapa metode thereported menderita
penggunaan reagen 'ang relati e@pen-si2e sensiti terhadap kelembaban, suhu
tinggi, kali longreaction, prosedur kerja-up membosankan menggunakan reagen
beracun dan pelarut, kondisi reaksi 'ang keras, dan beban katalitik besar , 'ang
mengarah ke generasi dari largeamount limbah.Selain itu, sintesis sen'aAa
heterosiklik +-bantalan tersebut telah dilakukan pelarut inpolar, seperti metanol,asam asetat, 0; dan 0S6, 'ang mengarah ke isolasi kompleks
procedures.5ence, pengembangan bersih, hasil tinggi, dan en2ironmental
pendekatan ronmentall' jinak untuk sintesis imidazol masih diinginkan dan
permintaan.
Baru-baru ini, sintesis melibatkan reaksi multikomponen organik #s& telah
menerima ban'ak perhatian.0alam strategi ini, targetproducts sering diperoleh
dalam proses satu-pot inAhich tiga atau lebih bahan aAal dengan ungsi 'ang
berbeda digabungkan bersama-sama dengan ekonomi atom tinggi dan selekti2itas
'ang tinggi.ang ideal dengan single-langkah ini meminimalkan membosankan
prosedur kerja-up dan limbah berbaha'a lingkungan. Ban'ak molekul organikandimportant kompleks disusun romthis sederhana dan kuat protokol.
oksida nano-logam 'ang berbeda telah dari greatinterest dalam beberapa tahun
terakhir karena katalitik, aplikasi mereka ther-mal, mekanik, optik dan biomedis (3-
3/*. Berbagai struktur nano Cn6, seperti nanopar-ticles, nanorods, kaAat nano,
nanobelts, nanotube, nanobridges dan kuku nano, nanoAalls, nanoheli@ dan
kandang pol'hedral, telah disintesis dan karakter-kan dalam beberapa tahun
terakhir (33-3*.+ano-seng oksida menunjukkan aplikasi 'ang signikan dalam
berbagai bidang, seperti opto-elektronik (3,3)*, erromagnetism (38*, transduser
piezoelektrik (3=*, permukaan akustik perangkat gelombang (* andgas sensor
("*.ereka juga menunjukkan antibakteri (/* dan siat antioksidan (
Perlu dicatat bahAa di antara satu dimensi nano-struktur, Cn6 nanorods dan kaAat
nano telah dipelajari secara luas karena kemudahan pembentukan dan perangkat
aplikasi (.Bentuk-bentuk menunjukkan siat 'ang unik dan disesuaikan karena
besar rasio daerah-to-2olume 'ang sur-Aajah merekaBeberapa metode, termasuk
template dibantu sol-gel (4*, laser-induced (*, hidrotermal ()*, sol2othermal
(8*, curah hujan (=* dan deposisi uap kimia #>0& (4* teknik,telah dikembangkan
untuk produksi Cn6 nanorods dan kaAat nano.
1ondisi pertumbuhan mempengaruhi karakteristik dan siat dari +S Cn6.Dntuk
alasan ini, berbagai penelitian telah melaporkan pertumbuhan dikendalikan dari
struktur nano Cn6 untuk mempromosikan aplikasi luas mereka.Baru-baru ini, Cn6
nanorods disiapkan di hadapan agen capping 'ang berbeda atau suraktan, 'ang
digunakan untuk mengontrol ukuran partikel dan morologi (/*.+amun, meskipun
berbagai metode telah proposedor sintesis struktur nano Cn6, sebagian besar
teknik ini mahal dan rumit dan membutuhkan instrumen maju atau suhu tinggi.
8/17/2019 Zno Nanorods Yuni
http://slidepdf.com/reader/full/zno-nanorods-yuni 3/8
0alam dekade terakhir berbagai morologi dari nano-Cn6 telah dilaporkan sebagai
katalis dalam reaksi organik 'ang berbeda, seperti sintesisE -phosphonomalonates
(4"*,kondensasi knoe2enagel (4/* dan sintesis dari tetrazoles (43*, coumarines (4*,
errocen'l osonat (44*, o@indoles 3-indol'l-3-hidroksi (4*, chromene
dih'drop'rano (4)*, "5-p'razolo phthalazinediones (48* , ",-dihidropiridin (4=*,
imidazo (",/-a* azines (* dan P'ranop'razoles ("*.
0alam penelitian ini, metode presipitasi sederhana dan murah digunakan untuk
sintesis nanorods Cn6 dengan menggunakan polietilen glikol #P7F /& sebagai
agen cap-ping.!kti2itas Cn6 +sas 'ang disintesis katalis murah dan mudah-handle
untuk thes'nthesis dari imidazol /,,4-triaril dari satu pot, tiga komponen c'clo-
kondensasi benzil, aldehida aril dan amonium asetat dalam air di baAah
refu@conditions telah diperiksa #Skema "&.
METODE PENELITIAN
!parat Semua bahan kimia dan pelarut 'ang dibeli dari erck,titik leleh ditentukan
dengan metode tabung cap-rahang atas menggunakan alat $lmiah Stuart andare
dikoreksi. ;ourier transorm inrared #;:-$& spek-tra #cakram 1Br, 4- cm-"&
dicatat menggunakan aBruker ;:-$ odel :ensor /) spectrometer."5 +
spektrum tercatat di 0l 3 pada 5z spektrometer Bruker . pola diraksi sinar-
G #G0& Aererecorded oleh diraktometer Philips G-ra' #u 1E "radiation, kobalt
anoda, panjang gelombang ",)88= H !, k>, m!&.pemindai an mikroskop
elektron #S7, model7 3/, 1919& digunakan untuk mengkarakterisasi
nanostruc-tulisan. 1romatogra lapis tipis #:%& dilakukan pada pelat aluminium
'ang didukung komersial silika gel # ; /4& untuk memantau kemajuan reaksi
Semua produk 'ang ditandai dengan membandingkan data spektroskopi mereka
#;:$ dan " 5 +& dengan orang-orang dari sampel otentik dalam literatur. 5asil
panen merujuk produk toisolated.
2.2. Sintesis nanorods ZnO
8/17/2019 Zno Nanorods Yuni
http://slidepdf.com/reader/full/zno-nanorods-yuni 4/8
nanorods Cn6 +S disintesis menurut metode sebelumn'a dilaporkan (44*, dengan
beberapa modication.Cn #6!c& / < air /5/6 #" g& dan P7F / #,3 g& di " l o
destilasin'a dilakukan dua kali pada pada suhu laboratorium untuk memperoleh
larutan 'ang transparan..1emudian, ",4 m% +53 #/4I& ditambahkan tetes demi
tetes ke dalam campuran tersebut dan direfuks pada 8J selama jam.reaksi
diakhiri dengan pendinginan sampai suhu kamar diikuti dengan sentriugasi danmencuci endapan. 0alam +eG:S:7P itu, 5/6 #= m%& ditambahkan ke dalam
campuran dan refu@edor = h.%arutan ini kemudian didinginkan, sentriugal dan
dicuci dengan air deionisasi dan etanol absolut. Cn6 +S dikeringkan pada "J
dalam o2en.+S Cn6 'ang diperoleh dikarakterisasi dengan ;:$ #Fambar. "&, G0
#Fambar. /& dan S7 #Fambar. 3&
2.3. Prosedur umum untuk sintesis imidazol 2,,!"triaril
Cn6 +S #/ molI& ditambahkan ke campuran benzena #" mmol&, aldehida aril #"
mmol& dan +56!c # mmol& di 5/6 #4 m%&.campuran 'ang dihasilkan direfuks
dalam labu alas bulat dilengkapi dengan kondensor dan pengaduk magnetik sampai
comple-tion reaksi. ampuran tersebut kemudian cooledand disaring.esidu padat
dicuci dengan 7t6!c #/ K 4 ml&Setelah ekstraksi ltrat, lapisan organik dipekatkan
dengan penguapan pelarut di baAah tekanan berkurang. ampuran 'ang dihasilkan
kemudian dimurnikan dengan kromatogra lapis tipis #eluen, =L " petroleum eterL
7t6!c& untuk menghasilkan murni imidazol /,,4-triaril.
2.3.#. 2" $3"Met%o&'(%en'l) ",!"di*enil"#+"imidazol $ %)
bubuk putih, $ #1Br, M cm-"&L 33 #+5&, "4=/ # &, "4"4 # +&N "5 + #0l3,
5z&L O;ig"/,) #s, $5, +5&, ),8-,)8 #b, "5, aret&, 3,8/ #s, 35, 653&.
2.3.2. 2" $"kloro*enil) ",!"is $"kloro*enil) "#+"imidazol $r)
hite poAder, $ #1Br, M cmQ"&L 334 #+5&, "=# &, "4") # +&N"5 + #0l3, 5z&L
O "/.8#s, $5, +5&, 8.) #d, /5, J R 8. 5z, !r 5&, ).4).4"#m, 5, !r 5&, ).3 #t, /5, J R 8.8 5z,
!r 5&, )."4 #t,/5, J R 8. 5z, !r 5&.
2.3.3. 2"("tolil",!"is $"metoksi*enil) "#+"imidazol $&)
bubuk kuning pucat, $ #1Br, M cm-"&L 3= #+5&, "/3 #&, "4/ #+&N "5 +
#0l3, 5z&L O "/,)4 #s, $5, +5&, ).=3- 8.4 #m, 45, !rch&, ).)3 #0/5, T R 8,5z, !r 5&, ),/8-), #m, 45, !r 5&, ,/ #s, 5, 653&, /,3) #s, 35, 53 &.
3. +asil
3.". 1arakterisasi Cn6 +s
+s:he ;:-$ spektrum #Fambar. "& dari Cn6 +S menunjukkan pita serapan sekitar
4"4 cm-" sesuai dengan Cn-6 peregangan mode getaran, 'ang merupakan puncak
8/17/2019 Zno Nanorods Yuni
http://slidepdf.com/reader/full/zno-nanorods-yuni 5/8
'ang karakteristik tipe Cn6 murni.puncak lemah "3= cm-" disebabkan oleh
simetris peregangan kelompok karboksilat, mungkin dari sejumlah kecil seng asetat
sisa 'ang tersisa dari sintesis.Puncak pen'erapan luas sekitar 33) dan "4 cm-"
'ang dikaitkan dengan getaran dari kelompok 65.sesuai dengan pen'erapan
molekul air onthe Cn6 permukaan. Puncak pada sekitar /=/4 dan /84 cm-"
disebabkan oleh 5 peregangan asetat (/,3*.
Struktur dari nanocr'stals Cn6 dipelajari oleh pola G0.!ra. / menunjukkan pola
diraksi sinar-G dari 'ang diperoleh nanorods Cn6. Puncak 'ang diamati pada sudut
#/U& dari 3),3, ,")4, /,334, 44,8, .44,).434, )8.=, 8.8= dan 8/,3"4N
setelah mengkon2ersi ke u2alues dengan mengalikan ,8, sudut-sudut ini
mengkonrmasi the" , /, " ", " /, " " , " 3, / , " " / dan /
"cr'stal pesaAat, masing-masing .Pola G0 com-dikupas dengan pola reerensi
#TP0S +o. 3-"4" untuk Cn6& 'ang sesuai dengan heksagonal-jenis Cn6.
8/17/2019 Zno Nanorods Yuni
http://slidepdf.com/reader/full/zno-nanorods-yuni 6/8
!ra. 3 menunjukkan S7 citra Cn6 nanorods prepared menggunakan P7F /sebagai agen capping. 0iameter a2er-usia nanorods ini adalah di kisaran 34-)
nm.$t Perlu dicatat bahAa ukuran rata-rata keban'akan dari nanorods
thes'nthesized diperkirakan dari gambar S7 isappro@imatel' 4 nm (44*.
3.2. Sintesis dari imidazol trisustituted
8/17/2019 Zno Nanorods Yuni
http://slidepdf.com/reader/full/zno-nanorods-yuni 7/8
Sintesis dari imidazol trisubstituted !Aaln'a, kondensasi dari benzil #" mmol&, -
chlorobenzaldeh'de #" mmol& dan amonium asetat # mmol& terpilih sebagai model
untuk mengidentikasi kondisi reaksi optimal #:abel "&.9ang sesuai /- #-kloroenil&
-,4-dienil-"5-imidazol diperoleh dalam hasil 83I setelah ",4 h di hadapan / mol
I dari nano-katalis dalam 5/6 baAah refuks #:abel ", entr') &. elakukan reaksi
baAah pelarut bebas ondi-tions baik pada suhu kamar dan di hadapankon2ensional.ocon2entional heating did not produce satisactor' results#entries and 4&.
:he use o 53+, /5465 and5/6?/5465 #"?", 2?2& as the sol2ent 'ielded Aorseresults
compared to the use o Aater under the same con-ditions #entries ", /, 3 and &. 0ecreasing
the amount o+56!c to / mmol decreased the 'ield #entr' ""&, andthe amount o catal'st
used Aas not suitable in entries 8and =. Dsing ammonium carbonate as a source o ammo-
nia did not produce satisactor' results #entr' "&. :heoptimal conditions Aere determined
to be the utilizationobenzil, aldeh'des and +56!c #molar ratio o "?"?&in the presence o
Cn6 +s #/ molI& in 5/6 underrefu@ #entr' )&.
Pada langkah berikutn'a, penerapan umum Cn6+s sebagai katalis untuk sintesis
berbagai 0eri2a-Aakil-/,,4-triaril-"5-imidazol diselidiki #:abel /&. Benzaldehida dan
deri2ati2esas 'ang diaktikan serta aldehida aromatik dinonaktikan berhasil
menghasilkan trisubstituted imidazol L sesuai. Perlu dicatat bahAa elektron-
kekurangan sub-rak'at pemilih menghasilkan hasil 'ang lebih baik dari substituen
correspondingelectron-men'umbangkan mereka. aktu reaksi dari ar'laldeh'des
the3- dan / tersubstitusi #entri / dan )& areslightl' lebih lama dibandingkan mereka
- diganti anal-ogous #entri dan =&.5al ini mungkin disebabkan karena tidak
langsung eek indukti dan ? atau resonansi pada reaksi hambatan centre.Steric di /-
tersubstitusi deri2ati adalah pen'ebab potensial lain dari respon lamban ini.
;urural dan "-+aphthaldeh'de juga bereaksi berhasil #entri " dan "4&.
1eistimeAaan dari katalis juga diamati orthe reaksi dari aldehida tak jenuh, seperti
3-enil-/-propenal. 0alam hal ini, tidak ada oleh-produk 'ang diperoleh.sesuaidengan pen'erapan molekul air onthe Cn6 permukaan. Puncak pada sekitar /=/4
dan /84 cm-" disebabkan oleh 5 peregangan asetat (/,3*.7ntri "&. Selain itu,
diganti benzil berhasil menjalani kondensasi tiga komponen dengan berbagai
aldehida #:abel /, entri ")-/4&.
Pada langkah berikutn'a, usabilitas dari reco2eredcatal'st itu dipelajari sebagai
aspek lain 'ang esien dan impor-tant protokol ini. Dntuk alasan ini, nanorods Cn6
ditemukan dari campuran reaksi o/- #-kloroenil& -,4-dienil-"5-imidazol #b&
b'ltration dan mencuci lanjut residu padat Aith7t6!c #/ K " m%&. Pengeringan
semalam di kamar marah-1 arakteristik dan pemanasan pada )J selama / jam
memberi reco2eredcatal'st tersebut. nanocatal'st 'ang diperoleh digunakan
kembali andrec'cled untuk empat berjalan dengan hampir tidak ada penurunan
acti2it'.;ig. menunjukkan bahAa pulih nano-Cn6 'ang dikatalisasi theone-pot,
reaksi tiga komponen untuk memberikan b imidazole trisubstituted dengan hasil
dari 83, 83, 8" dan 8I untuk pemisahan ourconsecuti2e dan menggunakan
kembali.
8/17/2019 Zno Nanorods Yuni
http://slidepdf.com/reader/full/zno-nanorods-yuni 8/8
!khirn'a, mekanisme 'ang diusulkan untuk S'nthe-sis dari /,,4-trisubstituted
imidazol diuraikan inScheme /. 1atalis mengaktikan carbon'lgroup aldehida untuk
membentuk h'dro@'lamine menengah (!*, Ahichis dehidrasi untuk imin (B*.
Serangan nukleolik +53 lain menghasilkan diamina menengah (*.8ra& & hasil
Reaksi untuk empat ber/alan di hadapan atal!st&onse9uent serangan nukleofilik daur ulang dari
:6; pada diaktifkan ben-Zil :D; memberikan :$;, !ang melepaskan air untuk membentuk :F; an
serangan intramolekul nukleofilik pada : F; mengarah siklisasi tertalu dari :<;& Dari tahap ini,
nanoata-=!st dapat dimanfaatkan untuk siklus lain& Selan/utn!a, thedeh!dration dari :<;
memberikan produk imidaol !ang trisubstituted&
. ingkasan
1esimpulan, rute dimodikasi untuk nanorods sintesis oCn6 telah diperkenalkan.
nanorods 'ang disintesis merupakan katalis 'ang eekti, dan reusable%eAis ramah
lingkungan asam 'ang mengkatalisis satu-pot, reaksi tiga komponen benzils dengan
aldehida andammonium asetat untuk membentuk /,,4-triaril-"5-imidazol dalam
hasil 'ang tinggi. 6perasi sederhana dan mudah kerja-up prosedur reaksi ini
bersama dengan esiensi reusabilit'and dari nanocatal'sts disintesis adalah
thehighlights dari pekerjaan ini. Penulis berharap protocolto ini menemukan aplikasi
luas dalam bidang nanocatal'sts heteroge-neous, pengembangan persiapan obat
sintesis organik andcombinatorial.