《Journal of Organometallic Chemistry》：Silver nanoparticles immobilized over Zn–Al-layered double hydroxide as a heterogeneous catalyst for synthesis of chromene derivatives
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银纳米颗粒负载Zn-Al层状双氢氧化物通过薄荷提取物辅助制备，并用于3组分缩合反应合成2-氨基-4H-蔡烯，展现出良好催化活性和6次循环稳定性。
阿里·B·M·阿里（Ali B.M. Ali）|阿马尔·亚西尔·艾哈迈德（Ammar Yasir Ahmed）|纳林德吉特·辛格·萨瓦兰·辛格（Narinderjit Singh Sawaran Singh）|亚历杭德罗·佩雷斯-拉里奥斯（Alejandro Pérez-Larios）|卡洛斯·索托-罗布雷斯（Carlos Soto-Robles）|奥斯明·阿维莱斯-加西亚（Osmin áviles-García）|普拉迪普·詹吉尔（Pradeep Jangir）|M·A·迪亚布（M.A. Diab）|赫巴·A·埃尔-萨班（Heba A. El-Sabban）|穆塔巴尔·拉蒂波娃（Mutabar Latipova）|鲁斯兰贝克·西迪科夫（Ruslanbek Siddikov）|穆姆塔杰·沙阿（Mumtaj Shah）
伊拉克卡尔巴拉市瓦里特·阿尔-安比亚大学工程学院空调工程系
摘要
本研究介绍了一种新型纳米催化剂——银纳米颗粒包覆的Mentha pulegium提取物增强型Zn–Al层状双氢氧化物（Zn-Al LDH/MPextract）的制备与开发过程。这种Zn-Al LDH/MPextract在原位形成银纳米颗粒（Ag NPs）的过程中起到了有效的保护与还原作用。我们采用了透射电子显微镜（TEM）、场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）、能量色散X射线光谱（EDX）、电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）、元素映射以及X射线衍射（XRD）等先进技术来研究其结构特性。通过使用间苯二酚、醛类和马来腈三种组分进行三组分缩合反应，评估了该纳米催化剂在催化生成2-氨基-4H-色烯（2-amino-4H-chromenes）方面的性能。实验结果表明，该纳米催化剂在经过6次循环使用后仍能保持良好的催化效率，且性能未明显下降。
引言
为了提升纳米材料的性能，应用纳米技术至关重要。目前，金属纳米颗粒（MNPs）已在医学、传感、催化、光子学和纳米电子学等多个领域得到广泛应用[[1], [2], [3]]。先前的研究通过将活性物种固定在固体载体上来制备可重复使用的高效异质催化剂[[4]]。纳米颗粒（NPs）可通过物理、化学和生物方法合成[[5], [6], [7]]。由于过渡金属的d轨道未完全填满，它们既能向其他分子捐赠电子也能接受电子，因此是优良的催化剂[[12], [13], [14]]。然而，许多化学物理方法仍依赖于昂贵且具有危险性的表面修饰剂，并使用有机溶剂，这会对环境造成污染。因此，探索新的纳米颗粒制备技术至关重要。此外，找到合适且环保的制备策略也具有重要意义。值得注意的是，纳米颗粒具有极大的比表面积，这使其在绿色生产方法中具有显著优势，不仅经济可行，而且环保可持续，因此备受关注[[15], [16], [17], [18], [19]]。
多组分反应（MCRs）是一种从简单底物在单一容器中生成复杂有机化合物（如杂环分子）的有效方法。这种方法具有诸多优点：反应步骤少、产生的废物少、无需分离中间产物、反应时间短、产物质量高、后处理简便且对环境友好[[20], [21], [22], [23]]。基于此，许多用于制备杂环化合物（如色烯）的方法正在开发中[[24], [25], [26], [27]]。2-氨基-4H-色烯及其衍生物因具有多种药用价值（如抗菌、抗癌、抗血栓、抗阿尔茨海默病、抗炎、抗过敏作用）以及抗氧化效果而受到广泛关注[[28]]。传统制备色烯的方法耗时较长、需要特定数量的材料，且产率较低。研究人员采用多种催化剂（如MgFe2O4纳米颗粒[[29]]、Fe3O4@SiO2与苯并咪唑-氯化铁和氯化镍[[30]]、钨酸负载的SBA-15[[31]]、碘与碳酸钾[[32]]、哌嗪改性的氧化石墨烯[[33]]、纳米二氧化硅[[34]]、水滑石[[35]]等）来制备2-氨基-4H-色烯[[36], [37], [38]]。尽管这些方法有一定优势，但也存在使用昂贵有害材料、耗时较长以及产率较低的缺点。
层状双氢氧化物（LDHs）是一类类似于水滑石的二维粘土材料。其独特的结构由阴离子层和二价/三价金属阳离子层组成，能够促进离子交换，通常表示为[M1?x2+ Mx3+ (OH)2]x+(An?)x/n • mH2O，其中M2+/3+代表阳离子，A?代表阴离子（常见为碳酸根、硝酸根和硫酸根[[39], [40], [41], [42]]。LDHs在催化、吸附、电池、光电催化剂、传感器和化妆品等领域有多种应用[[43], [44], [45]]。近期文献探讨了LDH基催化剂在废水处理中的应用[[46], [47], [48]]。本研究首次报道了在温和条件下使用Mentha pulegium提取物将银纳米颗粒固定在改性LDH表面的方法（图1）。通过芳香醛类、马来腈和间苯二酚的一锅反应，评估了所制备的Zn-Al-OH/MPextract/Ag NPs在生成2-氨基-4H-色烯方面的催化性能，结果显示产率良好（图1）。
部分内容摘录
Mentha pulegium水提取物的制备
将2克干燥的Mentha pulegium叶子放入30毫升纯水中，于80°C下加热20分钟，直至形成淡红色液体。随后冷却并过滤，准备下一阶段实验。
Zn-Al LDH/MPextract/Ag NPs的制备
Zn-Al LDH采用成熟的方法制备[[49]]。将0.5克制备好的Zn-Al LDH与100毫升去离子水混合后进行超声处理1分钟。接着加入含有2毫摩尔银（AgNO3）的液体（30毫升水），逐步...
Zn-Al LDH/MPextract/Ag NPs的分析表征
Zn-Al LDH/MPextract/Ag NPs的制备采用绿色工艺（图1）完成。首先利用Zn–Al LDH作为活性模板，将银离子固定在其骨架上，再利用Mentha pulegium提取物中的多酚类和多羟基成分（如单宁和黄酮类）将银离子还原为银纳米颗粒。随后通过多种分析方法对样品进行了详细研究...
结论
本研究采用Mentha pulegium提取物在Zn-Al LDH复合材料表面固定银纳米颗粒，并通过多种先进的物理化学方法对其进行了全面评估。SEM和TEM观察结果显示颗粒呈球形，大小约为20-30纳米，未出现明显聚集现象。通过对制备的Zn-Al LDH/MPextract/Ag NPs的催化活性进行测试...
资助
作者感谢国王哈立德大学研究与发展研究生院通过RGP2/269/46号大型研究项目对本研究的资助。
CRediT作者贡献声明
阿里·B·M·阿里（Ali B.M. Ali）：实验研究、数据分析。阿马尔·亚西尔·艾哈迈德（Ammar Yasir Ahmed）：实验研究、数据分析。纳林德吉特·辛格·萨瓦兰·辛格（Narinderjit Singh Sawaran Singh）：撰写、审稿与编辑、监督、实验研究、数据分析。亚历杭德罗·佩雷斯-拉里奥斯（Alejandro Pérez-Larios）：实验研究、数据分析。卡洛斯·索托-罗布雷斯（Carlos Soto-Robles）：实验研究、资金获取、数据分析。奥斯明·阿维莱斯-加西亚（Osmin áviles-García）：实验研究、数据分析。普拉迪普·詹吉尔（Pradeep Jangir）：实验研究、数据分析。M·A·迪亚布（M.A. Diab）：撰写、审稿与编辑、初稿撰写。
利益冲突声明
作者声明在本研究中不存在任何利益冲突。
