植物辅助合成银-氧化锌纳米复合材料:Biginelli反应催化剂及其抗糖尿病应用

【字体: 时间:2025年07月30日 来源:Inorganic Chemistry Communications 5.4

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  研究人员针对传统纳米材料合成方法的环境污染问题,采用甜柠檬(Citrus limetta)果汁提取物绿色合成了Ag-ZnO纳米复合材料(10-30 nm)。该材料在无溶剂条件下高效催化Biginelli反应(产率良好,可循环6次),并展现显著α-淀粉酶抑制活性(IC50 384.28 μg/mL),为开发多功能纳米催化剂与抗糖尿病药物提供了新思路。

  

在纳米技术飞速发展的今天,金属纳米材料因其独特的表面效应和催化性能成为研究热点,但传统化学合成方法的高能耗、高污染问题始终制约着其可持续发展。与此同时,糖尿病等代谢性疾病全球高发,开发新型α-淀粉酶抑制剂成为药物研发的重要方向。如何通过绿色化学手段制备兼具催化与生物活性的多功能纳米材料,成为横跨材料科学与生物医学的交叉难题。

印度拉贾斯坦大学化学系的Jaya Mathur团队在《Inorganic Chemistry Communications》发表研究,创新性地利用甜柠檬(Citrus limetta)果汁中的黄酮类、抗坏血酸等天然成分,成功制备出球形Ag-ZnO纳米复合材料(10-30 nm,比表面积26.056 m2/g)。该研究通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等技术确认材料晶体结构,并系统评估了其在有机合成与疾病治疗中的双重价值。

关键技术包括:1)植物提取物介导的绿色合成法;2)无溶剂条件下催化Biginelli三组分反应;3)α-淀粉酶抑制实验(样本浓度梯度0-500 μg/mL);4)催化剂循环稳定性测试(6次重复)。

【材料与方法】
研究采用甜柠檬果汁还原银锌前驱体,通过紫外-可见光谱(UV-Vis)监测纳米粒子形成,透射电镜(TEM)显示材料呈均匀球形,能量色散X射线谱(EDX)证实Ag0和Zn2+共存。

【催化性能】
在无溶剂条件下,该纳米催化剂可高效促进苯甲醛、乙酰乙酸乙酯和尿素的三组分缩合,合成3,4-二氢嘧啶酮(DHPMs)类化合物,产率达82%-90%,且循环使用6次后活性仅下降7.3%。

【抗糖尿病活性】
通过α-淀粉酶抑制实验发现,500 μg/mL浓度下抑制率达54.03%,IC50值为384.28 μg/mL,表明其可能通过阻断淀粉水解发挥降血糖作用。

【结论与展望】
该研究首次实现甜柠檬提取物一步法合成Ag-ZnO纳米复合材料,其创新性体现在:1)将生物还原法与异相催化结合,为绿色化学提供范例;2)突破传统纳米催化剂单一功能局限,实现"一材双用";3)为开发植物源抗糖尿病制剂提供新思路。未来可通过表面修饰进一步提升材料的选择性催化能力和生物相容性。

(注:全文严格依据原文数据,专业术语如DHPMs、IC50等均保留原文表述;作者单位"University of Rajasthan"按国内惯例译为"拉贾斯坦大学")

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