نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران

نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران

سنتز و شناسایی نانوکاتالیست نوین و قابل بازیافت پالادیم N- هتروسیکل کاربن دارای پیریمیدین تثبیت شده بر روی بستر ارگانوسیلیکا (PMO) و بررسی کارایی آن در واکنش سوزوکی ـ میورا

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان
فاطمه رجبی
ابوالفضل علیائی
گروه شیمی، دانشگاه پیام نور، صندوق پستی 4697-19395، تهران، ایران
چکیده
در این پژوهش، کمپلکس  N– هتروسیکل کاربن پالادیم دارای پیریمیدین تثبیت شده روی بستر ارگانوسیلیکا (  Pd-Pym-NHC@PMO) از 2-آمینوپیریمیدین در چهار مرحله واکنش سنتز شد. ساختار و ویژگی­های فیزیکی و شیمیایی Pd-Pym-NHC@PMO با استفاده ازفناوری­های گوناگون آنالیز اسپکتروسکوپی مانند XRD،CP-MAS-NMR،AAS، TGAو تخلخل سنجی BET  تعیین شد. پس از شناسایی، فعالیت کاتالیستی آن در سنتز بی آریل­ ها با استفاده از واکنش سوزوکی ـ میورا در شرایط گوناگون حلال، دما و نسبت مولی واکنشگرها مورد ارزیابی قرار گرفت و دیده شد که نانو کاتالیست  N– هتروسیکل کاربن پالادیم دارای پیریمیدین بسیار کارامد در این فرایند عمل می‌کند. افزون براین، نانوکاتالیست پالادیمPym-NHC@PMO)) قابل بازیافت بوده و بدون هیچ گونه کاهش فعالیت کاتالیست برای هشت بار متوالی در این واکنش مورد استفاده قرار گرفت. روش حاضر یک روش نوین و بسیار ملایم و دوست‌دار محیط زیست می‌باشد
کلیدواژه‌ها
نانوکاتالیست
N– هتروسیکل کاربن
پیریمیدین
ارگانوسیلیکا
واکنش سوزوکی ـ میورا
موضوعات
[1] Alente C., OrganM. G., "The Contemporary Suzuki–Miyaura Reaction, in Boronic Acids: Preparation and Applications in Organic Synthesis, Medicine and Materials" (Volume 1 and 2), Second Edition (ed D. G. Hall), Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, Germany (2011).
[2] Miyaura N., Suzuki A., Palladium-Catalyzed Cross-Coupling Reactions of Organoboron Compounds, Chem. Rev., 95 (7): 2457-2483 (1995).
[3] Surry D. S., Buchwald  S. L., Biaryl Phosphine Ligands in Palladium-Catalyzed Amination, Angew. Chem. Int. Ed.,47 (34): 6338-6361(2008).
[4] Surry D. S., Buchwald  S. L., Biarylphosphanliganden in der palladiumkatalysierten Aminierung, Angew. Chem.,120 (34): 6438-6461(2008).
[5] Miyaura N.,Suzuki A., Stereoselective Synthesis of Arylated (E)-Alkenes by the Reaction of Alk-1-enylboranes with Aryl Halides in the Presence of Palladium Catalyst, J. Chem. Soc., Chem. Commun., (19): 866-867 (1979).
[6] Han F. S., Transition-Metal-Catalyzed Suzuki–Miyaura Cross-Coupling Reactions: A Remarkable Advance from Palladium to Nickel Catalysts, Chem. Soc. Rev., 42 (12): 5270-5298 (2013).
[7]  LennoxaJ. J.,  Lloyd-Jones  G. C., Selection of  Boron Reagents for Suzuki–Miyaura Coupling, Chem. Soc. Rev., 43 (1): 412-443 (2014).
[8] Kostas I. D., "Suzuki–Miyaura Cross-Coupling Reaction and Potential Applications", MDPI Books (2017).
[9] Veerakumar  P., Thanasekaran  P., Lu K.-L., Liu S.-B., Rajagopal S., Functionalized Silica Matrices and Palladium: A Versatile Heterogeneous Catalyst for Suzuki, Heck, and Sonogashira Reactions, ACS Sustainable Chem. Eng., 5 (8): 6357-6376 (2017).
[10] Stratakis M., Garcia H., Catalysis by Supported Gold Nanoparticles: Beyond Aerobic Oxidative Processes, Chem. Rev., 112 (8): 4469-4506 (2012).
[11] Shi J., On the Synergetic Catalytic Effect in Heterogeneous Nanocomposite Catalysts, Chem. Rev., 113 (3): 2139-2181 (2013).
[12] Meyer D., Taige M. A., Zeller A., Hohlfeld K., Ahrens S., Strassner T., Palladium Complexes with Pyrimidine-Functionalized N-Heterocyclic Carbene Ligands: Synthesis, Structure and Catalytic Activity, Organometallics, 28 (7): 2142-2149 (2009).
 [13] Zhao D., Feng J., Huo Q., Melosh N., Fredrickson G. H., Chmelka B. F., Stucky G. D., Triblock Copolymer Syntheses of Mesoporous Silica with Periodic 50 to 300 Angstrom Pores, Science, 279 (5350): 548-552 (1998).
[14] Kresge C. T., Leonowicz M. E., Roth W. J., Vartuli J. C., Beck J. S., Ordered mesoporous Molecular Sieves Synthesized by a Liquid-Crystal Template Mechanism, Nature, 359 (6397): 710-712 (1992).
[15] AsefaT., MacLachlan M. J., Coombs N., Ozin G. A., Periodic Mesoporous Organosilicas with Organic Groups Inside the Channel Walls, Nature, 402 (6764): 867-871 (1999).
[16] De Vos D. E., Dams M., Sels B. F., Jacobs P. A., Ordered Mesoporous and Microporous Molecular Sieves Functionalized with Transition Metal Complexes as Catalysts for Selective Organic Transformations, Chem. Rev., 102 (10): 3615-3640 (2002).
[17] Mohammadi Ziarani G., Aleali F., Lashgari N., Badiei A., An Efficient Green Approach for the Synthesis of Structurally Diversified Spirooxindoles Using Sulfonic Acid Functionalized Nanoporous Silica (SBA-Pr-SO3H), Iran. J. Chem. Chem. Eng., 35 (1): 17-23 (2016).
[18] رشیدی، لادن؛ واشقانی فراهانی، ابراهیم، مروری بر کاربرد نانوذرات مزومتخلخل سیلیکا به عنوان سامانه حمل دارو، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (1)37: 11 تا 49 (1397)
[19] رضوانی، محمدعلی؛ شاطریان، مریم؛ اقمشه، معصومه، گوگردزدایی اکسیداسیونی بنزین با استفاده از نانوکامپوزیت جدید TBA-FePOM@NiO به عنوان یک کاتالیزور موثر و تکرارپذیر، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران،  (4)37: 77 تا 88 (1397)
[20] Van Der Voort P., Esquivel D., Canck E. D., Goethals F., Driessche I. V., Romero-Salguero F. J., Periodic Mesoporous Organosilicas: from Simple to Complex Bridges; AComprehensive Overview of Functions, Morphologies and Applications, Chem. Soc. Rev., 42(9): 3913-3955 (2013).
[21] Fortmana G. C., Nolan S. P., N-Heterocyclic Carbene (NHC) Ligands and Palladium in Homogeneous Cross-Coupling Catalysis: A Perfect Union, Chem. Soc. Rev.,40 (10): 5151-5169 (2011).
[22] Janssen-Müller D., Schlepphorst C., Glorius F., Privileged Chiral N-Heterocyclic Carbene Ligands for Asymmetric Transition-Metal Catalysis, Chem. Soc. Rev.,46 (16): 4845-4854 (2017).
[23] Zhong  R., Lindhorst  A. C., Groche F. J., Kühn F. E., Immobilization of N-Heterocyclic Carbene Compounds: A Synthetic Perspective, Chem. Rev., 117 (3): 1970-2058 (2017).
[24] Meyer D., Strassner T., Methylpalladium Complexes with Pyrimidine-Functionalized N-Heterocyclic Carbene Ligands, Beilstein J. Org. Chem.,12:1557-1565 (2016).