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Jul 21, 2023

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Scientific Reports volume 5, Artigo número: 12005 (2015) Citar este artigo 5369 Acessos 27 Citações Detalhes das métricas Os N-aril imidazóis desempenham um papel importante como unidades estruturais e funcionais em

Scientific Reports volume 5, Artigo número: 12005 (2015) Citar este artigo

5369 Acessos

27 citações

Detalhes das métricas

Os N-aril imidazóis desempenham um papel importante como unidades estruturais e funcionais em muitos produtos naturais e compostos biologicamente ativos. Aqui, relatamos uma rota fotocatalítica para as reações de acoplamento cruzado de CN sobre um catalisador de Cu/grafeno, que pode efetivamente catalisar a N-arilação de imidazol e ácido fenilborônico e atingir uma frequência de rotatividade de 25,4 h-1 a 25 oC e a irradiação de luz visível. A atividade catalítica aprimorada do Cu / grafeno sob a irradiação luminosa resulta da ressonância plasmônica de superfície localizada das nanopartículas de cobre. O fotocatalisador Cu/grafeno tem aplicabilidade geral para acoplamento cruzado fotocatalítico de CN, CO e CS de ácidos arilborônicos com imidazóis, fenóis e tiofenóis. Este estudo fornece uma rota fotocatalítica verde para a produção de N-aril imidazóis.

O acoplamento cruzado CN tem sido reconhecido como uma das transformações mais importantes na química orgânica porque pode ser convenientemente usado para sintetizar uma ampla gama de produtos orgânicos, incluindo muitos produtos naturais e farmacêuticos. Os N-aril imidazóis desempenham um papel importante como unidades estruturais e funcionais em muitos produtos naturais e compostos biologicamente ativos . Como um método eficiente para produzir N-aril imidazóis, a formação de ligações CN mediadas por cobre através do acoplamento cruzado de ácidos arilborônicos e imidazóis usando Cu(OAc)2 estequiométrico e piridina tornou-se uma importante estratégia sintética desde os relatórios iniciais de Chan e Lam grupos6,7,8. Mais tarde, Collman e colaboradores relataram que complexos de Cu (II) com ligantes bidentados quelantes de nitrogênio poderiam catalisar o acoplamento de imidazóis sem a adição de qualquer base à temperatura ambiente . Recentemente, descobriu-se também que sais simples de cobre promovem o acoplamento de ácidos arilborônicos com imidazóis em solventes protônicos . Embora estes processos homogéneos que utilizam complexos solúveis de Cu como catalisadores exibam elevada eficiência catalítica, a dificuldade em separar os catalisadores das misturas reaccionais ainda é um problema sério. Comparando com os processos homogêneos, as rotas que empregam catalisadores heterogêneos recicláveis ​​seriam eficientes e ecologicamente corretas11,12. Por exemplo, Kantam et al. descobriram que a N-arilação de imidazóis e ácidos arilborônicos foi realizada com fluorapatita trocada com cobre em metanol . No entanto, a atividade de catalisadores heterogêneos ainda precisa ser melhorada.

O efeito de ressonância plasmônica de superfície localizada (LSPR) é uma oscilação coletiva de elétrons de condução em nanopartículas metálicas, que ressoam com o campo eletromagnético da luz incidente na faixa de luz visível . Os elétrons de condução das nanopartículas de ouro (Au), prata (Ag) e cobre (Cu) podem ganhar energia de luz visível através do efeito LSPR para produzir elétrons energéticos “quentes”, que facilitam o processo de reação e melhoram o rendimento da síntese química sob condições leves16. Estudos sobre reações impulsionadas pela luz catalisadas por nanopartículas metálicas plasmônicas formaram a base de um campo novo e em rápida expansão na fotocatálise verde . O grupo de Linic descobriu que nanoestruturas plasmônicas de prata podem usar simultaneamente luz visível de baixa intensidade e energia térmica para conduzir reações de oxidação catalítica - como epoxidação de etileno, oxidação de CO e oxidação de NH3 em temperaturas mais baixas . Sarina et al. relataram que as nanopartículas da liga Au-Pd podem absorver fortemente a luz devido ao efeito LSPR do Au e aumentar eficientemente a conversão de algumas reações, como o acoplamento cruzado Suzuki-Miyaura . Huang et al. consideraram que a ativação de oxigênio em nanopartículas de Au e Ag pode ser auxiliada por LSPR em reações de oxidação, uma vez que a injeção efetiva de elétrons energéticos excitados em moléculas de oxigênio para formar ânions de moléculas de oxigênio fortemente adsorvidas . Anteriormente, descobrimos que nanopartículas de cobre suportadas em grafeno podem catalisar de forma controlada as reações de acoplamento de nitroaromáticos aos compostos azoxi ou azo correspondentes sob irradiação de luz visível . Aqui relatamos que o catalisador Cu / grafeno exibe excelente atividade fotocatalítica para N-arilação de imidazóis e ácidos arilborônicos à temperatura ambiente sob irradiação de luz visível.