Synthetic Organic Transformations of Transition Metal Nanoparticles as Propitious Catalysts: a thumbnail†

4.4.  Ag  NPs  on  silica  facilitated  dearomative 

spirocyclizations

  

Taylor  and  Unsworth  reported  a  unique  dearomative 

spirocyclization  of  bunch  of  methyl  ketone  and  alkyne-

tethered  aromatics  with  active  silver  nanoparticles  catalysts 

embedded on silica as support.

[34]

 During optimization studies 

the reaction were monitored by IR analysis of the C≡C stretch 

of  ynones  (2208  cm

-1

).  Using  1  mol%  of  AgNO

3

-SiO

2

 

catalyst,  Indole  derived  ynone 

95

  was  converted  into 

spirocycle 

96

  in  30  minutes,  however,  in  the  absence  of  the 

support,  it  took  >  6  hours  to  reach  completion  (Scheme  46).  

After  optimization  the  reaction  was  extended  to  phenols,  2-

substitued  and  3-substituted  pyrroles. 

A  synergistic 

interaction  between  silver  nitrate  and  the  silica  support  was 

found  responsible  for  the  catalysis.  The  rate  improvement  in 

presence  of  the  support  catalyst  could  be  due  to  accelerated 

protodemetallation.  The  silanol  groups  on  the  silica  surface 

10.1002/ajoc.202000379

Accepted 

Manuscript

Asian Journal Of Organic Chemistry

This article is protected by copyright. All rights reserved.

---

might  be  expected  to  facilitate  the  latter  step,  thus  releasing 

the silver for further catalysis and increasing the turnover rate. 

The TEM imaging of the supported catalyst indicated  

Scheme 

46. 

AgNO

3

-SiO

2

 

Vs 

AgNO

3

 

catalyzed 

spirocyclization  of  various  aryl  and  heteroaryl  tethered 

propargyl  ketones 

 

size of 0.205 nm (space group Fm3m), which represents cubic 

silver. The reaction  was extended to flow chemical synthesis 

from 

95

  as  substrate  (Scheme  47). The  solution  of  ynone 

95

 

was passed through 1 cm diameter column packed with 1.93 g 

of  standard  1  wt%  catalyst  (19.3  mg  of  AgNO

3

)  at  the  flow 

rate of 0.3 mL min

-1

. A total of 23.6 grams of ynone 

95

 was 

converted  into  spirocycle 

96

  in  quantitative  yield  over  a  51 

hours period.  One of the important observations of  

Scheme 47. Flow chemical synthesis of spirocyclic ketone  

 

the  methodology  was  that  the  product  spirocycle 

96

  was 

contaminated with 60 ppm of silver under no work-up and no-

column conditions and by changing the solvent to toluene for 

the  reaction,  this  content  was  lowered  to  5  ppm,  below  the 

FDA permissible limit of 17 ppm of a drug candidate.