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

6.2.  Nano-γ-Fe

2

O

3

-IM-tribromides  for  the  oxidation  of 

sulfides

 Kolvari reports the synthesis of imidazole tribromide 

immobilized  on  magnetic  nanoparticles  and  their  application 

in the catalytic oxidation of sulfides to afford sulfoxides using 

aqueous  hydrogen  peroxide  as  oxidant  at  room  temperature 

under  solvent-free  conditions.

[41]

  Thus  the  synthesis  of  nano-

γ

-Fe

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-IM  tribromide  began  with  the  coupling  of  acidified 

magnetite  with  3-chloropropyltriethoxysilane  (CPTES)  by 

covalent  bonds.  The  reaction  of  the  supported  CPTES  with 

imidazole in dry toluene under reflux conditions for 36 hours 

produced the imidazole functionalized magnetic nanoparticles 

(Scheme 58).  

Scheme  58.  Synthesis  of  imidazole  functionalized  magnetic 

nanoparticles 

 

The  functional  groups  were  intact  on  the  magnetic 

nanoparticles  as  determined  by  FT-IR  analysis.  Broad  peaks 

around  3400  and  1645  cm

-1

  represented  the  stretching  and 

bending  modes  of  the  O-H  groups  and  the  adsorbed  water. 

The  absorption  bands  at  584.4  cm

-1

  and  628.7  cm

-1

  were 

attributed to the Fe-O bonds. The bending vibrations of Fe-O-

Si  appeared  at  989  cm

-1

,  while  the  stretching  vibrations  of 

C=N  and  C=C  of  the  imidazole  rings  was  displayed  at  1577 

and 1400 cm

-1

 respectively. Powder X-ray diffraction analysis 

suggested  that  the  pattern  of  nano-

γ

-Fe

2

O

3

-IM  tribromide 

resembles  to  the  standard  pattern  of  the  crystalline  inverse 

cubic  spinel  ferrites  even  after  functionalization.  Further,  the 

FE-SEM  images  displayed  particles  of  size<20  nm  that 

appeared  spherical  with  diameter  of  10  ±  5  nm  as  observed 

from TEM analysis. TG-DTG curves the weight loss and the 

catalyst loadings were 0.55 mmol g

-1

 and stable up to 200 

o

C.   

The  saturation  magnetization  curves  indicated  the  change 

from  60  to  54  emu  g

-1

,  a  slight  decrease  due  to 

functionalization of the imidazolyl tribromide on surface. The 

catalyst  was tested for the oxidation of sulfides to sulfoxides 

using  30%  H

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O

2

  as  green  oxidant.  Optimization  studies 

revealed  that  in  the  absence  of  the  catalyst  the  oxidation  of 

benzylphenyl  sulfide 

122a

  took  25  hours  for  completion  to 

provide  70%  yield  of  the  product.  However,  in  the  presence 

of the catalyst, the reaction times reduced to 30 minutes while 

the  yield increased to >90%.  This solvent  free oxidation  was 

tested with other sulfides at room temperature (Scheme 59).  

Scheme  59.  nano-

γ

-Fe

2

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-IM  tribromide  mediated  oxidation 

of aralkylsulfides 

10.1002/ajoc.202000379

Accepted 

Manuscript

Asian Journal Of Organic Chemistry

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