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

6.5.  Fe

3

O

4

@silica  DES  catalyzed  synthesis  of  (

Z

)-Phenyl-

8H-thieno[2,3-b]-indoles

  

 

Tran  et  al.  reported  one-pot  multicomponent  synthesis  of 

thieno[2,3-b]indoles  by  a  magnetic  nanoparticle  supported 

[Urea]

4

[ZnCl

2

]  deep  eutectic  solvent  (DES)  as  a  green 

catalyst  (Scheme  63).

[44]

    The  catalyst  was  prepared  by  SiO

2

 

coating on Fe

3

O

4

 followed by surface functionalization using 

(3-chloropropyl)triethoxysilane 

to 

afford 

Fe

3

O

4

@SiO

2

@(CH

2

)

3

Cl.  To  this  was  added  DES  at  100 

o

C 

for  18  hours  to  provide  DES@MNP  catalyst  (Figure  7).  The 

catalyst  was  thoroughly  characterized  by  FT-IR,  Raman, 

TGA,  SEM,  TEM,  XRD,  VSM,  ECX  and  ICP-MS  analysis. 

TEM  image  showed  a  well-defined  core-shell  containing 

ferric oxide  

 

Figure 7. Structure of the DES@MNP catalyst 

 

nanoparticles of the size 15-25 nm and is surrounded by silica 

sheet.  The  percentage  of  zinc  was  26.69%  as  observed  from 

ICP-MS  that  corresponds  to  a  loading  of  4.1  mmol  g

-1

.  The 

reaction  was  screened  by  taking  indole,  sulfur  and 

acetophenone  as  substrates  and  optimized  with  respect  to 

various  catalysts,  solvents  and  temperature.  The  optimized 

conditions  were  applied  to  acetophenones  including  2-

acetylthiophene.  The  reaction  was  found  to  be  quite  general 

affording titled products in good yields. Although the catalyst 

is heterogeneous, the deep eutectic solvent 

 

Scheme 63. DES@MNP catalyzed synthesis of 2-phenyl-8H-

thieno[2,3-b]indole derivatives 

 

behaved  homogeneously  and  was  difficult  to  recover  at  the 

end  of  the  reaction.  The  reuse  of  the  catalyst  became 

challenging.  Further,  leaching  test  was  conducted  after  8 

hours.  The  catalyst  was  removed  magnetically  and  the 

remaining reaction mixture was analyzed up to 8 hours. There 

was  no  additional  product  formed  as  observed  by  GC-MS 

experiments.  ICP-MS  of  the  reaction  filtrate  indicated  less 

than 1 ppm of zinc. This indicated MNP acted like a catalyst 

during  the  reaction.  Mechanistically,  the  reaction  proceeds 

through  the  formation  of  iminium  intermediate