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

8.8.  Fe/Cucurbituril  with  Pd  for  the  Suzuki,  Sonogashira 

and Heck cross-couplings

  

Trabolsi  and  Guenin  reported  the  curburbit[7]uril  modified 

iron  oxide  nanoparticles  [CB(7)NPs]  loaded  with  palladium 

nanocatalysts  for  the  microwave  mediated  Suzuki-Miyaura, 

Sonogashira  and  Mizoroki-Heck  cross-coupling  reactions  in 

ethanol-water as solvent (Scheme 80).

[58]

 By mixing excess of 

CB[7]  with  iron-oxide  NPs  in  water  at  pH  of  2  and  50 

o

C 

provided  solid  support  in  which  palladium  acetate  was 

absorbed.  FT-IR  spectrum  of  the  CB[7]NPs  displayed  Fe-O 

absorption  band  at  1733  cm

-1

  and  C=O  bands  of  CB[7]  at 

1636 cm

-1

 corresponding to uncomplexed and particle-bound 

carbonyls  and  this 

was  preserved  after  Palladium 

incorporation. XPS indicated Fe 2p

3/2 

and 2P

1/2 

peaks at 710.8 

and  724.5  eV  respectively  along  with  less  intense  Pd  3d

5/2 

337.4  and  3d

3/2 

342.7  eV  with  some  satellite  peaks.    TEM 

images  indicated  spherical  NPs  of  size  range  8-12  nm. 

STEM-HADF  images  of  CB[7]NPs  indicated  interplanar 

spacing (2.54 Å) that matches with the d-spacing value of (2 2 

0)  plane  of  magnetite,  while  after  palladium  incorporation  , 

two  different  plane  spacings  of  2.2  Å  and  2.5    Å  were 

observed  that  are  characteristic  of  the  (1  1  1)  and  (2  2  0) 

planes  of  Pd(0)  and  γ-Fe

2

O

3

  respectively.  The  magnetic 

behavior displayed strong superparamagnetic signals at 4.9 x 

10

8

 M.U. indicating magnetic catalyst for easy separation and 

recycling.  The  well  characterized  catalyst  was  tested  in  the 

cross-  

Scheme  82.  Suzuki-Miyaura,  Sonoghashira  and  Mizoroki-

Heck cross-couplings in water-ethanol mixture 

 

coupling  reaction  (Scheme  82).  The  Pd@CB(7)NPs  were 

found 

to 

be 

recyclable, 

efficient, 

economical 

and 

environmentally  benign  heterogeneous  system  with  potential 

applications in broader chemical community.