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

4.5. Ag NPs for the cyclobutane cleavage reaction

  

Han  and  Zhang  studies  the  cyclobutane  cleavage  reactions 

involving 1,2,3,4-tetra(pyridine-4-yl)cyclobutane (TPCB) and 

dimethyl  3,4-di(pyridine-4-yl)cyclobutane-1,2-dicarboxylate 

(DMCB)  substrates  by  silver  and  gold  NPs  (Scheme  48).

[35a]

 

With  an  intention  probing  applications  in  nanomedicine, 

TPCB  and  DMCB  were  synthesized  by  solid-state 

photodimerization 

of 

their 

monomers. 

The 

silver 

nanostructures  supported  on  polyaniline  and  Ag/Au 

nanoparticles  were  tested  for  the  cleavage  reaction.  The 

appears  of  olefin  C=C  IR  stretch  at  1635  cm

-1

  and 

disappearance of 1150 and 844 cm

-1

 of cyclobutane indicated 

the ring opening did occur.  The driving force for the cleavage 

reaction  is  the  high  surface  energy  of  the  metal  NPs  that 

coordinate with N-atom of the pyridine moiety, which results 

in  increased  strain  force  on  the  cyclobutane  ring.  DMCB 

cleavage  reaction  using  solid-state  Raman  spectrum  showed 

charactarestic  peaks  at  1135  and  844  cm

-1

.  Further,  an 

instantaneous  cleavage  was  observed  in  the  laser  power-

dependent  SERS  spectra  at  532/633  nm  laser  operating  at 

varying  power.  In  addition  to  cleavage,  carbonization  was 

observed using 100% power (6.40 mW) of 633 nm laser, and 

above  10%  power  (2.39  mW)  of  532  nm  laser.  This  new 

observation  can  shed  light  on  the  green  chemistry  and 

nanomedicine aspects for DNA damage repairs.  

Scheme 48. Cyclobutane cleavage reaction 

     

 

A  solvent  free  approach  for  the  synthesis  of  1-substituted 

tetrazoles  were  reported  using  sodium  borosilcate  glass-

supported 

silver 

nanoparticle 

nanocomposite 

catalyst 

systems.

[35b]

  These  nanocomposite  systems  were  obtained  by 

A.  Moluccana  extract  from  leaves  and  hence  deemed 

environmentally  friendly,  because  such  catalytic  systems  are 

free from use of organic solvents.