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

8.3. CuFe

2

O

4

 for the aerobic coupling

  

Le  and  Phan  reported  the  utility  of  commercially  available 

CuFe

2

O

4

  superparamagnetic  nanoparticle  catalyzed  aerobic 

coupling  of  2-aminopyrimidines  or  2-aminopyridines 

170

 

with 

trans

-chalcones 

171

  to  afford  aroylimidazo[1,2-

a]pyridimidines

 

and 

aroylimidazo[1,2-a]pyridines 

172

 

(Scheme  73).

[53]

 The  reaction  was  extended  to 

β

-nitrostyrene 

as  electrophile.  By  employing  dibenzylidene  acetone,  only 

monocoupled annulated product 

173

 was obtained.  The 

 

Scheme 73. Aerobic coupling reactions mediated by CuFe

2

O

4

 

nanoparticles 

reaction  did  not  work  in  the  absence  of  iodine.  In  order  to 

10.1002/ajoc.202000379

Accepted 

Manuscript

Asian Journal Of Organic Chemistry

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confirm  the  heterogeneous  catalytic  pathway,  hot  filtration 

test  was  executed.  An  aliquot  of  the  reaction  mixture  was 

removed  by  magnetic  decantation  after  two  hours  and  the 

remaining mother liquor was heated for additional 5 hours at 

140 

o

C. The yield of the product plummeted in case when the 

catalyst  was  removed,  proving  that  leaching  species  if 

possible  is  negligible.  The  copper-ferrite  catalyst  could  be 

reused up to 5 times for up to 81% yield. Mechanistically, the 

reaction  proceeds  through  the  initial  iodination  of  double 

bond  of  electrophile  chalcone  to  result  in  iodonium  ion 

intermediate 

174 

(Scheme  74).  The  ring  opening  of  the 

iodonium  ion

 

by  the  pyridine  affords  the  intermediate 

175

. 

Cyclization,  expulsion  of  iodine  ion  of  the  intermediate 

177 

followed  by  aromatization  in  presence  of  copper-mediated 

aerobic oxidation affords titled compound 

172

.  

Scheme 74. Mechanism of the aerobic coupling reaction