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Jul 21, 2023

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Scientific Reports volume 5、記事番号: 12005 (2015) この記事を引用する 5369 アクセス数 27 引用指標メトリクスの詳細 N-アリールイミダゾールは、次のような構造単位および機能単位として重要な役割を果たします。

Scientific Reports volume 5、記事番号: 12005 (2015) この記事を引用

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メトリクスの詳細

N-アリールイミダゾールは、多くの天然物や生物学的に活性な化合物の構造単位および機能単位として重要な役割を果たしています。 ここでは、Cu/グラフェン触媒を介したCNクロスカップリング反応の光触媒ルートを報告します。このルートは、イミダゾールとフェニルボロン酸のN-アリール化を効果的に触媒し、25℃で25.4 h-1のターンオーバー頻度と光照射を達成できます。可視光。 光照射下での Cu/グラフェンの触媒活性の向上は、銅ナノ粒子の局在表面プラズモン共鳴に起因します。 Cu/グラフェン光触媒は、アリールボロン酸とイミダゾール、フェノール、チオフェノールの光触媒 CN、CO、CS クロスカップリングに一般的に適用できます。 この研究は、N-アリールイミダゾールの生成のための緑色の光触媒経路を提供します。

CN クロスカップリングは、多くの天然物や医薬品を含む幅広い有機物の合成に便利に使用できるため、有機化学における最も重要な変換の 1 つとして認識されています。 N-アリールイミダゾールは、多くの天然物や生物学的に活性な化合物において構造単位および機能単位として重要な役割を果たしています1、2、3、4、5。 N-アリールイミダゾールを製造する効率的な方法として、化学量論的な Cu(OAc)2 とピリジンを使用したアリールボロン酸とイミダゾールのクロスカップリングによる銅媒介 CN 結合形成は、Chan と Lam による最初の報告以来、重要な合成戦略となっています。グループ6、7、8。 その後、Collman らは、窒素キレート二座配位子を有する Cu(II) 錯体が塩基を添加せずに室温でイミダゾールのカップリングを触媒できることを報告しました9。 最近、単純な銅塩もプロトン性溶媒中でアリールボロン酸とイミダゾールのカップリングを促進することが判明しました10。 可溶性銅錯体を触媒として使用するこれらの均一プロセスは高い触媒効率を示しますが、反応混合物から触媒を分離することが難しいことが依然として深刻な問題です。 均一プロセスと比較して、リサイクル可能な不均一触媒を使用するルートは効率的で環境に優しいと考えられます 11,12。 たとえば、Kantam et al. らは、イミダゾールとアリールボロン酸の N-アリール化が、メタノール中で銅交換されたフッ素アパタイトを用いて達成されることを発見した 12。 しかし、不均一系触媒の活性は依然として改善の余地があります。

局在表面プラズモン共鳴（LSPR）効果は、可視光範囲の入射光の電磁場と共鳴する金属ナノ粒子内の伝導電子の集団振動です13、14、15。 金 (Au)、銀 (Ag)、銅 (Cu) のナノ粒子の伝導電子は、LSPR 効果を通じて可視光エネルギーを獲得し、高エネルギーの「ホット」電子を生成します。これにより、反応プロセスが促進され、化学合成の収率が向上します。穏やかな条件下で16。 プラズモニック金属ナノ粒子によって触媒される光駆動反応に関する研究は、緑色光触媒における急速に拡大する新しい分野の基礎を形成しました17、18、19、20、21。 Linic のグループは、銀のプラズモニック ナノ構造が低強度の可視光と熱エネルギーを同時に使用して、低温でのエチレンのエポキシ化、CO 酸化、NH3 酸化などの触媒酸化反応を促進できることを発見しました 19。 サリナら。 は、Au-Pd 合金ナノ粒子が Au の LSPR 効果により光を強く吸収し、鈴木-宮浦クロスカップリングなどのいくつかの反応の変換を効率的に高めることができることを報告しました20。 黄ら。 は、励起された高エネルギー電子を酸素分子に効果的に注入して、強く吸着された酸素分子アニオンを形成するため、酸化反応において Au および Ag ナノ粒子上の酸素の活性化が LSPR によって促進される可能性があると考えています 21。 以前、我々は、グラフェン上に担持された銅ナノ粒子が、可視光照射下でニトロ芳香族化合物と対応するアゾキシまたはアゾ化合物とのカップリング反応を制御可能に触媒できることを発見した22。 本明細書では、Cu/グラフェン触媒が、可視光照射下、室温でイミダゾールおよびアリールボロン酸のN-アリール化に対して優れた光触媒活性を示すことを報告する。