Palladium Loaded on Magnetic Nanoparticles as Efficient and Recyclable Catalyst for the Suzuki- Miyaura Reaction

فلز پالاديم بهترين كاتاليست براي واكنش جفت شدن متقاطع سوزوكي جهت تهيه تركيبات دوحلقه اي نامتقارن است. اما به دليل قيمت بالاي اين فلز، كار برد آن در مقياس صنعتي محدود است. استفاده از نانوذرات به عنوان سايت هاي فعال كاتاليستي، روشي جالب براي استفاده كمتر از فلز نجيب به شمار مي رود. از طريق بارگذاري نانو ذرات فلزات گران بها بر روي نانوذرات مغناطيسي، بازيابي و استفاده مجدد از فلز گران بها عملي خواهد شد. نانوذرات مغناطيسي خواص سوپرپارامغناطيس از خود نشان مي دهند و با اعمال يك ميدان مغناطيسي خارجي به آساني قابل جمع آوري هستند و به طبع آن كاتاليست بارگذاري شده بر روي آن بازيابي مي شود. در اين مقاله كاتاليست جديدي از پالادي بر روي نانوذرات مغناطيسي عامل دار شده با بازهاي شيف حاوي اتم هاي دهنده NNO تهيه شد. در مرحله بعد كاتاليست تهيه شده بارروش هاي FT-IR، TGA، XRD و ICP بررسي و آناليز شد. كاتاليست جديد فعاليت بالايي در واكنش سوزوكي براي جفت كردن فنيل برونيك اسيد با آريل هاليد ها از خود نشان داد. فعاليت كاتاليست، ميزان پالاديم بارگذاري شده و ميزان نشت پالاديم پس از بازيابي كاتاليست مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج نشان داد كه كاتاليست بدست آمده قابليت بازيابي خوبي با اعمال يك ميدان خارجي از خود نشان مي دهد.

Palladium is the best metal catalyst for Suzuki cross coupling reaction for synthesize of unsymmetrical biaryl compounds. But its high cost limits its application in wide scale. Using of nanoscale particles as active catalytic cites is a good approach for reducing needed noble metal. By loading precious nanoparticles on magnetic nanocores as a support, recycling and reusing of catalyst will be possible. Magnetic nanoparticles have super paramagnetic feature and applying an external magnetic field can collect the supported catalyst from reaction milieu simply. In this work new palladium catalyst immobilized on modified magnetic nanoparticles containing NNO donor atoms were synthesized. Then the catalyst characterized by FT-IR spectroscopy, thermogravimetric analysis, X-ray diffraction and ICP. Prepared catalyst showed high activity in the Suzuki– Miyaura cross-coupling reaction of phenylboronic acid with aryl halides. Activity, Pd loading, reusability and Pd leaching of catalyst were studied. Results showed that the supported catalyst has the advantage to be completely recoverable with the simple application of an external magnetic field.