Copper Nanoparticles and Copper-Containing Metal-Organic Coordination Polymers in the Catalytic Amination of 2-Halopyridines

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The efficiency of copper-containing metal-organic coordination polymers (Cu-MOFs) and commercially available non-immobilized copper nanoparticles (CuNPs) in the amination of 2-iodopyridine, 2-bromopyridine and its trifluoromethyl derivatives with n-octylamine and adamantane-containing amines with different steric hindrances at the amino group was compared. The yields of the amination products under optimized conditions were shown to be close for both catalytic systems. To achieve good yields in the case of 2-bromopyridine, an increase in the concentration of reagents and the use of 2 equiv. of haloarene are required, while the introduction of a trifluoromethyl group at position 6 of the pyridine ring improves the yields of the amination products. Increasing steric hindrances at the amino group leads to a noticeable decrease in the yields of products in the Cu-MOF catalyzed reactions. However, the use of CuNPs allows for successful reactions with such amines, and CuNPs of 25 nm average size demonstrated an advantage over bifractional nanoparticles of 10/80 nm. On the other hand, increasing the concentration of reagents in the Cu-MOF catalyzed reactions provides good yields of the target compounds without addition ligands.

About the authors

D. A Leksakov

Department of Chemistry, Lomonosov Moscow State University; A.N. Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry RAS

Moscow, Russia

A. S Borisova

Department of Chemistry, Lomonosov Moscow State University

Moscow, Russia

A. V Murashkina

Department of Chemistry, Lomonosov Moscow State University

Moscow, Russia

D. S Kuliukhina

Department of Chemistry, Lomonosov Moscow State University

Moscow, Russia

A. D Averin

Department of Chemistry, Lomonosov Moscow State University; A.N. Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry RAS

Email: alexaveron@yandex.ru
Moscow, Russia

V. V Vergun

N.D. Zelinsky Institute of Organic Chemistry RAS

Moscow, Russia

V. I Isaeva

N.D. Zelinsky Institute of Organic Chemistry RAS

Moscow, Russia

E. N Savelyev

Volgograd State Technical University

Volgograd, Russia

I. A Novakov

Volgograd State Technical University

Volgograd, Russia

I. P Beletskaya

Department of Chemistry, Lomonosov Moscow State University; A.N. Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry RAS

Moscow, Russia

References

  1. Chui S.S.-Y., Lo S.M.-F., Charmant J.P.H., Orpen A.G., Williams I.D. Science. 1999, 283, 1148–1150. doi: 10.1126/science.283.5405.1148
  2. Tian T., Zeng Z., Vulpe D., Casco M.E., Divitini G., Midgley P.A., Silvestre-Albero J., Tan J.C., Moghadam P.Z., Fairen-Jimenez D. Nat. Mater. 2018, 17, 174–179. doi: 10.1038/nmat5050
  3. Mu X., Chen Y., Lester E., Wu T. Microporous Mesoporous Mater. 2018, 270, 249–257. doi: 10.1016/j.micromeso.2018.05.027
  4. Mahmoud E., Ali L., El Sayah A., Alkhatib S.A., Abdulsalam H., Juma M., Al-Muhtaseb A.H. Crystals. 2019, 9, 406. doi: 10.3390/cryst9080406
  5. Yepez R., Garcia S., Schachat P., Sanchez-Sanchez M., Gonzaґlez-Estefan J.H., Gonzalez-Zamora E., Ibarra I.A., Aguilar-Pliego J. New J. Chem. 2015, 39, 5112–5115. doi: 10.1039/C5NJ00247H
  6. Liu Y., Wang S., Wu X., Zhao Y., Lu Y., Zhang Y., Xu G., Zhang J., Guo Z., Chen X. Microporous Mesoporous Mater. 2019, 279, 228–233. doi: 10.1016/j.micromeso.2018.12.039
  7. Ganina O.G., Bondarenko G.N., Isaeva V.I., Kustov L.M., Beletskaya I.P. Russ. J. Org. Chem. 2019, 55, 1813–1820. doi: 10.1134/S1070428019120017
  8. Han S., Ciufo R.A., Wygant B.R., Keitz B.K., Mullins C.B. ACS Catal. 2020, 10, 4997–5007. doi: 10.1021/acscatal.0c00592
  9. Fan S., Dong W., Huang X., Gao H., Wang J., Jin Z., Tang J., Wang G. ACS Catal. 2017, 7, 243–249. doi: 10.1021/acscatal.6b02614
  10. Llabrés i Xamena F.X., Casanova O., Tailleur R.G., Garcia H., Corma A. J. Catal. 2008, 255, 220–227. doi: 10.1016/j.jcat.2008.02.011
  11. Luz I., Leon A., Boronat M., Llabres i Xamena F.X., Corma A. Catal. Sci. Technol. 2013, 3, 371–379. doi: 10.1039/C2CY20449E
  12. Qi Y., Luan Y., Yu J., Peng X., Wang G. Chem. Eur. J. 2015, 21, 1589–1597. doi: 10.1002/chem.201405685
  13. Kargar P.G., Aryanejad S., Bagherzade G. Appl. Organomet. Chem. 2020, 34, e5965. doi: 10.1002/aoc.5965
  14. Cai J., Zhuang Y., Chen Y., Xiao L., Zhao Y., Jiang X., Hou L., Li Z. ChemCatChem. 2020, 12, 6241–6247. doi: 10.1002/cctc.202001140
  15. Singh R., Singh G., George N., Singh G., Gupta S., Singh H., Kaur G., Singh J. Catalysts. 2023, 13, 130. doi: 10.3390/catal13010130
  16. Zhang X., Qin J., Ma R., Shi L. J. Chem. Res. 2021, 45, 795–799. doi: 10.1177/17475198211026506
  17. Борисова А.С., Кулюхина Д.С., Малышева А.С., Мурашкина А.В., Аверин А.Д., Вергун В.В., Исае-ва В.И., Савельев Е.Н., Новаков И.А., Белецкая И.П. Изв. АН сер. хим. 2024, 73, 3567–3577.
  18. Murashkina A.V., Kuliukhina D.S., Averin A.D., Abel A.S., Savelyev E.N., Orlinson B.S., Novakov I.A., Correia C.R.D., Beletskaya I.P. Mendeleev Commun. 2022, 32, 91–93. doi: 10.1016/j.mencom.2022.01.029
  19. Murashkina A.V., Averin A.D., Panchenko, S.P., Abel, A.S., Maloshitskaya O.A., Savelyev E.N., Orlinson B.S., Novakov I.A., Correia C.R.D., Beletskaya I.P. Russ. J. Org. Chem. 2022, 58, 15–24. doi: 10.1134/S107042802201002X
  20. Fomenko V.I., Murashkina A.V., Averin A.D., Shesterkina A.A., Beletskaya I.P. Catalysts. 2023, 13, 331. doi: 10.3390/catal13020331
  21. Морозов И.С., Петров В.И., Сергеева С.А. Фарма-кология адамантанов. Волгоградская медицинская академия, 2001. 320 с.
  22. Novakov I.A., Orlinson B.S., Savelyev E.N., Potaenkova E.A., Shilin A.K. Patent RF RU 2495020 C1 2013.
  23. Gopalan B., Thomas A., Shah D.M. PCT Int. Appl. WO 2006090244 2006; Chem. Abstr. 2006, 145, 292604.
  24. Averin A.D., Ranyuk E.R., Golub S.L., Buryak A.K., Savelyev E.N., Orlinson B.S., Novakov I.A., Beletskaya I.P. Synthesis. 2007, 2007, 2215–2221. doi: 10.1055/s-2007-983760
  25. Isaeva V.I., Saifutdinov B.R., Chernyshev V.V., Vergun V.V., Kapustin G.I., Kurnysheva Y.P., Ilyin M.M., Kustov L.M. Molecules 2020, 25, 2648. doi: 10.3390/molecules25112648
  26. Gedye R.N., Bozic J., Durbano P.M., Williamson B. Talanta 1989, 36, 1055–1058. doi: 10.1016/0039-9140(89)80194-8
  27. Abel A.S., Averin A.D., Anokhin M.V., Maloshitskaya O.A., Butov G.M., Savelyev E.N., Orlinson B.S., Novakov I.A., Beletskaya I.P. Russ. J. Org. Chem. 2015, 51, 301–308. doi: 10.1134/S1070428015030021
  28. Lyakhovich M.S., Murashkina A.V., Panchenko S.P., Averin A.D., Abel A.S., Maloshitskaya O.A., Savelyev E.N., Orlinson B.S., Novakov I.A., Beletskaya I.P. Russ. J. Org. Chem. 2021, 57, 768–783. doi: 10.1134/S1070428021050031
  29. Lyakhovich M.S., Murashkina A.V., Averin A.D., Abel A.S., Maloshitskaya O.A., Savelyev E.N., Orlinson B.S., Beletskaya I.P. Russ. J. Org. Chem. 2019, 55, 737–747. doi: 10.1134/S1070428019060010
  30. Phan N.T.S., Nguyen T.T., Nguyen K.D., Vo A.X.T. Appl. Catal. A 2013, 464-465, 128–135. doi: 10.1016/j.apcata.2013.05.034.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».