Fe-OIPh katalizát oxidációs reakciók (CH-aktiválás, oxigénatom transzfer)

Catalytic oxidation reactions of Fe-OIPh (CH-activation, oxygen atom transfer)

Abstract

The field of bioorganic chemistry has a rich history of investigating synthetic reactive intermediates that replicate the active centers found in enzymes. These biomimetic models are typically created by utilizing oxidizing agents with heme or non-heme iron-containing complexes. Various non-heme iron-oxygen intermediates had already been unveiled by scientists both in natural and synthetic enzymes. The behavior of these intermediates are different, and in some cases it even shows a dual so-called ambiphilic nature, since electrophilic (such as oxygen atom transfer) and nucleophilic reactions can be interpreted through them.

In our research, we examined the catalytic oxidation reactions of the Fe(III)-PhIO adduct formed in situ using [Fe^II(PBI)₃](CF₃SO₃)₂ precursor complex (where PBI is 2-(2-pyridyl)-benzimidazole and PhIO is iodosylbenzene), with various substrates such as thioanisole and triphenylmethane, in combination with co-ligands like pyridine and 4-pyridine derivatives. We identified the products of these catalytic reactions using GC-MS and calculated the corresponding yield values, and proposed plausible mechanisms for these reactions.

Összefoglaló

A bioszerves kémia tudományterülete már régóta kutatja az enzimek aktív centrumát leutánzó szintetikus reaktív intermediereket. Ilyen modelleket állíthatunk elő hem vagy nem-hem vastartalmú komplexekből, oxidálószerek felhasználásával. Különböző nem-hem típúsú vas-oxigén szerkezetű intermediereket azonosítottak már természetes és szintetikus enzimekben. Ezen intermedierek viselkedése eltérő, némely esetben  pedig akár még kettős ambifil jelleget is mutat, mivel értelmezhetőek rajtuk keresztül elektrofil (ilyen az oxigénatom transzfer is), és nukleofil reakciók is.

Munkánk során a [Fe^II(PBI)₃](CF₃SO₃)₂ (PBI=2-(2-piridil)-benzimidazol) komplexből in situ körülmények között generált jodozil-benzol addukt katatikus oxidációs reakcióit vizsgáltuk, különböző szubsztrátumokkal (tioanizol, trifenilmetán) és koligandumokkal (piridin és 4-piridin származékokkal). A katalitikus reakciók termékeit GC-MS-sel azonosítottuk és a hozam értékeket kiszámoltuk és javaslatot tettünk a lehetséges reakciómechanizmusra.