^۱Chris Algerta
در این راستا، نانو کاتالیزگرها گزینه های ایده آلی هستند که ترکیبی از هر دو سیستم کاتالیزگری همگن و ناهمگن می باشند. داشتن اندازه در حد نانومتر یعنی داشتن نسبت سطح به حجم بالا، باعث می شود تا سطح تماس بین واکنش دهنده و کاتالیزگر به طور چشمگیری افزایش یابد از طرفی ماندگاری در حلال واکنش انجام شده این مزیت را دارد که بتوان کاتالیزگر را به راحتی از مخلوط واکنش جداسازی کرد.
بنابراین، در این سیستم کاتالیزگری، نه تنها مانند کاتالیزگرهای همگن فعالیت و گزینش پذیری بالا است، بلکه مانند کاتالیزگرهای ناهمگن قابلیت بازیابی و استفاده مجدد کاتالیزگر وجود دارد. در واقع نانو کاتالیزگرها پل ارتباطی بین کاتالیزگرهای همگن و کاتالیزگرهای ناهمگن می باشند یعنی ویژگی های مطلوب هر دو سیستم را دارا می باشند [۴].

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

۱-۲-۳- نانو کاتالیزگرهای مغناطیسی
نانو کاتالیزگرها مانند کاتالیزگرهای ناهمگن، قابل بازیافت هستند. اما جداسازی آن ها از مخلوط واکنش نیازمند تکنیک های خاصی مانند سانتریفیوژ یا کروماتوگرافی است که از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نمی باشد. بنابراین، با بهره گرفتن از نانو ذرات مغناطیسی کارآمد می توان بر این مشکلات غلبه کرد. چون نانو ذرات مغناطیسی از طریق جداسازی مغناطیسی قابل بازیابی می باشند که این روش نسبت به فیلتراسیون و سانتریفیوژ مؤثرتر است. نانو ذرات مغناطیسی دارای ویژگی هایی از قبیل: دسترسی آسان، نسبت سطح به حجم بالا و تثبیت کاتالیزگرهای ناهمگن بر روی بستر خود می باشند.
برای افزایش پایداری و ایجاد بستر مناسب برای تثبیت انواع مختلفی از کاتالیزگرها، روش های متنوعی برای تغییر سطح نانو ذرات به کار گرفته شده است. که به عنوان مثال می توان از پوشش سطح نانو ذرات با بهره گرفتن از مولکول های کوچک، لایه های پلیمری آلی و معدنی و اتصال مستقیم کاتالیزگرها بر سطح نانو ذرات نام برد. نانو ذرات فلزی عامل دار در مقایسه با نانو ذرات غیرفلزی عامل دار شده پایدارترند. خواص و اندازه کاتالیزگرهایی که شامل نانو ذرات فلزی عامل دار هستند بر اساس لیگاندهای مختلفی که به مرکز فلز وصل است متغیر است. با تثبیت نانو ذرات بر روی پلیمرها یک لایه ی محافظ ایجاد می شود که از تعامل نانو ذرات با گروه های عامل دار ممانعت به عمل می آورد. در میان نانو ذرات مغناطیسی مختلف که به عنوان تثبیت کننده مغناطیسی هسته ای استفاده می شوند مسلماً تثبیت کردن با نانو ذرات Fe₃O₄ به طور چشمگیری مورد مطالعه قرار گرفته است و این به دلیل سنتز ساده، کم هزینه و حساسیت نسبتاً زیاد آن است. علاوه بر این، سطح نانو ذرات مغناطیسی اکسیدهای آهن پوشیده از گروه های هیدروکسی است که عامل مناسبی برای تغییر سطح نانو ذرات می باشند. حضور نانو ذرات Fe₃O₄، جداسازی آسان کاتالیزگر از محیط واکنش با بهره گرفتن از یک میدان مغناطیسی خارجی، قابلیت استفاده مجدد و انجام واکنش با بازده بالا را امکان پذیر می سازد. در غیاب میدان مغناطیسی خارجی نانو ذرات مغناطیسی در مخلوط واکنش پراکنده می شوند که این امر باعث افزایش سطح تماس نانو ذرات با مواد واکنش دهنده و در نتیجه منجر به افزایش سرعت واکنش می شود. بعد از اتمام واکنش، نانو ذرات مغناطیسی با بهره گرفتن از یک آهنربای خارجی به طور کامل از مخلوط واکنش جداسازی می شوند. این روش جداسازی باعث افزایش تعداد دفعات استفاده مجدد کاتالیزگر می شود که از نظر اقتصادی مقرون به صرفه می باشد [۲۰-۱۲].
١-٣-اکسایش
در شیمی آلی، اکسایش، اغلب فرآیندی است که در آن اتم های الکترونگاتیو مانند: هالوژن یا اکسیژن به مولکول افزوده می شود و یا هیدروژن از مولکول حذف می شود [۲۱].
واکنش های اکسایشی در سنتز ترکیبات آلی مهم می باشند. چون باعث تشکیل گروه های عاملی جدید یا تغییر در گروه های عاملی موجود در مولکول ها می شوند. در این راستا، کاتالیزگر می تواند گزینش پذیری بالایی را با به کارگیری یک اکسیدان مناسب، برای سنتز محصولات با بهره گرفتن از واکنش اکسایش فراهم کند [۲۲].
۱-۳-۱- پراکسید هیدروژن
با توجه به نگرانی های زیست محیطی اخیر، تحقیقات بر روی فعالیت های هیدروژن پراکسید در مقایسه با فرایندهای اکسایش دیگر توجه بیشتری را به خود جلب کرده است.
هیدروژن پراکسید دارای مزایای بسیاری نسبت به دیگر اکسید کننده های آلی می باشد. مزیت عمده هیدروژن پراکسید بی خطر بودن آن از نظر زیست محیطی است. چون تنها محصول جانبی حاصل از اکسایش واکنش ها با این اکسید کننده مولکول آب می باشد. بنابراین نیازی به دفع پساب های گران قیمت نیست. سایر ویژگی های هیدروژن پراکسید به عنوان یک اکسید کننده سبز ایده آل، عبارتند از:

• • ملایم

• • فعال

• • گزینش پذیر

• • ارزان

• • در دسترس

• • غیرسمی

• • کم هزینه [۲۸-۲۳]

۱-۴- خواص سولفوکسید ها
سولفوکسیدها واسطه های سنتزی با ارزشی هستند که در بخش های مختلفی از جمله: شیمی آلی، صنعت، داروسازی و پزشکی در جهت تولید طیف وسیعی از مواد شیمیایی و مولکول های فعال زیستی کاربرد دارند.
سولفوکسیدها در بخش شیمی آلی برای تشکیل پیوند کربن-کربن و نوآرایی مولکولی^۱ به کار گرفته می شوند. ترکیبات گوگرد دار آلی از جمله نفت سفید و گازوئیل که جزء سولفیدها محسوب می شوند با هیدروکربن ها به یک میزان در نفت خام وجود دارند. جداسازی سولفیدها از نفت خام به دلیل قطبیت نزدیک ترکیبات گوگرددار و هیدروکربن ها با مشکل روبرو است. برای حل این مشکل در بخش صنعت، تبدیل سولفید به سولفوکسید انجام شد چون سولفوکسیدها با داشتن قطبیت متفاوت نسبت به هیدروکربن ها به صورت گزینش پذیر استخراج می شوند. سولفوکسیدها در بخش داروسازی و پزشکی به عنوان عوامل درمان کننده مانند داروی ضد زخم معده (پمپ پروتون مهارکننده)، ضد باکتری، ضد قارچ، ضد فشار خون و بازکننده عروق کاربرد دارند.
با اینکه روش های متعددی برای سنتز سولفوکسیدها ارائه شده است اما بیشتر این روش ها از مشکلاتی مانند: استفاده از معرف نامناسب، کاتالیزگر پیچیده، ترکیبات سمی و گران قیمت، عامل اکسید کننده بسیار نادر، بازده پایین محصولات، زمان طولانی انجام واکنش، تولید محصولات جانبی مانند سولفون در اثر اکسایش اضافی، روش های خسته کننده و شرایط به شدت اسیدی رنج می برند.
بنابراین با در نظر گرفتن مشکلات ذکر شده و با توجه به برنامه های کاربردی رو به رشد در جهت تولید سولفوکسیدها و به دلیل کاربرد فراوان این ترکیبات در زمینه های مختلف، دانشمندان
^۱Molecular rearrangement
همواره به دنبال ایجاد روش های جدید برای سنتز این ترکیبات می باشند. در این میان واکنش اکسایش گزینش­پذیر سولفیدها به سولفوکسیدها یک واکنش مهم و اصلی برای سنتز سولفوکسیدها محسوب می شود [۴۰-۲۹].
١-۵- خواص دی سولفیدها
دی سولفیدها به عنوان واسطه­های سنتزی بسیار با ارزشی می باشند. به دلیل علاقه زیاد به ترکیبات گوگرددار اخیراً مطالعات گسترده ای در رابطه با کاربرد دی سولفیدها در زمینه های متعدد از جمله: شیمی آلی، فعالیت های زیستی و بیولوژیکی و صنعت صورت گرفته است.
پیوند ضعیف گوگرد-گوگرد در دی سولفیدها منجر به واکنش پذیری بالای این ترکیبات می شود. از این رو، در شیمی آلی دی سولفیدها برای انجام واکنش های اکسایش، آلکیل دار شدن، آسیل دار شدن و سولفونیل دار کردن انولات ها و دیگر آنیون ها کاربرد دارند. از نظر زیستی و بیولوژیکی، از دی سولفیدها برای تثبیت پروتئین­ها و پپتیدها، تعیین ویژگی­های ساختاری پروتئین­ها، خصوصیات تقسیمی DNA و کنترل عامل های کاهنده سلول استفاده می شود. در بخش شیمی و صنعت، دی سولفیدها به عنوان عوامل ولکانیزه کننده برای لاستیک ها و الاستومرها و نیز به عنوان اصلاح کننده سطح فلزات گران بها مانند: طلا، نقره، پلاتین، پالادیوم و برخی نیمه هادی ها عمل می کنند.
روش های گزارش شده قبلی برای تولید دی سولفیدها با مشکلاتی مانند: تشکیل ضایعات، خالص سازی مشکل، استفاده از مواد گران قیمت ، کمیاب و سمی، بازده پایین محصولات، زمان طولانی و دمای بالای واکنش ها، محدودیت استخراج و جداسازی محصولات، تولید محصولات جانبی مانند تیوسولفینات، تیو سولفونات و سولفونیک اسید در اثر اکسایش اضافی مواجه بوده ­اند.
بنابراین، شیمیدانان برای دستیابی به یک سیستم ساده، ملایم و تمیز برای تولید دی سولفیدها با بازده بالا و در غیاب مشکلات ذکر شده با بهره گرفتن از روش های اکسایشی کارآمد همواره در حال تحقیق و پژوهش می باشند. که بهترین روش برای سنتز دی سولفیدها اکسایش تیول­ها می باشد[۵۵-۴۱] .
١-۶- واکنش های چند جزئی
در علم شیمی واکنش های چند جزئی به عنوان واکنش هایی به شمار می روند که در آن بیش از دو ماده واکنش دهنده به صورت متوالی ترکیب می شوند تا محصولی واحد با گزینش پذیری بسیار بالا را تشکیل دهند، به طوری که قسمت عمده ای از اتم های تشکیل دهنده ی اجزاء، در محصول وجود داشته باشند. این واکنش ها به عنوان یک روش بسیار موفق برای تولید ترکیبات هتروسیکلی در سنتز آلی محسوب می شوند. از آنجایی که این واکنش ها نیاز به جداسازی هیچ گونه حدواسطی ندارند بنابراین، زمان، انرژی و مواد اولیه کمتری برای انجام این دسته از واکنش ها صرف می شود [۶۱-۵۶].
این واکنش ها اولین بار، در سال ۱۸۵۰ توسط استرکر^۱ در زمینه ی سنتزآلفا- آمینواسیدها کشف شد. واکنش های چند جزئی برای سنتز مولکول های آلی پیچیده با بهره گرفتن از تشکیل پیوندهای کربن-کربن و کربن-هترواتم کاربرد دارند. این واکنش ها نسبت به واکنش ها با مراحل جداگانه محصولات جانبی کمتری تولید می کنند [۶۲ و۶۳].
١-۷- خواص ۲و۳-دی هیدروکینازولین-۴(H1)-اُنها
کینازولین یک ترکیب جامد و زرد رنگ با فرمول شیمیایی C₈H₆N₂ است. که از دو حلقه شش عضوی ساده شامل یک حلقه بنزن و یک حلقه پیریمیدین ساخته شده است.

شکل (۱-۱)
کینازولینونها ترکیبات شیمیایی هتروسیکلی با ایزومرهای ساختاری زیر می باشند. که ایزومر ۴ متداول تر است.

شکل (۱-۲)
^۱strecker
کینازولینونها بویژه ایزومر ۴ به عنوان داروی آرام بخش استفاده می شوند [۶۴]. این دسته از ترکیبات از جمله ترکیبات نشان داده شده در شکل (۱-۳) در درمان سرطان نیز استفاده می شوند [۶۵].

شکل (۱-۳)
۲و۳-دی هیدروکینازولین-۴(H1)-اُنها کاربردهای زیادی در صنعت دارویی، بیولوژی و تحقیقات دانشگاهی دارند. ۲و۳-دی هیدروکینازولین-۴(H1)-اُنها به عنوان یک ساختار هسته ای ضروری برای سنتز داروهایی با خواص: ضد التهاب، ضد ویروس، ضد سرطان، ضد تشنج، ضد مالاریا، ضد درد، ضد آلزایمر، ضد باکتری، ضد باروری، ضد قارچ، ضد تومور و عوامل بازدارنده مونوآمین اکسیداز^۱ می باشند [۷۲-۶۶].
ساختار های ۱ تا ۴ نشان داده شده در شکل (١-۴) کینازولین هایی هستند که به ترتیب به عنوان مهارکننده پلیمریزاسیون توبولین، مهارکننده قدرت آنزیم سنتز کننده­ پورین، ضد سالک و ضد سرطان خون کاربرد دارند [۷۳].
^۱mono amine oxidaz

شکل(١-۴)
فصل دوم: