هدف از انجام این پایان نامه، مطالعه سیستماتیک به منظور توسعه کاتالیزورهای تثبیت شده در سنتز ترکیبات آلی می باشد. ساختار و خواص منحصر به فرد کرون اترها آنها را انتخابی کاربردی برای طیف گسترده ای از تحقیقات ساخته است. کرون اترها در واکنش ها به عنوان کاتالیزور انتقال فاز مناسب عمل می کنند، با این هدف و در ادامه تحقیقات جاری در زمینه به کارگیری دی فرمیل دی بنزو- 18-کرون-6 اتر به عنوان یک ریز محیط و کاتالیزور ناهمگن در سنتز ترکیبات آلی، نانوکامپوزیت مغناطیسی جدیدی (γ‐Fe₂O₃@HAp‐Crown) تهیه گردید و در واکنش های جایگزینی نوکلئوفیلی بنزیل هالیدها با آنیون های تیوسیانات، سیانید، آزید و استات در آب استفاده شد. از مزیت های این روش، زمان واکنش کوتاه، سادگی عمل، فعالیت کاتالیزوری بالا، روش ایمن و مقرون به صرفه برای تهیه بنزیل تیوسیانات ها، آزیدها، سیانیدها و استات ها می باشد. از سوی دیگر، با در نظر گرفتن اهمیت کاتالیزورهای انتقال فاز، در مسیر مطالعه در زمینه تهیه نانوکامپوزیت های هیبرید آلی- معدنی متخلخل و افزایش کارایی کاتالیست ها، نانو کامپوزیت (γ-Fe₂O₃@HAp-CD) سنتز شد و اثر خواص ترکیبی سطح متخلخل هیدروکسی آپاتیت با حفره سیکلودکسترین مورد بررسی قرار گرفت. بدین ترتیب امکان سنتز مشتقات فناسیل در واکنش جایگزینی نوکلئوفیلی با راندمان و خلوص بالا فراهم گردید. همچنین واحدهای بتا سیکلودکسترین به عنوان میزبان، برای تثبیت نانوذرات نقره مورد استفاده قرار گرفت، به این ترتیب که ابتدا از طریق پیوند کوالانسی بتا سیکلودکسترین بر روی سطح هیدروکسی آپاتیت مستقر گردید سپس در واکنش با نیترات نقره و کاهش با سدیم بورهیدرید نانوکامپوزیت مغناطیسی (γ-Fe₂O₃@HAp-CD.Ag) در جهت ارائه سیستم کاتالیزوری برای کاهش نیتروآرن ها به آمین های آروماتیک مربوطه در محیط آبی مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت در راستای ایجاد نانوکامپوزیت  های موثر و ناهمگن، با استفاده از ستیل تری متیل آمونیوم برماید (CTAB) به عنوان قالب و هدایت کننده ساختار و همچنین هیدرولیز تترا اتیل اورتو سیلیکات، MCM-41 با نظم بالا تولید شد و واحد های دی بنزو-18-کرون-6 اتر بر روی سطح بستر تثبیت گردید. از این کاتالیزور در تراکم سه جزئی ایزاتین، مالونونیتریل و 4-هیدروکسی کومارین/ 3-متیل 1-فنیل 5-پیرازولون برای تهیه ترکیبات هتروسیکل حلقوی پیرانی در حلال آب مورد استفاده قرار گرفت. در پایان مطالعات به بارگذاری پالادیم بر روی سطح MCM-41-Crown متمرکز گردیده است. قطر حفره کرون¬اتر Å 2/3-6/2 و اندازه اتم پالادیم فلزی Å 37/1 می¬باشد. در نتیجه شرایط ورود نانوذرات پالادیم برای ورود به حفره کرون اتر مناسب می باشد. علاوه بر این، چون کرون اتر دارای ساختار فضایی باز می باشد اوربیتال های پالادیم می توانند به راحتی در واکنش هک شرکت نمایند. با توجه به نوع کاتالیزورهای سنتز شده ساختارها به کمک تکنیک های FT-IR، SEM، TEM، TGA، BET، XRD، EDSو VSM مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. دسترسی آسان به کاتالیزورها و قابلیت بازیافت آن ها، سادگی فرایند و جداسازی محصولات، همچنین زمان کوتاه واکنش ها و بازده بالا از محاسن این روش ها می باشد.

در این پایان¬نامه سنتز یک مجموعه جدید از سیلیکا مزوپروس¬های اصلاح شده بعنوان کاتالیست¬های موثر، پاک و قابل بازیافت و استفاده از آن¬ها در سنتز ترکیبات آلی و فعالیت¬های زیستی مورد بررسی قرار گرفت.
در ابتدا مواد نانو¬متخلخل سیلیسی از نوع SBA-15 در حضورکوپلیمر سه دسته¬ای اتیلن اکسید-¬پروپیلن اکسید--اتیلن اکسید P123 (EO20PO70EO20) بعنوان عامل هدایت ساختار و (EtO)4Si بعنوان پیش ماده سیلیسی در شرایط اسیدی تهیه شد و سپس نانو¬لوله¬های SBA-15 بدست آمده با گروه¬های عاملی آلی مختلفی همچون عامل-های اسیدی، بازی، لیپوفیلی و مایعات یونی عامل¬دار گردیدند.
نانوکامپوزیت¬هایی که در این پروژه تهیه شدند شامل:
1- نانوکامپوزیت، “SBA-IM-NH2” که از پیوند¬زدن 3-کلروپروپیل تری متوکسی سیلان بر نانولوله¬های SBA-15 و بدنبال آن جایگزینی کلر با ایمیدازول و در ادامه واکنش نانوکامپوزیت حاصله با 2- برومو اتیل آمین هیدروبرماید تهیه گردید. نانوکامپوزیت حاصله به ‌عنوان یک کاتالیزور بازی جامد جدید با خاصیت مایع یونی در تراکم سه¬جزئی و تک¬ظرف سالیسیل آلدئیدها، مالونو‌نیتریل و آمین¬های نوع دوم برای سنتز مشتقات بنزو-پیرانوپیریمیدین¬ها در شرایط بدون حلال و تحت اولتراسونیک مورد استفاده قرار گرفت.
2- نانوکامپوزیت “SBA-IM/SO3H” که از پیوند¬زدن همزمان 3-کلرو پروپیل تری متوکسی سیلان و 3-¬مرکاپتو پروپیل تری متوکسی سیلان به SBA-15 و بدنبال آن جایگزینی کلر با ایمیدازول و اکسیداسیون گروه¬های SH به SO3H سنتز گردید. این کاتالیزور بعنوان یک کاتالیزور اسیدی-¬بازی جامد جدید در سنتز مشتقات 2-¬آمینو-4-کرومن-4-¬ایل فسفات در شرایط بدون حلال و تحت شرایط فراصوت مورد استفاده قرار گرفت.
حذف رنگ رودامین بی از محیط¬های آبی نیز توسط این نانوکامپوزیت مورد بررسی قرار گرفت. در این کار پارامترهای pH، وزن جاذب و غلظت به عنوان مهمترین فاکتور¬های تاثیرگذار به وسیله روش طراحی آزمایش با روش رویه سطح (طراحی باکس-¬بنکن) مورد توجه قرار گرفتند و اثر آنها بر میزان جذب بررسی شد.
3- نانوکامپوزیت دارای عامل¬های لیپوفیلی و بازی “SBA-IM-NH2/R” نیز سنتز گردید. این نانوکامپوزیت در گام نخست از واکنش همزمان (3-¬کلرو پروپیل) تری اتوکسی سیلان و کتیل تری متوکسی سیلان با SBA و به دنبال آن جایگزینی کلر با ایمیدازول و واکنش نیتروژن ایمیدازول با 2-¬برومو اتیل¬آمین¬هیدروبرماید تهیه گردید. نانوکامپوزیت بازی با خاصیت مایع یونی و دارای خاصیت لیپوفیلی بالا به عنوان میزبان برای تثبیت نانو ذرات پالادیم مورد استفاده قرار گرفت و تاثیر کاتالیزوری این نانوکامپوزیت در واکنش هک مورد بررسی قرار گرفت.
4- نانو ذرات سوپر پارا¬مغناطیس (Fe3O4) از طریق واکنش هم¬رسوبی пFe و шFe در محیط بازی تهیه گردید. سطح نانوذرات Fe3O4 توسط سیلیکاژل پوشش و گونه Fe3O4@nSiO2 ایجاد گردید و سپس ستیل تری متیل آمونیوم برماید (CTAB) در حضور تترا اتیل اورتوسیلیکات (TEOS) به گونه Fe3O4@nSiO2 اضافه گردید و در مرحله بعد با روش سوکسله CTAB خارج گردید تا سطح SiO2 دارای حفره باشد و سیلیکا مزوپروس کپسول شده Fe3O4@ nSiO2 @ mSiO2 تهیه گردید و در ادامه از طریق پیوند زدن 3-کلروپروپیل تری متوکسی سیلان بر روی بستر و بدنبال آن واکنش نانوکامپوزیت حاصله با سدیم ایمیدازول و 2-¬برومو¬اتیل¬آمین هیدروبرماید، نانوکامپوزیت "Fe3O4@ nSiO2@ mSiO2@ Pr-Imi-NH2.Ag" به عنوان میزبان برای تثبیت نانو-ذرات نقره مورد استفاده قرار گرفت. فعالیت کاتالیزوری نانوکامپوزیت مغناطیسی بازی با خاصیت مایع یونی "Fe3O4@ nSiO2@ mSiO2@ Pr-Imi-NH2.Ag" برای کاهش نیترو¬آرنها به آمین¬های آروماتیک مربوطه در محیط آبی مورد بررسی قرار گرفت.
5- نانو¬ذرات سوپر پارا مغناطیس (Fe3O4) از طریق واکنش هم¬رسوبی пFe و шFe در محیط بازی تهیه گردید. سطح نانو¬ذرات Fe3O4 توسط سیلیکاژل پوشش و در ادامه از طریق قرار دادن 3-کلروپروپیل تری متوکسی سیلان بر روی بستر و بدنبال آن واکنش نانوکامپوزیت حاصله با سدیم بتا¬سیکلو¬دکسترین، نانوکامپوزیت Fe3O4@SiO2/Pr-β-CD به‌عنوان ریزمحیط و میزبانی مناسب در واکنش‌ احیاء و کتون¬ها به الکل¬های مربوطه¬شان ارائه شد.
بسته به نوع نانوکامپوزیت¬های سنتز شده ساختار¬ها به کمک تکنیک¬های FT-IR، SEM، TEM، TGA-DTG، VSM، BET، EDS وXRD مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت.
فعالیت ضد¬باکتری نانوکامپوزیت¬های SBA-IM-NH2و Fe3O4@ nSiO2@ mSiO2@ Pr-Imi-NH2.Agبه طور آزمایشگاهی در برابر باکتری¬های گرم مثبت (باسیلوس سرئوس و استافیلوکوکوس اورئوس) و گرم منفی (اشرشیا کلی) مورد ارزیابی قرار گرفت. نانوکامپوزیت¬ها نسبت به داروهای استاندارد فعالیت خوبی از خود نشان دادند. فعالیت شکست DNA بوسیله روش الکتروفورز ژل آگارز و همچنین قابلیت جداسازی آنزیم¬ها و امکان خالص¬سازی آنزیم به کمک این ترکیبات مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت.
 

سیلیکا به دلیل در دسترس بودن، قیمت مناسب و پایداری حرارتی و مکانیکی بالا معمولاً به عنوان یک بستر مناسب در سنتز کاتالیزورهای ناهمگن بکار می¬رود. در سالهای اخیر سیلیس‌های متخلخل مزوحفره مانند SBA-15 و انواع عامل دار آن به ‌خاطر حفره های منظم و ساختار مناسب خود مورد توجه زیادی قرار گرفتند. بر این اساس در پروژه حاضر ابتدا در اثر واکنش 3-کلروپروپیل¬تری¬اتوکسی¬سیلان با 4،′4-بی¬پیریدین، ترکیب N′,N –بیس(تری اتوکسی پروپیل)-4،′4-بی¬پیریدینیوم¬کلرید تهیه و سپس با شرکت در فرآیند سل-ژل با تترااتوکسی¬سیلان و در حضور ترکیب شکل دهنده¬ی ساختار پلی اتیل اکسی-پروپیل اکسی (پلورونیک 123) ، واحدهای یونی بای¬پیریدینیوم در دیواره¬ نانولوله¬های سیلیکاژل وارد گردید.
ساختار نانوکامپوزیت سنتزی (SBA@BiPy+22Cl-) با استفاده از FT-IR، XRD، SEM، TEM، اندازه‌گیری مساحت سطح و درجه تخلخل (BET) و آنالیز وزن‌سنجی حرارتی (TGA) تایید شد.
در ادامه اثر کاتالیزوری نانوکامپوزیت سنتز شده به ‌منظور ارائه روشی نوین برای تهیه ترکیبات هتروسیکل مختلف از جمله ترکیبات فتالآزین، 4،3- دی¬هیدروپیریمیدین-2(H1)- اُون¬ها/تیون¬، اُکتاهیدروکویینازولینون¬ و پیرانوپیرازول¬ها مورد بررسی قرار گرفت. سنتز این ترکیبات از طریق واکنش های چند جزئی و در شرایط بدون حلال صورت گرفت. از مزایای این سنتزها می توان به جداسازی آسان کاتالیزور از محیط واکنش، عدم استفاده از حلال در انجام واکنش¬ها، زمان و بازده مناسب در مقایسه با روش¬های گزارش شده، دستور کار آسان برای انجام واکنش¬ها ، استفاده¬ی مجدد از آن و تک¬ظرف بودن واکنش¬ها اشاره کرد.
 

<p>&lt;p&gt;&amp;nbsp;در گام نخست فسفوسولفونیک اسید به عنوان یک اسید جامد تهیه گردید. برای ارزیابی کارایی آن در واکنش های آلی، از این اسید جامد برای تهیه مشتقاتH2-ایندازولو[1، 2-b]فتال آزین-تری اون ها، دی بنزو[a,j] زانتن ها و اکتاهیدرو-زانتن ها استفاده شد. نتایج حاکی از موثر بودن این کاتالیزور در سنتز این مشتقات بود؛ به طوری که محصولات در زمان کم و با راندمان زیاد تهیه شدند.&lt;br /&gt; در گام دوم تلاش شد تا از کاتالیزور اسیدی تثبیت شده بر روی پلی(4-وینیل پیریدین)، توسط 1، 4-بوتان سولتون، استفاده شود. کاتالیزورپلی(4-وینیل پیریدینیوم بوتان سولفونیک اسید) هیدروژن سولفات، دارای قدرت اسیدی mmol/g H+ 94/1 می باشد. از این کاتالیزور در واکنش های چندجزئی تهیه مشتقات 1، 8-دی اکسو-اکتاهیدرو-زانتن، 1-آمیدوآلکیل-2-نفتول و کینولین های استخلاف دار استفاده شد. همچنین این کاتالیزور در سنتز ایمیدازول های 2، 4، 5-سه استخلافی و ایمیدازول های 1، 2، 4، 5-چهار استخلافی استفاده شد.&lt;br /&gt; در گام سوم مایع یونی تثبیت شده بر روی نانوذرات مغناطیسی با پوشش سیلیکا تهیه شد. این کاتالیزور از یک سو اسیدی بوده و از سوی دیگر به دلیل مغناطیسی بودن قابلیت جداسازی از مخلوط واکنش را با آهنربا داراست. این کاتالیزور دارای قدرت اسیدی mmol/g H+ 691/0 می باشد. برای ارزیابی قدرت اسیدی این کاتالیزور از آن در سنتز 1، 8-دی اکسو-اکتاهیدرو-زانتن ها استفاده شد. &lt;br /&gt; در گام چهارم از زئولیت طبیعی کلینوپتیلولیت به عنوان یک کاتالیزور نانومتخلخل در سنتز مشتقات H4-بنزو[b]پیراناستفاده شد.&lt;br /&gt; در گام پنجم مایع یونی پلیمری اسیدی، Poly([Allyl-DABCO-(CH2)4SO3H](HSO4)2)، به عنوان یک اسید جامد تهیه شد. قدرت اسیدی این کاتالیزورmmol/g H+ 47/1 می باشد. از این کاتالیزور در سنتز 1-آمیدوآلکیل-2-نفتول ها استفاده شد.&lt;/p&gt;</p>