تترازول¬ها دسته مهمی از ترکیبات هتروسیکل آلی هستند که در داروسازی در تهیه¬ داروهایی مانند داروهای ضد تومور، ضد التهاب، ضد باکتری، ضد تشنج و ضد حساسیت و در کشاورزی و گیاهان به عنوان تنظیم کننده¬های رشد، همچنین در ساخت مواد منفجره و عکسبرداری کاربردهای فراوانی دارند.
یکی از روش¬های متداول تهیه¬ تترازول¬ها، واکنش حلقه¬زایی [2+3] بین ترکیبات نیتریل¬دار و سدیم آزید است. معمولاً، واکنش حلقه¬زایی [2+3] بین ترکیبات نیتریل¬دار و آزید در حضور اسید¬های لوئیس یا برونستد با سرعت بهتری انجام می¬شود. انواعی از کاتالیزگر¬ها مانند NH4Cl، Nano ZnO، Cu2O، TBAHS، و CuFe2O4 برای تهیه¬ تترازول¬ها در منابع علمی گزارش شده است.
در این پروژه تصمیم گرفته شد که کارایی نانوسیلیکابورسولفوریک اسید به عنوان یک نانوکاتالیزگر ناهمگن در واکنش¬های تهیه¬ تترازول¬ها از ترکیبات نیتریل¬دار با سدیم آزید مورد مطالعه قرار گیرد. برای بهینه سازی شرایط واکنش، در ابتدا واکنش بنزونیتریل با سدیم آزید به عنوان واکنش مدل انتخاب شد. سپس عوامل مختلف موثر در سرعت واکنش مانند مقدار کاتالیزگر، نوع حلال، دمای واکنش بررسی شد.
نانوسیلیکا بورسولفوریک اسید، یک اسید دوگانه لوئیس/برونستد است. قابلیت بازیابی، سطح زیاد، جداسازی آسان از مخلوط واکنش و کارایی مناسب از جمله مزایای این نانوکاتالیزگر می¬باشد. براساس تصاویر SEM و الگوی پراش پرتو ایکس XRD، این نانوکاتالیزگر دارای اندازه ذراتی حدود nm 36 است. همچنین آنالیز EDX-Mapping آن، پخش یکنواخت اتم¬های S و O و Si را به خوبی نشان داد.
انواع تترازو¬ل¬های آروماتیک و آلیفاتیک، حاوی گروه¬های الکترون کشنده و الکترون دهنده در زمان¬های مناسب و راندمان¬های بالا در حضور کاتالیزگر نانوسیلیکابورسولفوریک اسید تهیه¬ شد.

 

چکیده
نام خانوادگی: موحدی تبار نام: پرویز
شماره دانشجویی: 9323408

عنوان پایان نامه: تهیه ی تترازول ها از ترکیبات نیتریل با استفاده از کاتالیزگرهای ناهمگن نانوسیلیکا ملامین تری¬سولفونیک اسید و مس (II) اکسید/آلومینوسیلیکات

استاد راهنما: دکتر محمد جواهریان
استاد مشاور: دکتر ولی اله نوبخت
درجه تحصیلی:کارشناسی ارشد رشته: شیمی گرایش: آلی
دانشگاه : شهید چمران اهواز دانشکده: علوم گروه : شیمی
تاریخ فارغ التحصیلی : 10 بهمن 1395 تعداد صفحه: 178
کلید واژه ها : 5-فنیل-1H-تترازول، ترکیبات نیتریل دار، حلقه زایی [2+3]، مس (II) اکسید/آلومینوسیلیکات، نانوسیلیکا ملامین تری سولفونیک اسید، مایعات یونی

چکیده:
تترازول ها از جمله ترکیبات هتروسیکل باارزشی هستند که در داروسازی در تهیه ی داروهایی مانند داروهای ضد تکثیر سلول های سرطانی، ضد تومور، ضد التهاب، ضد باکتری، ضد تشنج و ضد حساسیت و در کشاورزی و گیاهان به عنوان اکسنده و تنظیم کننده های رشد، هم چنین در ساخت مواد منفجره و عکسبرداری کاربردهای فراوانی دارند. یکی از روش های متداول تهیه ی تترازول ها، واکنش حلقه زایی [2+3] بین ترکیبات نیتریل دار و سدیم آزید است. معمولاً، واکنش حلقه زایی [2+3] بین ترکیبات نیتریل دار و آزید در حضور اسیدهای لوئیس یا برونستد با سرعت بهتری انجام می شود. انواعی از کاتالیزگرها مانند H₄N⁺Cl^-، NanoZnO، NaHSO₄.SiO₂، TBAHS، Cu-MCM-41 برای تهیه ی تترازول ها در منابع علمی گزارش شده است. در این پروژه تصمیم گرفته شد که کارایی نانوکاتالیزگرهای مس (II) اکسید/آلومینوسیلیکات (CuO/Aluminosilicate) و نانو سیلیکا ملامین تری سولفونیک اسید (NSMTSA) در واکنش های تهیه ی تترازول ها از ترکیبات نیتریل دار با سدیم آزید مورد مطالعه قرار گیرد. عوامل مختلف موثر در سرعت واکنش مانند مقدار کاتالیزگر، نوع حلال، دمای واکنش بررسی شد. براساس تصاویر SEM و الگوی پراش پرتو ایکس XRD، نانوکاتالیزگر مس(II) اکسید آلومینوسیلیکات تهیه شده دارای اندازه ذراتی حدود nm 63 و مورفولوژی کروی می باشد. هم چنین براساس آنالیز EDX-Mapping این نانوکاتالیزگر، پخش یکنواخت اتم های Cu در بستر آلومینوسیلیکات به خوبی مشاهده می شود. نانوسیلیکا ملامین تری سولفونیک اسید، یک اسید جامد با سه مکان اسیدی(SO₃H-) است. این نانوکاتالیزگر دارای ویژگی هایی مانند جداسازی آسان و بازیافت از مخلوط واکنش می باشد براساس تصاویر SEM و الگوی پراش پرتو ایکس XRD، این نانوکاتالیزگر دارای اندازه ذراتی حدود nm 65 است. هم چنین براساس آنالیز EDX-Mapping این نانوکاتالیزگر پخش یکنواخت اتم های N، C، S، Si، O را در ساختار این نانوکاتالیزگر نشان داد. انواع تترازول های آروماتیک و آلیفاتیک استخلاف های حاوی گروه های الکترون کشنده و الکترون دهنده در زمان های مناسب و راندمان های بالا توسط هردو نانوکاتالیزگر مس (II) اکسید/آلومینوسیلیکات و نانوسیلیکا ملامین تری سولفونیک اسید تهیه  شد، که تترازول های آلیفاتیک دارای زمان کوتاه تری هستند. از مزایای این دو نانوکاتالیزگر می توان به بازدهی بالا در تهیه ی تترازول ها، بازیافت آسان و سطح تماس بالا در منابع علمی می توان اشاره کرد. در این پروژه، هم چنین برخی از مشتقات مهم تترازول ها در نتیجه ی واکنش 1H-5R-تترازول باMsCl ، TsCl، CH₃OTs وAC₂O در شرایط بدون حلال و هم چنین در حضور حلال به روش تک ظرف تهیه شد. علاوه بر این چند نمونه مایعات یونی یک کاتیونی و دو کاتیونی، در نتیجه ی واکنش بین 1H-5R-تترازول با تری اتیلن گلیکول دی توسیلات به صورت خالص تهیه شد.

 واکنش استری شدن از جمله واکنش های مهم و بنیادی در سنتز شیمی آلی است ؛و یک نوع واکنش تراکمی است که بین یک کربوکسیلیک اسید و یک الکل در حضور کاتالیزگر مناسب اسیدی انجام می گیرد و در آزمایشگاه وصنعت بسیار پرکاربرد
می باشد زیرا از محصولات استری درتهیه ی ترکیبات دارویی، تهیه ی حلال ها، وهم چنین بعنوان روان کننده و بعنوان عطر وخوشبوکننده ی مواد غذایی استفاده می شود. در سال های اخیر استفاده از کاتالیزگرهای اسیدی ناهمگن در همه ی زمینه های شیمی آلی بسیار مورد توجه قرارگرفته است. در این پروژه تحقیقاتی سعی براین بوده است، که با استفاده از کاتالیزگر نانوسیلیکا ملامین تری سولفونیک اسید؛ که از واکنش ملامین بعنوان یک ترکیب در دسترس وارزان با کلروسولفونیک اسید تحت شرایط جو نیتروژن بدست می آید در استری شدن انواع کربوکیسلیک اسیدها با الکل ها مورد استفاده قرارگیرد.

 سنتز استرها به‌ویژه استرهای حلقوی (لاکتون‌ها) در صنایع پلیمر،کشاورزی و داروسازی از اهمیت فراوانی ‏برخوردار است. نوآرایی بایر- ویلیگر شامل سنتز استرها در نتیجه‌ی اکسایش کتون‌ها است که از مزایای فراوانی از ‏جمله فضاگزینی و شیمی‌گزینی بالا برخوردار می‌باشد. در این واکنش در حضور گروه‌های عاملی دیگر در مولکول ‏مانند پیوندهای غیراشباع فقط گروه کربونیل اکسید می‌شود.‏
در این کار تحقیقاتی، سعی بر این بوده است که با استفاده از کاتالیزگرهای نانو سیلیکابورسولفوریک اسید و نانو ‏روی اکسید در حضور هیدروژن پراکسید به‌عنوان اکسنده‌ی واکنش، اکسایش بایر- ویلیگر کتون‌ها مورد بررسی ‏قرار گیرد. هیدروژن پراکسید اکسنده‌ای ملایم، ارزان و در دسترس است و در محیط واکنش محصول جانبی آب ‏تولید می‌کند. به منظور جبران خصلت اکسندگی پایین هیدروژن پراکسید و همین طور فعال کردن گروه کربونیل ‏کتون از کاتالیزگرهای اسیدی نانو سیلیکابورسولفوریک اسید به‌عنوان یک اسید دوگانه‌ی لوئیس/برونستد و نیز نانو ‏روی اکسید به‌عنوان یک اسید لوئیس موثر استفاده شده است.‏
اکسایش انواع کتون‌های حلقوی، زنجیری و آروماتیک به لاکتون‌ها و استرهای متناظر در حضور ٪35 ‏H₂O₂ ‎‏ و ‏کاتالیزگرهای نانو ساختار سیلیکابورسولفوریک اسید و روی اکسید در مدت زمانی ‏h‏ 48-1 و تقطیر برگشتی در ‏حلال کلروفرم با بازده و انتخاب‌گری بالا با موفقیت انجام شده است. ‏

کاهش دهنده‏های مصرف آب برای تولید دوغاب سیمان با ویسکوزیته‏ی مشخص، ترکیباتی هستند که به عنوان افزودنی بسیار مهم در سیمان چاه نفت معرفی می‏شوند. یکی از پرکاربردترین این ترکیبات لیگنوسولفونات می‏باشد. لیگنوسولفونات یک آنیون آلی است که با یون‏های مخالف متعددی وجود دارد. برای تهیه‏ی لیگنوسولفونات، از پساب کارخانجات کاغذسازی موسوم به لیکور سیاه استفاده می‏شود. لیکور سیاه حاوی مقدار فراوانی لیگنین است. لیگنین که بعد از سلولز فراوان‏ترین بسپار زیستی به شمار می آید، ماده‏ی اولیه برای تولید لیگنوسولفونات می‏باشد.
در این پروژه برای تهیه‏ی سدیم لیگنوسولفونات و پتاسیم لیگنوسولفونات از پساب صنعتی کارخانجات کاغذسازی پارس و چوکا استفاده شد. برای تهیه این ترکیبات ابتدا لیگنین از لیکور سیاه توسط کاهش pH جداسازی شد. در ادامه لیگنین پس از واکنش با سدیم ‏بی‏سولفیت و پتاسیم بی‏سولفیت در محیط آبی و تحت شرایط تقطیر برگشتی به سدیم لیگنوسولفونات و پتاسیم لیگنوسولفونات تبدیل شد.
ترکیبات تهیه شده از پساب دو کارخانه، آب مصرف شده در تولید دوغاب را به مقدار % 15-66/11 کاهش می‏دهند و همچنین استحکام تراکمی سنگ سیمان چاه نفت را 5/1-3/1 برابر افزایش می‏دهند.