Ramin Ghorbani-Vaghei

سنتز و کاربرد نانوکاتالیزورهای هتروژن بر پایه گرافن اکساید و LDH محافظت شده با مس، نیکل و کلرو سولفونیک اسید در سنتز ترکیبات مختلف هتروسیکل حاوی اکسیژن و نیتروژن

در این رساله ابتدا جهت سنتز انواع مشتقات آنیلین از کاتالیزور هیدروکسید دوتای لایی نیکل که یک کاتالیزور بسیار کارآمد با بازدهی بالای محصولات و قابلیت شستشو و استفاده مجدد می‌باشد استفاده گردید. ژس از این کار در مرحله بعدی از کاتالیزور هیدروکسید دوتایی لایه‌ای مس جهت سنتز مشتقات سولفونامید که یکی از ترکیبات بسیار مفید خصوصا در صنعت داروسازی می‌باشد استفاده گردید. آنالیز‌های انجام گرفته روی کاتالیزور و محصولات سولفونامید به دست آمده از نتایج بسیار امیدوار کننده در خصوص این کاتالیزور حکایت داشتند. در مرحله بعدی جهت سنتز مشتقات 1و2و3-تری آزول ازکاتالیزور هیدروکسید دوتایی لایه‌ای مس که در ساختار آن از کیتوزان استفاده شده بود بهره گرفته شد که این کاتالیزور منجر به بازدهی بالای محصولات گردید همچنان که قابلیت استفاده مجدد آن در واکنش‌ها و سبز بودن نسبی آن نسبت به سایر کاتالیزور‌های مشابه از مزایای گرانبهای این کاتالیزور معرفی می‌گردد. در نهایت جهت سنتز مشتقات بتا استو آمیدو کتون‌ها از چارچوب‌های فلزی-آلی اسیدی به عنوان کاتالیزور استفاده گردید که با عنایت به مزایای بسیار زیاد این کاتالیزور به علت قابلیت استفاده مجدد، راندمان بالا، سبز بودن نسبی و ... این روش سنتز را به عنوان یک روش کارآمد معرفی می‌نماید

سنتز ترکیبات هتروسیکل نیتروژن دار و جفت کردن کربن-کربن با استفاده از ترکیب ان-هالو و نانوکامپوزیت های فلزی (نقره و آهن) به عنوان کاتالیزور

بنزیل دار کردن آنیلین ها با استفاده از کاتالیزور نانو مغناطیسی آهن، واکنش جفت شدن کربن-کربن و سنتز N- و O-هتروسیکل ها با استفاده از نانو کامپوزیت های جدید حاوی مس و پالادیوم

از آنجا که مشتقات تیازول بخاطر فعالیت گسترده ی بیولوژیکی که دارند مهمترین ترکیبات در شیمی دارویی هستند، این دسته از ترکیبات کاربردهای گسترده ای در صنایع دارویی و پزشکی دارند. ازفعالیت های دارویی میتوان به ویژگی هایی همچون ضد التهابی، ضد باکتری، ضد قارچی، ضد تومور و همچنین بیهوش کننده ی موضعی آن اشاره کرد.مشتقات کینازولین دسته دیگر از ترکیبات سنتز شده هستند که باتوجه به اینکه مشتقات جدید ساخته شده وکاتالیست های ارائه شده در سنتز این ترکیبات کاربردهای زیادی درزمینه داروهای ضدقارچ, انتی بیوتیک و داروهای ترمیم کننده سیستم عصبی دارند.تری ازول هااز جمله ترکیبات دیگری هستند که درساختار بسیاری از داروها مانند داروهای ضدتشنج وضدالتهابی وجود دارند.ازجمله واکنش های دیگری که مورد بررسی قرار گرفتند واکنش های هک هستند که با بکارگیری کاتالیست های جدید با کاهش الودگی محیط زیست و کاهش هزینه واستفاده حداقل ازمواد وحداکثر راندمان وحداقل زمان از اهمیت خاصی برخوردارهستند.

چکیده: در این رساله، سه نوع پلیمر متخلخل بر پایه‎ی سولفونامید سنتز شدند که توسط نانو ذرات عاملدار شدند و از آن‎ها در سنتز ترکیبات آلی استفاده شد. این پلیمرها از واکنش بنزن 1,3دی سولفونیل کلراید و امین های سه عامله و دو عامله در حضور نانو ذرات سیلیس بعنوان تمپلیت سنتز شدند. در مرحله بعد تمپلیت توسط فلوئوریک اسید حذف شد وساختار نانو کامپوزیت پلیمر/سیلیس به ساختار پلی سولفونامید متخلخل تبدیل شد. که باتغییر مونومر خطی و کراسلینکر سه نوع متفاوت ازین دسته پلیمرها سنتز شدند که بعنوان کاتالیزورهای موثردر واکنش استریکر مورداستفاده قرارگرفتند. کاتالیزر بعدی، پلی سولفونامید متخلخل اصلاح شده با نانو ذرات مس یدید می باشد. (PEA-PSA@CuI) می‎باشد که در سنتز سولفونامیدها به عنوان کاتالیزگر مورد استفاده قرار گرفت. مشتقات سولفونامید از واکنش کوپلاسیون مشتقات کربوکسیلیک اسید و سولفونامید درحضور مقادیر کاتالیستی نقره نیترات و پتاسیم پرسولفات بعنوان اکسنده سنتز شدند. سپس باتغییر کراسلینکر به ملامین پلیمرهای شبکه ای پلی سولفونامید ملامین PEMA-PSA سنتزشد که با نانو ذرات نیکل عاملدارشدند و در سنتز اکسادیازولها به روش جایگیری ایزو سیانید بکار برده شدند. با عاملدار کردن این بستر ها با برم معرفهای برمه کننده جدیدی سنتز شدند که در برم دارکردن جهت گزین برونیک اسیدها مورد استفاده قرار گرفتند. کاتالیزگرهای دسته دوم، نانوذرات مغناطیسی اصلاح شده با 4-آمینوپیریدین می‎باشد که این کاتالیزر به همراه معرف TBBDA کاتالیزور موثری در سنتز ترکیبات تیازول بودند. کاتالیزرمغناطیسی بعدی Fe3O4@Propyl-ANDSA است که در سنتز تترازولو کینازولین مورد استفاده قرار گرفت. مساحت سطح بالا، ناهمگن بودن، تهیه آسان و جداسازی آسان کاتالیزگرهای سنتز شده از مخلوط واکنش ، تخلخل و فعالیت بالای نانوذرات از جمله مزایای آن‎ها می باشد.

چکیده: در این پروژه، یک دسته از کاتالیزورهای غیرهمگن از جمله کاتالیزورهای حاوی نانو ذرات پالادیوم تثبیت شده بر روی بازالت فیبرها، مس تثبیت شده روی گرافن اکسید و هیدروکسیدهای لایه دوگانه عامل دارشده با پلی(پارا- فنیلن دی آمین) و 7-آمینونفتالن-3،1-دی سولفونیک اسید تهیه شده و فعالیت کاتالیزوری آن ها در سنتز ترکیبات هتروسیکل حلقه پنج و شش عضوی، مورد مطالعه قرار گرفته است. این پروژه در پنج بخش تجربی انجام شده است که به ترتیب عبارتند از: در بخش 1، به سنتز مشتقات 7H-ایندنون]1،2-[bکینولین در حضور کاتالیزور LDHs@Propyl–ANDSAپرداخته شده است. تهیه آسان کاتالیزور، بازده بالای محصولات، کوتاه بودن زمان واکنش و سنتز درشت مولکول های جدید ازمزیت های اصلی این روش هستند. در بخش 2، سنتز و بررسی فعالیت کاتالیزوری لایه دوگانه هیدروکسیدی عامل دار شده با پلیمر پلی(پارا-فنیلن دی آمین) (LDHs@PpPDA) در سنتز مشتقات ایندولیزین ها مورد مطالعه قرار گرفته است. مساحت سطحی زیاد، بازیافت کاتالیزورهای لایه دوگانه هیدروکسیدی، انجام واکنش در شرایط بدون حلال، تهیه آسان کاتالیزور، کوتاه بودن زمان واکنش، بازده بالای محصولات و سنتز درشت مولکول های جدید ازمزیت های اصلی این روش هستند. در بخش 3، سنتز مشتقات فوران در حضور نانو کاتالیزور BF@Propyl/dopamine/Pdمطالعه شده است. استفاده از بازالت فیبرها به عنوان پایه کاتالیزور، کوتاه بودن زمان واکنش، بازده خوب محصولات، امکان بازیافت و جداسازی آسان کاتالیزور، استفاده از بسترهای جامد دوست دار محیط زیست جهت تثبیت نانو ذرات پالادیوم از جمله مزیت های عمده این روش است. در بخش های4 و5، سنتز مشتقات کرومن]3،2-[bپیریدین و مشتقات ایزوکسازول در حضور کاتالیزور GO/N-Ligand-Cu بررسی شده است. تهیه آسان کاتالیزور، بازده بالای محصولات، کوتاه بودن زمان واکنش و همچنین بکارگیری لیگاند جدید برای ساخت کاتالیزور ازمزیت های اصلی این روش هستند. لازم به اشاره است که کاتالیزور های مورد استفاده را می توان به راحتی با کاغذ صافی بازیافت نموده و بدون هیچگونه افت قابل توجهی در فعالیت کاتالیزوری آن ها، مورد استفاده مجدد قرار داد.

در این پروژه، در ابتدا واکنش چند جزیی سنتز دی هیدرو 2-اکسو پیرول ها با استفاده از چارچوب فلز آلی سولفونه شده UiO-66-SO3H به عنوان کاتالیست اسیدی (هم به عنوان اسید برونشتد (+H) و هم به عنوان اسید لوویس (Zr4+) با کارایی بالا انجام شد. در ادامه کار، از یک چارچوب فلز- آلی چند عاملی بر اساس زیرکونیوم، Zr-MOF-FePC به عنوان یک فوتو کاتالیست با کارایی بالا و همچنین قابلیت استفاده چند باره برای واکنش متوالی سه جزیی پسرینی، تک ظرف با استفاده از آلکل ها استفاده شد. همچنین، از چارچوب فلز- آلی دیگری بر اساس تیتانیوم MIL-125(Ti)-Sal-Cu به عنوان کاتالیست برای اکسیداسیون آلکل ها، ترکیبات بنزیلیک و اپوکسید دار شدن آلکل ها استفاده شد. این چارچوب فلز- آلی کارایی بالا هم از نظر تبدیل و هم از نظر گزینش پذیری نشان می دهد. نتایج این پروژه پتانسیل چارچوب فلز- آلی چن عاملی را به عنوان کاتالیست برای شیمی سبز نشان می دهد.

دراین پایان نامه دسته ای از کاتالیزرها ی اسیدی برپایه نانواهن وکاتایزرهای مایع یونی برپایه لایه های دوگانه هیدروکسیدی در واکنش های چند جزیی مورد بررسی قرا گرفته است

در این رساله، سه نوع کاتالیزگر مغناطیسی بر پایه‎ی نانوذرات Fe3O4 سنتز و از آن‎ها در سنتز ترکیبات آلی استفاده شد. اولین کاتالیزگر، نانوذرات مغناطیسی اصلاح شده با پی پیریدینیوم بنزن-1،3-دی سولفونات (PBDS-SCMNPs) می‎باشد که توسط تکنیک‎های FT-IR، VSM، TGA و BET و تصاویر SEM و TEM مورد آنالیز قرار گرفت. سپس در سنتز مشتقات پیرانودی‎پیریمیدین، زانتن و کرومِن به عنوان کاتالیزگر مورد استفاده قرار گرفت. مشتقات پیرانودی‎پیریمیدین از واکنش شبه سه جزئی مشتق باربیتوریک اسید و آلدهید در اتانول تحت رفلاکس در مجاورت mg 20 کاتالیزگر سنتز شدند. مشتقات زانتن نیز تحت شرایط مشابهی به دست آمدند، با این تفاوت که از 1،3-سیکلوهگزادی‎اون استفاده شد. مشتقات کرومن، از واکنش سه جزئی 4-هیدروکسی‎کومارین، آلدهید، 2-آمینوبنزایمیدازول (یا 2-امینوبنزوتیازول) تحت شرایط بدون حلال در دمای 100 در مجاورت mg 20 کاتالیزگر تولید شدند. کاتالیزگر دوم، نانوذرات اصلاح شده با پی پیریدین می‎باشد که حاوی یون‎های H2PW12 هستند. این کاتالیزگر به کمک تکنیک‎های FT-IR و TGA و تصویر SEM مورد آنالیز قرار گرفت. سپس، سنتز مشتقات ایمیدازول از واکنش بنزیل، آلدهید و آمونیوم استات (و نیز مشتقات آنیلین) در حضور این کاتالیزگر در حلال اتانول تحت رفلاکس انجام شد. مشتقات جدید ایمیدازول سنتز شده، خواص آنتی اکسیدانی و ضد قارچی خوبی از خود نشان دادند. کاتالیزگر سوم، نانوذرات اصلاح شده با سیلان حاوی هگزامتیلن‎تترآمین (SCMNPs-Pr-HMTA) است که با تکنیک‎های ذکر شده آنالیز شد و سپس در واکنش چهار جزئی دی متیل استیلن‎دی‎کربوکسیلات، هیدرازین هیدرات، مالونونیتریل و آلدهید مورد استفاده قرار گرفت. این واکنش تحت شرایط بدون حلال و در دمای C° 60 انجام شد. مساحت سطح بالا، ناهمگن بودن، تهیه آسان و جداسازی آسان کاتالیزگرهای سنتز شده از مخلوط واکنش با کمک آهنربا، از جمله مزایای آن‎ها می باشد.

چکیده: در این رساله، دو مایع یونی جدید در اندازه نانو با نام های تری اتانول آمونیوم تری کلرواستات [TEATCA] و پی پیریدینیوم بنزن- 1و3-دی سولفونات مغناطیسی طراحی و سنتز شده است. مایعات یونی سنتز شده با استفاده از پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX) و آنالیز برونر-ایمت-تلر (BET) به طور کامل شناسایی شدند. از این کاتالیزورها می توان به صورت چند منظوره برای تغییر و تبدیلات گروه های عاملی آلی استفاده کرد. این کاتالیزورها همچنین می توانند بازیافت شده و چندین مرتبه در یک واکنش مدل با کاهش ناچیز در بهره واکنش در مقیاس آزمایشگاهی استفاده شوند. علاوه بر این ساختار تری اتانول آمونیوم تری کلرواستات [TEATCA] با استفاده از طیف سنجی جرمی، مادون قرمز (FT-IR) و رزونانس مغناطیس هسته (1H NMR و 13C NMR) و ساختار پی پیریدینیوم بنزن- 1و3-دی سولفونات مغناطیسی با استفاده از ارتعاشی مغناطیس نمونه (VSM) تایید و بررسی شد. همچنین هر دو کاتالیزور با استفاده از آنالیز تجزیه حرارتی (TG و DTG) مشاهده شد که این کاتالیزورها تا چه دمایی برای واکنش های آزمایشگاهی می توانند مورد استفاده قرار گیرند. بعد از سنتز و بررسی ساختار این نانو کاتالیزورها با روش های ذکر شده از آنها برای انجام واکنش های شیمیایی چند جزیی از جمله سنتز مشتقات بنزوایمیدازوپیریمیدن ، پیرانوپیرازول، پیرانو [3،2-c] کرومن و 1H-پیرازولو[2،1-b] فتالازین-10،5- دی اون استفاده شدند، که این ترکیبات هتروسیکل با بازده بالا و زمان پوشش دادهاه سنتز شدند. کلیه ترکیبات سنتز شده با استفاده از طیف بینی مادون قرمز (FT-IR) و رزونانس مغناطیس هسته (1H NMR و 13C NMR) شناسایی شدند. علاوه بر این مشتقات بنزوایمیدازوپیریمیدن با طیف سنجی جرمی نیز شناسایی شدند. ضمنا ترکیباتی که قبلا گزارش شده بودند با مقایسه خواص فیزیکی آنها با داده های گزارش شده در نشریات علمی تایید شدند.

ساپورت کردن نانو ذرات پالادیم بر پایه ترکیبات کربن؛ سیلیکون و مغناطیس؛ جهت تهیه نانو کاتالیست هایی موثر و جدید در واکنش های کوپلاسیون سوزوکی و اولمن

In this project, a series of nano catalysts including magnetic nanoparticles Fe3O4, ZnFe2O4, Ni0.5Zn0.5Fe2O4, acidic functionalized carbon nano tube SWNT-COOH, nano MgO and nano Al2O3 have been prepared and their catalytic activities in the synthesis of five and six-membered heterocyclic compounds have been studied. Also, synthesis of some heterocyclic compounds under solvent-free conditions has been investigated. This project was performed in four experimental parts as follows: In part 1, synthesis of 1,4-dihydropyridines derivatives, in the presence of acidic functionalized carbon nano tube SWNT-COOH has been examined. This nano-catalyst can be easily recovered via centrifuges and reused without any significant drop in its catalytic activity. In part 2, synthesis and investigation of catalytic activity of nano-magnetic ferrites such as Fe3O4, ZnFe2O4 and Ni(0.5)Zn(0.5)Fe2O4 have been studied in the synthesis of pyranopyrimidines, pyrazolophthalazines, pyridopyrimidines and indazolophetalazines. It was observed that, among synthesized magnetic nanoparticles, nano-magnetic ferrite ZnFe2O4 is the most effective catalyst for synthesis of pyranopyrimidine and pyrazolophthalazines. It was found that, the catalytic power of various spinel ferrites examined in the mentioned reactions is related to the structural isotropy, cation distribution and the Lewis acid character of the cations embedded in the structures of these ferrites. In continuos, in part 3, nano Al2O3 has been explored as an efficient and recyclable catalyst for the synthesis of pyranochromene derivatives at room tempreture. At the end, in part 4, in the synthesis of pyrazolopyridazin, nano-MgO has been used as an effective catalyst and its catalytic activity has been studied. High surface area and easy recyclability of these catalysts, solvent-free conditions, easy preparation of the catalysts, low reaction times and high yields of the products are the main advantages of this methods.

امروزه استفاده از معرف های N-هالو به عنوان کاتالیزورهای موثر و ملایم در سنتز انواه ترکیبات هتروسیکلی و همچنین به عنوان معرف های هالوژنه کننده بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این رساله به نقش تعدادی از معرف های N-هالو در سنتز تک مرحله ای و موثر انواعی از ترکیبات هتروسیکلی با استفاده از واکنش های چند جزئی می پردازد که شامل سنتز مشتقات ایندولوکینولین ها با استفاده از ایندول-3-کربالدئید و انواع آمین های آروماتیک در حضور معرف N-برموسوکسین ایمید(NBS) در شرایط بدون حلال در دمای اتاق با بازده خوب تا عالی می باشد. در تحقیقی دیگر همچنین سنتز مشتقات 4،1-دی هیدروپیریدین با استفاده از واکنش چهار جزئی آلدهیدهای آروماتیک، ترکیبات 3،1-دی کربونیل و آمونیوم استات در حضور کاتالیزورهای سنتز شده N',N',N,N-تتراکلرو-بنزن-3،1-دی سولفون آمید (TCBDA) و پلی (N',N-دی کلرو-N-اتیل-بنزن-3،1-دی سولفون آمید) (PCBS) در شرایط ملایم با بازده خوب تا عالی می باشد. ترکیبات هتروسیکلی اسپایروپیرانوپیرازول با استفاده از واکنش چهار جزئی مشتقات هیدرازین، بتا کتو استر، مالونیتریلو انواع اایزاتین هایاستخلافی در حضور کاتالیزورهای N',N',N,N-تتراکلرو-بنزن-3،1-دی سولفون آمید (TCBDA) و پلی (N',N-دی کلرو-N-اتیل-بنزن-3،1-دی سولفون آمید) (PCBS) در شرایط ملایم با بازده خوب تا عالی تهیه شدند. مشتقات 8،1-نفتیریدین با استفاده از واکنش سه جزئی2-آمینوپیریدین، مالونیتریل یا آلفا سیانو اتیل (متیل) استات و آلدئید های آروماتیک در حضور کتا لیزورهای (TBBDA) و (PBBS) در شرایط ملایم با بازده خوب تا عالی سنتز شدند. در تحقیقی دیگر سنتز مشتقات با استفاده از واکنش تک مرحله-ای 4-هیدروکسی کومارین و آلدئید های آروماتیک در حضور کاتالیزور N-برمو سولفون آمید (TBBDA) در شرایط بدون حلال با زمان و بازده های خوب انجام گردید.