نیتریل هاو انیدریدها در حضور کاتالیزور پاراتولوئن سولفونیک اسید ایمیدها را نتیجه می دهند. در این پایان نامه ایمیدهای خطی نامتقارن سنتز شده توسط ستون کروماتوگرافی خالص سازی و بدست آمد.سپس با استفاده از داده های طیفی و نقاط ذوب شناسایی شدند.سپس به بهینه سازی شرایط واکنش تحت شرایط حرارتی و امواج آلتراسونیک پرداختیم.

رنگ های آزو مهم ترین گروه رنگ های سنتزی بوده و از قدرت رنگ آمیزی بالایی برخوردارند. آن ها توجه زیادی را به خود معطوف داشته اند و به طور گسترده در کاربردهای عملی فراوانی مانند رنگ آمیزی فیبرها، کاربردهای فوتوالکترونیکی، سیستم های پرینت، تکنولوژی ذخیره ی نوری، رنگ های الیاف و همچنین در واکنش های زیستی بسیار و در شیمی تجزیه وارد شده اند. رنگ هایی که دارای قدرت رنگ آمیزی و خواص ثابت ماندن بالایی باشند، بسیار مهم هستند. رنگ های آزو برپایه ی ترکیبات کربونیل درخشنده بوده و دارای چنین خواص ثابت ماندن که شامل ثبوت در برابر نور است، می باشند. تیوزانتون ها دسته ی بزرگی از ترکیبات کربونیل دار بوده که به طور گسترده به عنوان پوشش های سطحی کاربرد دارند. آن ها به عنوان مواد مقاوم در برابر نور و آغازگر نوری و ترکیباتی با قابلیت پلیمریزه شدن نوری درفرایند پلیمریزه شدن ترکیبات غیراشباع و همچنین جوهرها استفاده می شوند. در این کار، رنگ های آزو برپایه ی تیوزانتون توسط واکنش دی آزوته شدن- جفت شدن سنتز گردیدند. برای سنتز رنگ های جدید، آمین های آروماتیک مختلف با استفاده از سدیم نیتریت در حضور هیدروکلریک اسید در دمای 5-0 درجه ی سانتیگراد، دی آزوته و سپس با مشتقات هیدروکسی تیوزانتون جفت شدند. طیف این رنگ ها گرفته شد و ساختار هر کدام با استفاده از آنالیز طیفی تایید گردید. این رنگ ها از لحاظ تئوری بررسی و ویژگی هایی مانند طول، زاویه ی پیوند، انرژی و بار اتم ها مورد مطالعه قرار گرفت.

مشتقات ایمیدازولی یک گروه بسیار مهم از ترکیبات هتروسیکلی هستند که دارای خواص دارویی متعددی بوده و نقش مهمی در فرایندهای زیست شیمی ایفا می کنند. بسیاری از ایمیدازول های استخلاف دار به عنوان بازدارنده های کیناز p38 map، ضد التهاب، ضد حساسیت، قارچ کش، آفت کش و عوامل درمانی شناخته شده اند. برای سنتز ترکیبات آلی اخیرا واکنش های چند جزئی توجه زیادی را به خود معطوف کرده اند چون نیاز به جداسازی هیچ حدواسطی نداشته و باعث صرفه جویی در انرژی، زمان واکنش و مواد خام می شوند. با استفاده از واکنش های چند جزئی، تا کنون چندین روش برای سنتز ایمیدازول های 5،4،2- سه استخلافی و 5،4،2،1- چهار استخلافی گزارش شده است. ایمیدازول های 5،4،2- سه استخلافی بطور عمومی بوسیله تراکم حلقه زایی سه جزئی 2،1- دی کتون با یک آلدهید آرروماتیک و استات آمونیوم سنتز می شوند. از طرف دیگر سنتز ایمیدازول های 5،4،2،1- چهار استخلافی بوسیله تراکم چهار جزئی 2،1- دی کتون با یک آلدهید آرروماتیک، آمین نوع اول و استات آمونیوم انجام می شود. در این تحقیق ایتریم نیترات شش آبه به عنوان یک کاتالیزور موثر برای سنتز یک مرحله ای سریع و بهبود یافته ایمیدازول های 5،4،2- سه استخلافی و 5،4،2،1- چهار استخلافی مبتنی بر روش های عمومی ذکر شده با راندمان بالا در شرایط گرمایی و بدون حلال مورد استفاده قرار می گیرد. این روش دارای چندین مزیت از جمله بازده بالای محصول، زمان واکنش کوتاه، رویه های ساخت ساده، جداسازی آسان، واکنش گرهای ارزان و استفاده از واکنش گرهای غیرسمی می باشد.

ایمیدازول ها یک دسته از ترکیبات هتروسیکل آلی با گستره ی وسیع هستند. این ترکیبات از 5 عضو تشکیل شده اند. علامت اختصاری این گروه cn2h4 می باشد. این ترکیبات کاربرد وسیعی در داروسازی دارند. مشتقات ایمیدازول ها خاصیت ضد سرطانی، ضد میکروبی، ضد حساسیت و... دارند. رنگ های آزو یک دسته ی مهم از رنگ های سنتزی هستند که کاربرد وسیعی در پزشکی، بیوشیمی، داروسازی، صنایع چاپ، نساجی، تکثیر و... دارند. رنگ های آزو از پیش ماده ی آمین نوع اول تهیه می شوند. واکنش تهیه ی این رنگ ها با پروتونه شدن اسید نیترو و تبدیل آمین نوع اول به نمک دی آزو شروع می شود. جفت شدن آزو در دمای پایین در حدود 5-0 درجه سانتی گراد صورت می گیرد. رنگ های سنتز شده در این پژوهش نیز مشتقاتی از این ترکیبات هستند. همچنین بر روی این رنگ ها اثر حلال و مطالعات نظری صورت گرفت. همه ترکیبات ساخته شده توسط روش محاسباتی تئوری عاملیت دانسیته (dft) مورد بررسی قرار گرفت و ویژگی هایی از قبیل طول و زاویه پیوند ها، انرژی و پایداری ساختار ها در هر دو حالت آزو و هیدرازون مورد مطالعه قرار گرفت.

مشتقات ایزوکسازول یک دسته ی مهم از ترکیبات هتروسیکل هستند که خواص شیمیایی آنها سال-هاست مورد مطالعه قرار گرفته است. مشتقات ایزوکسازول در سنتزهای آلی به عنوان واحدهای ساختاری چند منظوره به خدمت گرفته می شوند. ایزوکسازول ها و مشتقات آن در سنتز داروهای مختلف از قبیل ضدعفونی کننده ها، ضد سرطان ها و بیماری های قلبی عروقی و دستگاه عصبی نقش مهمی ایفا می کنند. همچنین ایزوکسازول هانقش قابل توجهی در شیمی دارویی و کشاورزی ایفا می کنند. سنتز مشتقات ایزوکسازول های استخلاف دار بسیار مهم می باشند چون تعداد زیادی از ترکیبات شامل سیستم حلقه ایزوکسازول که تنوع فعالیت زیست شناختی در داروسازی و کشاورزی دارند، شناخته شده اند. دامنه استفاده از آن ها در صنایع دارویی، قارج کش ها، آفت کش های گیاهی، روان کننده ها، رنگ ها، روغن های عایقی و غیره می باشد. امروزه شیمی محاسباتی یکی از شاخه های مهم علم شیمی می باشد. نرم افزار گوسین از جمله نرم افزار مطرح در این زمینه می باشد. در این پژوهش بررسی جزء به جزء توتومری همه ی فرم های ممکن از مشتقات دی آمینو ایزوکسازول به طور تئوری و با برنامه ی gaussian03 انجام شده است. روش های محاسباتی به کار رفته برای بررسی پایداری مشتقات دی آمینو ایزوکسازول در این پژوهش عبارت اند از : -روش های هارتری فاک، تئوری عاملیت دانسیته و تئوری آشفتگی مولر- پلست با مجموعه ی پایه ی 6-311++g(d, p) در فاز گازی - روش های هارتری فاک، تئوری عاملیت دانسیته و تئوری آشفتگی مولر- پلست با مجموعه ی پایه ی 6-311++g(d, p)در فاز حلال حلال های به کار رفته در این محاسبات آب، دی متیل سولفوکسید، تترا هیدرو فوران و بنزن هستند.

واکنش افزایش مایکل یکی از مهم ترین واکنش ها در شیمی آلی است. واکنش افزایش مزدوج نوکلئوفیل ها به ترکیبات کربونیل غیر اشباع نیازمند شرایط اساسی یا کاتالیزورهای اسیدی است. واکنش های افزایش مایکل حتی بدون کاتالیزور هم پیش می روند. افزایش نیتروژن هسته دوست به ترکیبات کربونیل غیر اشباع ?، ? یا اولفین های فعال شده، واکنش آزا- مایکل نامیده می شوند. واکنش آزا- مایکل یک مرحله ی مهم در سنتز ترکیبات زیست فعال طبیعی است. بیشتر کاتالیزورهای آلی در واکنش آزا- مایکل آمین هستند و از طریق یک حدواسط انامین و ایمین که می توانند شرایط ممکن بین هسته دوست و کاتالیزور را مهیا کنند پیش می روند. در این تحقیق با استفاده از واکنش چند ترکیب 5-آریل 1-h- تترازول با ترکیبات ?، ?- غیر اشباع، یکسری تترازول های آلکیله شده بدست آمد. با توتومری h1-h2 تترازول، دو ایزومر آلکیله شده شناسایی شده است. همچنین با مطالعات تئوری بر روی تترازول های آلکیله شده توسط روش dft، خواصی از قبیل طول و زاویه ی پیوند، انرژی و ممان دو قطبی دو فرم ایزومری این ترکیبات مورد نظر بررسی شده است.

پیریمیدین ها دسته ای از ترکیبات آلی هتروآروماتیک شش عضوی هستند که دارای دو هترواتم نیتروژن در موقعیت 1 و 3 حلقه می باشند. نوکلئوتیدهای پیریمیدین در سنتز dna وrna در همه ی ارگانیسم های زنده اهمیت بنیادی دارند. از سنتز زیستی پیریمیدین در گیاهان نسبت به آنچه در ارگانیسم ها می شناسیم کم تر استفاه می شود. به-طور کلی پیریمیدین ها از اهمیت بالایی برخوردار هستند، به دلیل اینکه در ساختمان پایه ترکیبات طبیعی متعددی وجود دارند. تحقیقات به عمل آمده بر روی مشتقات جوش خورده پیریمیدین با هتروسیکل ها حاکی از آن است که این ترکیبات فعالیت ضدقارچی خوبی دارند. تترازول ها دارای اهمیت کاربردی در زمینه های پزشکی، کشاورزی و شیمی تغذیه هستند. تترازول ها نیز کاربرد زیادی در سنتزهای آلی دارند. در این پژوهش از واکنش مشتقات ?-دی کربونیل با 5-آمینوتترازول مشتقاتی از تترازولو پیریمیدین ساخته شد. سپس این ترکیبات با استفاده از روش های طیف سنجی مناسب مانند طیف سنجی مادون قرمز، رزونانس مغناطیسی هسته، طیف سنج جرمی و آنالیز عنصری شناسایی گردیدند. در بخش دوم این پژوهش مطالعات تئوری بر روی این ترکیبات توسط روش dft انجام شده، و خواصی از قبیل طول و زوایای پیوند و ممان دو قطبی روی ترکیبات مورد نظر مطالعه شده است.

این رساله شامل سه بخش می باشد. در بخش نخست مطالعاتی در زمینه تهیه تترازولها با کایرالیته محوری انجام گردیده است و در این راستا مشتقات آریلوکسی تترازول بی نفتول و 2- متوکسی 2- هیدروکسی بی نفتیل تترازول در فر م های راسمیک و فعال نوری تهیه شده اند. سپس روشی برای جداسازی انانتیومرهای ارائه شده است . همچنین از ترکیب 5 و ترکیب مزیتیلوکسی تترازول ایمیدوئیل آزیدهای مربوطه تهیه گردید و از آنها در سنتز نامتقارن ترکیب هایی جدید استفاده گردید . در ادامه روشی آسان و تک مرحله ای برای تهیه آسیل آزیدها از کربوکسیلیک اسیدهای مربوطه با استفاده از معرف سیانوژن برمید ارائه گردید . بخش دوم شامل مطالعات -4 متیل ) ] -n رزونانس مغناطیس هسته پویای ترکیب های مزیتیل - 3] اکتان– 3 . 2 .1 . فنیل)سولفونیل] - 3-آزاتری سیکلو [ 4و 2 -4 متیل ) ]-n کربوکسیمیدوات و 2-متوکسی – 1 و 1- بی نفتالن 2- ئیل - 3] اکتان – 3 . 2 .1 . فنیل)سولفونیل]- 3- آزاتری سیکلو [ 4و 2 کربوکسیمیدوات، - دو آزیریدینی که از واکنش ترکیب های بالا بدست 11/ 11 و 45 / می آید- انجام گردید و سد انرژی وارونگی برای آنها به ترتیب 95 کیلوکالری بر مول بدست آمد . بخش سوم شامل مطالعات مکانیک کوانتمی با روش های آغازین و تئوری عاملیت دانسیته بر روی ساختار و تعیین سد انرژی راسمیک شدن ترکیب های 2- متوکسی 2- هیدروکسی بی نفتول -4 دی ,1) -2-n ترکیب 4 و ترکیب و همچنین مطالعات اثر آنومری ترکیب -4 متیل فنوکسی ) ) -o-( -4 متوکسی بنزن سولفونی ل ) -n - ( اکسان ایزواوره، و ارائه دلایلی برای برتری فرم محوری به استوایی میباشد.

هیدرازینیوم 5-آمینو تترازولات یکی از مواد منفجره مهم می باشد که از واکنش هیدرازین با 5-آمینوتترازول به وجود می آید. در این تحقیق، انرژی برهمکنش مولکول هیدرازین با هفت تاتومر مولکول 5- آمینوتترازول بر اساس روش های محاسباتی اختلالی وتابعی چگال محاسبه شده است. بدین منظور مولکول هیدرازین در 25 جهت گیری مختلف در اطراف تاتومرها قرار داده شده است. محاسبات به طور جداگانه در محیط های گازی وحلال شامل آب، اتانول و دی متیل سولفوکسید صورت گرفته است. آنتالپی استاندارد تشکیل(?fh?gas) برای هر پیکر بندی هیدرازینیوم 5-آمینو تترازولات با استفاده از آنتالپی استاندارد تشکیل تجربی هیدرازین و5-آمینوتترازول درفاز گازی وانرژی بر همکنش محاسبه شده درفاز گازی به دست آمده است. در پایان با استفاده از آنتالپی تشکیل محاسبه شده برای هر پیکر بندی ودر نظر گرفتن سهم هر پیکربندی در حالت گازی مقدار ?fh?gas برای هیدرازینیوم 5-آمینو تترازولات محاسبه گردید.

در این رساله ابتدا واکنش های جفت شدن کربن- کربن (میزوروکی- هک) توسط کاتالیست همگن متیل تری فنیل فسفونیم دی کلرودی برمو پالادیت انجام و ثابت شد که در حین انجام این واکنش، نانوذرات پالادیم پایدارشده با نمک فسفونیم ایجاد می شوند. سپس به منظور ارتقای واکنش هک به محیط سبزتر با استفاده از حلال آب و همچنین تبدیل این کاتالیست به یک کاتالیست ناهمگن به منظور بازیابی مجدد، نمک فسفونیم روی بستر نانوسیلیکا تثبیت و در واکنش هک و سوزوکی در حلال آب استفاده شد. در این مورد نیز حین انجام واکنش نانوذرات پالادیم با ابعاد بسیار ریز بر روی بستر سیلیکا تشکیل شد. همچنین پالادیم به صورت نانوذرات پالادیم بر روی بستر سیلیکای عامل دار شده با لیگاندهای تریس و تری اتانول آمین تثبیت و به عنوان کاتالیست های شبه ناهمگن در واکنش هک استفاده شدند. در ادامه به منظور جداسازی بهتر کاتالیست از محیط واکنش، پالادیم بر روی بستر نانوذرات مغناطیسی هسته- پوسته شده با دو لایه سیلیکا بصورت پالادیم استیل استونات تثبیت و از آن در واکنش تهیه کتون های آروماتیک با قابلیت بازیابی بصورت مغناطیسی استفاده شد. سپس به منظور توسعه واکنش های جفت شدن به محیط های سبزتر و همچنین استفاده از کاتالیست های ارزان تر، از آهن به-عنوان کاتالیست استفاده شد. به این منظور ابتدا آهن به صورت آهن استیل استونات بر روی بستر سیلیکا تثبیت و از آن در واکنش هک در محیط سبز پلی (اتیلن گلیکول) استفاده شد. و در ادامه نیز از خود کلرید آهن (iii) برای انجام واکنش سوزوکی استفاده شد.

واکنش های جفت شدن کربن- کربن یکی از مهمترین واکنش ها در شیمی آلی محسوب می شود. در این واکنش ها از کاتالیزورهای مختلفی استفاده می شود که یکی از مهمترین آن ها، کمپلکس های پالادیم (پالاداسیکل ها) می باشند. در این پروژه ابتدا کمپلکس دیمری پالادیم با با فنیل آلانین تهیه و تاثیر آنها در چند واکنش جفت شدن بررسی شد. در پروژه اول کاربرد کمپلکس دیمری پالادیم با فنیل آلانین در واکنش جفت شدن سوزوکی بررسی شد. بی آریل های استخلاف دار در دمای محیط و با استفاده از آب به عنوان حلال بهینه و پتاسیم هیدروکسید به عنوان بهترین باز، با بازده های خوبی به دست آمدند. در قسمت دوم این پروژه، واکنش گوگرددار کردن آریل هالیدهای مختلف در حضور کمپلکس دیمری پالادیم با فنیل آلانین انجام گرفت. بازده های به دست آمده در دمای 130درجه سانتی گراد و با استفاده از دی متیل سولفوکسید به عنوان حلال بهینه و پتاسیم هیدروکسید به عنوان بهترین باز، بسیار خوب بود. نتایج به دست آمده نشان داد که سیستم کاتالیزوری پالادیم با فنیل آلانین در این واکنش کارایی بالاتری دارد. در پروژه سوم کاربرد کمپلکس دیمری پالادیم با فنیل آلانین در واکنش سیانیددار کردن مورد بررسی قرار گرفت. کاتالیزور به کار رفته در این واکنش فعالیت خوبی از خود نشان داد. بازده های به دست آمده در دمای 130 درجه سانتی گراد و با استفاده از دی متیل استامید به عنوان حلال بهینه و سدیم کربنات به عنوان بهترین باز، بسیار خوب بود. نتایج به دست آمده نشان داد که کمپلکس دیمری پالادیم با فنیل آلانین در این واکنش کارایی بالایی دارد. در قسمت چهارم پروژه کاربرد کمپلکس دیمری پالادیم با فنیل آلانین در واکنش جفت شدن هیاما بررسی شد. کاتالیزور به کار رفته در این واکنش فعالیت خوبی از خود نشان داد. بازده های به دست آمده در دمای 130 درجه سانتی گراد تحت شرایط مایکروویو و با استفاده از n,n دی متیل فرم آمید به عنوان حلال بهینه و پتاسیم هیدروکسید به عنوان بهترین باز، بسیار خوب بود. در این مورد نیز بازده های بسیار خوب تا عالی در زمان های کوتاه به دست آمد. در این واکنش ها تکنیک های مختلف 1h-nmr، gc، chn و ft-ir برای شناسایی ساختار ترکیب ها استفاده شد.

در بخش اول این رساله برای اولین بار نانوذرات شش ضلعی زیرکونیوم فسفات با استفاده از شبکه پلیمری با ابعاد حدود 60 نانومتر تولید گردید. آنالیزهای متعددی برای بررسی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی کاتالیست تهیه شده صورت پذیرفت. نانوذرات زیرکونیوم فسفات تولید شده خصویات اسیدی قابل توجهی از خود نشان می دهند. این کاتالیست اسیدی ناهمگن در واکنش های مختلفی همچون آلکیلاسیون فریدل کرافتس فنول، محافظت از گروه های هیدرکسیل و کربونیل و واکنش های چند جزیی مورد استفاده قرار گرفت. کاتالیست تولید شده به راحتی و توسط سانتریفیوژ در انتهای هر واکنش از مخلوط واکنش جدا شده و طی فرایند ساده ای مجدداً قابل استفاده می گردد. همچنین، با تعویض پروتون های اسیدی روی سطح زیرکونیوم فسفات با کاتیون های مس و روی، دو کاتالیست ناهمگن دیگر تهیه گردید. آنالیزهای مختلفی برای بررسی خصوصیات این کاتالیست ها نیز صورت گرفت. این دو کاتالیست در واکنش اکسایش انتخابی الکل ها به آلدهیدها و کتون ها و محافظت از گروه هیدروکسی در الکل ها مورد استفاده قرار گرفتند. برای بررسی تجدیدپذیری، در انتهای هر واکنش، این کاتالیست ها با استفاده از سانتریفیوژ از مخلوط واکنش شدند و بعد از طی فرایند کوتاهی دوباره مورد استفاده قرار گرفتند. این کاتالیست ها برای چندین بار و بدون از دست دادن ویژگی های کاتالیستی قابل استفاده مجدد هستند.

این پایان نامه از دو بخش تشکیل شده است. در بخش نخست غربال مولکولی mcm-41 ساخته شد و با ترکیب 3-آمینو پروپیل تری اتوکسی سیلان(apts) عاملدار شد. کاتالیست ساخته شده با تکنیک های مختلف ft-ir، xrd، tga، fe-sem، tem و آنالیز عنصری شناسایی شد. در آنالیز xrd سلول واحد شبکه برابر nm47/4 تعیین شد، در آنالیز tem شبکه لانه زنبوری کاتالیست مشاهده شد، در آنالیز bet الگوی کلی شکل مزو حفره مشاهده شد. کاتالیست سنتز شده در دو سیکل بازیافت و در واکنش سنتز بوتیل 3- (5-فنیل- 2-h - تترازول-2- ئیل) پروپانوات مورد استفاده قرار گرفت واکنش در زمان مناسب و بازده نسبتا خوب کامل شد. این کاتالیست به عنوان باز در واکنش آزا مایکل مورد استفاده قرار گرفت. در نهایت ترکیبات سنتز شده با استفاده از تکنیک¬های مختلف ft-ir، 1h-nmr، 13c-nmr و آنالیز عنصری شناسایی شدند. محصولات در زمان خوب و با بازده بالا بدست آمدند. در بخش دوم از دستگاه طیف سنج تحرک یونی برای بررسی پروتون¬دار شدن 5-آمینو تترازول و دیمر با مرز پروتون در فشار اتمسفر استفاده شده است. . از محاسبات برای تایید نتایج تجربی استفاده شد. در ابتدا مولکول خنثی و یون مولکول پروتونه شده بهینه شد و سپس ساختار دیمر با مرز پروتون بهینه شد و خواص ترموشیمی آن شامل آنتالپی و انرژی آزادگیبس محاسبه شد. همه محاسبات با استفاده از روشdft و مجموعه پایه¬ی 6-311+g(d,p)انجام شد.

در این پژوهش نخست غربال مولکولی mcm-41 سنتز شده و سپس اصلاح سطح mcm-41 منجر به بهبود خواص اسیدی و واکنش پذیری آن شد. در این راستا اصلاح سطح mcm-41 با گروه های بنزیل الکل وکلروسولفونیک اسید انجام شده است. بر همین اساس شناسایی کاتالیست های سنتز شده بوسیله تکنیکهای ft-ir, xrd, bet, tga, sem, temو آنالیز عنصری بررسی شد. آنالیز tem ساختار شش وجهی کاتالیستها را تایید می¬کند. آنالیز sem نشان دهنده ذرات کروی و میله¬ای می¬باشد. آنالیز bet نشان دهنده مساحت سطح بالای کاتالیست¬ها می¬باشد و الگوی مزوپور بودن این کاتالیست¬ها را نشان می¬دهد. آنالیز xrd بیان می¬کند که پارامتر سلول واحد حفره¬ها در حدود nm 7/4 می¬باشد. آنالیز طیف¬سنجی ir، اتصال گروه¬های اسیدی را به حلقه بنزن نشان می¬دهد. در ادامه روش جدیدی برای سنتز مشتقات تترازول با استفاده از mcm-41 اصلاح شده بوسیله سولفونیک اسید در حلال dmf ارائه می¬شود. ترکیبات سنتز شده با استفاده از تکنیک¬های ir, nmrو روش¬های فیزیکی شناسایی شدند. نتایج به-دست آمده نشان می¬دهد که کاتالیست اصلاح شده با بنزیل الکل و کلروسولفونیک اسید (mcmbsa) نسبت به کاتالیست اصلاح شده با کلروسولفونیک اسید (mcmsa) کارایی و بازده بالاتری دارد. واکنش¬ها خصوصیات ویژه¬ای از جمله بازده مناسب، استخراج آسان و سازگار بودن با محیط زیست را دارا می¬باشند. همچنین با کاتالیست¬های بازیافت شده نیز واکنش الگو انجام شده است که بازده خوبی را دارا می¬باشند.

در این پروژه، ابتدا نانوذرات زیرکونیوم فسفات (zp) تهیه شده و سپس با تعویض پروتون¬های اسیدی روی سطح زیرکونیوم فسفات با کاتیون آهن (iii) به روش غوطه ورسازی تحت شرایط تقطیر برگشتی کاتالیست ناهمگن دیگری با نام زیرکونیوم فسفات تعویض یون شده با آهن (iii) (zpfe) تهیه شده و با استفاده از آنالیزهای icp، xrd، sem، tem و bet شناسایی شد. تجزیه icp مقادیر fe، zr، p و o را مطابق با مقادیر به کار رفته برای سنتز کاتالیست نشان داد. فازهای شناسایی شده در آنالیز xrd کاملاً مطابق با نمونه اصلی است. با تکنیک های شناسایی sem و tem اندازه کاتالیست در مقیاس نانو به اثبات رسید. از آنالیز bet اندازه حفرات در مقیاس ماکرو به دست آمد. سپس با استفاده از این نانوکاتالیست سه دسته واکنش مختلف، یعنی محافظت از آلدهیدهای آروماتیک با تبدیل آن¬ها به آسیلال¬های مربوطه توسط استیک انیدرید، استیل¬دار کردن فنول با استیک انیدرید و اکسایش الکل¬ها به ترکیبات کربونیلی مربوطه با هیدروژن پراکسید مورد بررسی قرار گرفتند. محصولات به دست آمده با هر گروه از واکنش¬های فوق، با تکنیک¬های مختلف، مانند طیف¬سنجی های ft-ir و 1h-nmr شناسایی و ساختار مورد نظر آنها اثبات شد. کاتالیست تولید شده به راحتی و توسط دستگاه سانتریفیوژ در انتهای هر واکنش از مخلوط واکنش جدا شده و طی فرایند ساده¬ای مجدداً قابل استفاده می¬شود. بازده های واکنش بسیار خوب بوده و میزان بازده پس از پنج بار بازیافت کاتالیست تغییر محسوسی نداشت.

این پایان نامه شامل دو بخش است. در بخش اول، مقدار انرژی آزاد حلال پوشی پروتون ( ) برای حلال های غیرآبی متداول مانند: متانول، اتانول، 2-پروپانول، 2-متیل-2-پروپانول، دی متیل سولفوکسید(dmso)، دی متیل فرم آمید(dmf) و استونیتریل(acn) به صورت نیمه تجربی محاسبه شده است. برای بررسی دقت مقادیر محاسبه شده در این تحقیق، مقادیر ثابت اسیدی (pka) ترکیبات متفاوت با مقادیر pka تجربی آن ها مقایسه شد. مقادیر pka محاسبه شده با استفاده از در این تحقیق در مقایسه با مقادیر pka تجربی توافق بهتری نسبت به استفاده از گزارش شده در مقالات دارد. بدین ترتیب مقادیر محاسبه شده برای حلال های غیرآبی در این تحقیق نسبت به گزارش شده در مقالات منطقی تر می باشند. مقادیر pka محاسبه شده برای ترکیبات انتخاب شده در حلال های غیرآبی با استفاده از خطای روش محاسباتی در حلال آب تصحیح شدند و روابط همبستگی جدیدی برای پیش بینی مقادیر pka ترکیبات اسیدهای کربوکسیلیک، مشتقات فنلی، داروها و داروهای ضد سوختگی در حلال های غیرآبی ارائه شدند. نتایج ارائه شده با استفاده از چهار روش نظری متفاوت b3lyp، m062x، mp2 و ccsd و مجموعه پایه g(d,p)++311-6 محاسبه شده است. در بخش بعدی، انرژی آزاد گیبس حلال-پوشی برای 39 یون تک بار در حلال های غیرآبی پروتیک و آپروتیک شامل متانول، اتانول، 1-پروپانول، dmf، acn و استون با استفاده از روش جدید محاسبه شده اند. در این روش، خطای محاسباتی انرژی آزاد گیبس حلال پوشی یون های انتخاب شده در حلال های آب و dmso برای تصحیح مقادیر انرژی آزاد گیبس حلال پوشی یون ها به ترتیب در حلال های پروتیک و آپروتیک در نظر گرفته شد. مقادیر تصحیح شده انرژی آزاد گیبس حلال پوشی یون ها در مقایسه با مقادیر گزارش شده در مقالات از توافق خوبی برخوردار هستند. روابط همبستگی جدیدی نیز برای به دست آوردن انرژی آزاد گیبس حلال پوشی یون ها در حلال های متانول، اتانول، dmf و acn ارائه شده است. روش ارائه شده در این پایان نامه، می تواند در حالت کلی برای محاسبه ی انرژی آزاد استاندارد گیبس حلال پوشی یون ها در دیگر حلال های قطبی پروتیک و آپروتیک استفاده شود به شرطی که حلال مرجع خوبی انتخاب شود. با این روش می توان انرژی آزاد استاندارد گیبس حلال پوشی یون ها در حلال هایی که تاکنون به صورت تجربی گزارش نشده است را به دست آورد. به عنوان نمونه ، مقادیر انرژی آزاد گیبس حلال پوشی یون ها در دو نوع حلال قطبی بسیار متداول پروتیک (1-پروپانول) و آپروتیک (استون) برای دو روش مختلف mp2 و b3lyp و مجموعه پایه g(d,p)++311-6 برای اولین بار محاسبه شدند.

در این پایان نامه ابتدا نانوکاتالیست کیتوسان اصلاح شده با آمینواسید پرولین با استفاده از فلز پالادیوم تهیه شد و در واکنش جفت شدن کربن-کربن (سوزوکی) در محیط آبی، مورد استفاده قرار گرفت. نانوکاتالیست تهیه شده، به وسیله تکنیک های fe-sem ، tem ، icp، xrd و edx مورد بررسی قرار گرفت و پخش شدن پالادیوم (ii) بر روی بستر کیتوسان اصلاح شده با آمینواسید پرولین در مقیاس نانو با اندازه ذرات متوسط 9 نانومتر، مشاهده شد. فعالیت کاتالیست کیتوسان-پرولین-پالادیوم (ii) تا چهار سیکل کاتالیستی با راندمان بالا ادامه یافت. در پروژه بعدکاتالیست مونوبنزیل نیکوتینیوم مس کلراید تهیه شد و کاربرد آن در واکنش های جفت شدن کربن-کربن (سونوگاشیرا)، کربن-نیتروژن و کربن-گوگرد مورد بررسی قرار گرفت. این کاتالیست دارای فعالیت بالایی است و مقادیر اندک آن نیز قابلیت انجام این واکنش ها را به خوبی دارد. کاتالیست با تکنیک های chns، ft-ir، icp، gc-ms، 1h-nmr و 13c-nmr مورد شناسایی و بررسی قرار گرفت.

یکی از این منابع تجدیدپذیر, زیست توده می باشد که منبعی پایدار از انرژی و مواد کربنی است. با استفاده از روشهای ساده می توان زیست توده را به hmf (5-هیدروکسی متیل فورفورال) که یک حدواسط مهم برای تولید سوخت های زیستی و مواد شیمیایی است تبدیل کرد. hmf که یک حدواسط مهم زیستی است از گلوکز و فروکتوز تولید می شود. این پروژه درباره راه های انتخابی تولید hmf از کربوهیدرات هایی مانندگلوکز و فروکتوزاست. کاتالیزورهای اسیدی مورد استفاده در این پژوهش, nano-?-al2o3-so3h و ?-al2o3-so3h می باشند. در پروژه دوم اثرات استخلاف بر ثابت جفت شدن و جابجایی شیمیایی مشتقات 1و4- دی کسان تک استخلافه بررسی شد. انرژی نسبی و پارامترهای nmr برای صورتبندی های محوری و استوایی مشتقات 1و4- دی کسان تک استخلافه در سطح نظری dft/b3lyp و با استفاده از مجموعه پایه ((d,p 6-311++g محاسبه شد. همچنین اثرات استخلاف بر روی پارامترهای nmr مشتقات مختلف 1و4-دی اکسان دو استخلافه بر اساس روش گفته شده بررسی شد. در نهایت این نتیجه حاصل شد که عواملی مانند رزونانس, فوق مزدوج شدن, اثر القایی, اثرات فضایی, پیوند هیدروژنی, اثرات الکترواستاتیک و اثر آنومری بر پارامترهای nmr تاثیر می-گذارند

چکیده ندارد.

در بخش اول، مشتقات مختلف تترازول با استفاده از کائولین به عنوان کاتالیزور سازگار با محیط زیست در دو حلال آب و دی متیل فرم آمیدسنتز شده است نتایج نشان می دهد که واکنشها درحلال دی متیل فرم آمیدنسبت به آب سریعتر است. و نتایج نشان می دهد که فتالونیتریل ها یک محصول تترازول تشکیل می دهند.در بخش دوم اثرات استخلاف روی پیوند هیدروژنی دیمرهای تترازول در فاز گازی با استفاده از روش dft بررسی می شود. این روش برای انواع دیمرهای 1hو2h بررسی می شود.