بخش اول: در این پروژه واکنش مایع یونی وظیفه ویژه [bmim[cn با برخی نمک های تری آریل پیریلیوم پرکلرات حاوی استخلاف های دهنده و کشنده الکترون بر روی استخلاف های فنیل حلقه پیریلیوم، با هدف سنتز سیانودی اِن اُن های آروماتیک مورد مطالعه قرار گرفت. استفاده از این واکنشگر، به عنوان روشی موثر و کارآمد، منجر به افزایش سرعت و راندمان واکنش ها، همچنین سهولت استخراج محصول گردید. بخش دوم: در این بخش از پروژه احیاء ناحیه گزین برخی نمک های تری آریل تیوپیریلیوم پرکلرات دارای استخلاف های دهنده و کشنده الکترون بر روی حلقه های فنیل در موقعیت های 2،4،6-حلقه پیریلیوم توسط معرف [bmim[bh4 مورد بررسی قرار گرفت. بررسی ها نشان داد که علاوه بر امکان بازیافت و استفاده مجدّد از این معرف برای انجام واکنش های بیشتر، مایع یونی مذکور در احیاء این ترکیبات موثر واقع شده و ضمن آنکه راندمان واکنش ها افزایش می یابد، در تمامی موارد واکنش با ناحیه گزینی و درصد تبدیل کامل در جهت تشکیل ایزومر 2h- تیوپیران انجام می شود.

با پیشرفت های فناوری و تغییرات سریع عصر کنونی، تحولات زیادی در شیوه زندگی به وجود آمده است. یکی از این فناوری ها، تولید مواد پلاستیکی و ظروف یکبارمصرف است که به دلیل صرفه اقتصادی تولید زیادی دارد. با توجه به گسترش ظروف یکبارمصرف و بازیافت 600-500 ساله و سرطان زا بودن آن ها، هدف از این تحقیق آزمایشگاهی، بررسی امکان استفاده از ضایعات ظروف یکبارمصرف پلی استایرنی(ps) در مخلوط های آسفالتی جهت کاهش معضلات زیست محیطی در زمینه بازیافت و دفن این مواد و تأثیر آن بر مشخصات فنی مخلوط های آسفالتی بوده است. برای این منظور، مشخصات مکانیکی مخلوط های تهیه شده با ps با نمونه های شاهد مورد مقایسه قرار خواهند گرفت. در این تحقیق پارامترهای درجه نفوذ، درجه نرمی، درجه اشتعال، خاصیت انگمی قیر و مقاومت مارشال، روانی مارشال، نسبت مارشال(نسبت مقاومت به روانی) و وزن مخصوص آسفالت مورد بررسی قرار خواهد گرفت. در اینجا برای استفاده از ضایعات ps، آن ها را به قطعات کوچکتری تبدیل کرده و سپس از آن ها به عنوان ماده افزودنی یا جایگزین استفاده می شود. قطعات به شکل مکعب مستطیل با ابعاد 5/0- 2/0 سانتیمتر بوده که ضخامت آن ها بسیار کم و در حد یک میلیمتر است. همچنین مواد ps به چهار روش مختلف مورد استفاده قرار می گیرند : 1- اضافه کردن به قیر، 2- جایگزین درصدی از قیر، 3- اضافه کردن به مصالح سنگی و 4- جایگزین درصدی از مصالح سنگی ریزدانه هم اندازه. در هر یک از حالات ذکرشده، مشخصات فنی قیر یا مخلوط آسفالتی، به میزان کم یا زیاد تغییر می کند. اغلب ظروف یکبارمصرف از پلی استایرن(ps) ساخته می شوند. چون معمولاً ps قطبی نیست و هیچ تمایلی برای جذب آب و واکنش با آن ندارد، بنابراین محصول یک ترکیب آب گریز بوده و در نتیجه آب را از رویه فراری می دهد. بنابراین ps می تواند مشکلات عمده بحث نفوذ آب و زهکشی در رویه های آسفالتی را برطرف کند. همچنین با توجه به خواص ویژه نانولوله های کربنی از جمله قدرت رسانایی گرمایی خیلی بالا، استحکام و مقاومت کششی بالا و به علت هزینه بالای نانولوله کربن، در این تحقیق از مقدار بسیار کمی(0001/0 تا 001/0 درصد وزنی قیر) نانولوله کربن در ترکیب با قیر استفاده خواهد شد. با توجه به خواص نانولوله کربن که در بالا ذکر شد، این ماده باعث افزایش استحکام و مقاومت قیر و در نتیجه افزایش مقاومت پیوند بین قیر و سنگدانه خواهد شد. بنابراین مخلوط آسفالتی به دست آمده دارای مقاومت و استحکام بیشتری نسبت به نمونه شاهد خواهد بود. بنابراین استفاده از مخلوط حاصل ضمن بهبود خواص مخلوط های آسفالتی و کاهش چند درصدی مصرف مصالح سنگی، مقادیر متنابهی از ضایعات پلاستیک ps را نیز در سازه های مهندسی عمران به مصرف خواهد رسانید.

در این تحقیق نانولوله های کربنی به کمک مخلوطی از اسیدنیتریک و اسیدسولفوریک خالص سازی و عاملدار شدند. پس از آن، تاثیر فرآیند خالص سازی و عاملدارسازی بر کاهش طول و انحلال پذیری نانولوله های کربنی در حلال های قطبی مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده گردید که هر چه مدت زمان فرآیند عاملدارسازی افزایش یابد نانولوله های کربنی کوتاه تر می شوند. با مقایسه طیف رامان نمونه ها مشاهده گردید که میزان حضور ناخالصی درون نمونه ها با افزایش مدت زمان عاملدارسازی افزایش یافته و به اشباع رسیده و این نشان دهنده حضور گروه های عاملی بیشتر بر سطح نانولوله های کربنی است. حلالیت نانولوله ها و پایداری حلالیت آنها در حلال های قطبی نظیر آب و متانول نیز بررسی شد و مشاهده گردید که میزان حلالیت و پایداری آن، با انجام فرآیند خالص سازی و عاملدارسازی افزایش یافته است. تاثیر میدان الکتریکی متناوب بر کلوخه ای شدن کمتر نانولوله ها درون آب برررسی گردید و مشاهده شد که با افزایش زمان، میزان کلوخه ای بودن کاهش یافته درحالیکه افزایش فرکانس تاثیری بر پخش بهتر و کاهش میزان کلوخه ای بودن نانولوله ها ندارد. پس از آن به کمک نانولوله های عاملدار شده و نانولوله های اولیه، کامپوزیت پلی آنیلین/ نانولوله کربنی با درصدهای مختلفی از نانولوله های کربنی ساخته شد و مشاهده گردید که با افزایش میزان آلایش به خصوص در کامپوزیت های آلایش یافته با نانولوله های عاملدار شده، میزان مقاومت با کاهش دما کاهش یافته. این کاهش در نمونه هایی که دارای درصد آلایش بالاتری بودند در دماهای پایین تر، افزایش می یافت. همچنین انرژی فعالسازی به کمک رابطه آرنیوس محاسبه گردید و مشاهده شد که با افزایش میزان آلایش، انرژی فعالسازی کاهش یافته، این کاهش در نمونه های عاملدار شده افزایش می یافت. همچنین تغییرات مقاومت با افزایش دما در نمونه هایی که با نانولوله های عاملدار شده ساخته شده بودند نیز بررسی گردید و مشاهده شد که با افزایش دما مقاومت الکتریکی در ابتدا کاهش یافته اما در دمایی معین به طور ناگهانی افزایش می یابد. از سوی دیگر مشاهده گردید که با افزایش دما، میزان مقاومت با افزایش میزان آلایش و در دماهای بالاتر، کاهش می یابد، همچنین با افزایش میزان آلایش، دمای گذار شیشه ای کامپوزیت پلی آنیلین/ نانولوله افزایش یافته است. در ادامه تاثیر فشار قرص کردن، بر مقاومت الکتریکی پلی آنیلین با افزایش دما بررسی شد و مشاهده گردید که با افزایش میزان فشار قرص کردن، مقاومت الکتریکی در دماهای بالاتر کاهش یافته از سوی دیگر با افزایش میزان فشار، دمای گذار شیشه ای نیز افزایش یافته است.

در این تحقیق نانوسیم های سولفید کادمیم(cds) به روش حلالی-حرارتی تهیه شده اند. در این روش نیتـرات کادمیم و تیواوره به عـنوان منابع یون های کادمـیم و سولفید، اتیـلن دی آمین به عنوان حلال و پلی اتیلن گلیکول 400 به عنوان یک قالب نرم جهت کنترل اندازه ی قطر و طول نانوساختارها مورد استفاده قرار گرفتند. به منظور ساخت نانوسیم های cds، ابتدا یون های کادمیم به خوبی در شبکه ی پلیمری پخش شدند. سپس تیواوره در اتیلن دی آمین حل شد و محلول حاصل به پلیمر حاوی یون های کادمیم اضافه گردید. محلول نهایی در یک محفظه ی بسته (اتوکلاو) با ظرفیت ml 50 ریخته شد. با قرار گرفتن اتوکلاو در کوره و حرارت دادن آن در دما و بازه ی زمانی مشـخص، نانوساختارهای یک بعدی cds به دسـت آمدند. هم چنین اثر پارامترهای گوناگون مربوط به رشد در فرآیند حلالی-حرارتی، از قبیل چرخش محلول توسط هم زن مغناطیسی، نوع حلال، غلظت ژل پلیمری، دما و زمان انجام واکنش بر ساختار، اندازه و ریخت شناسی نانوساختارهای cds بررسی گردیده است. به منظور تعیین ساختار محصولات به دست آمده از دستگاه پراش پرتو ایکس (xrd) استفاده شد. جهت بررسی اندازه ی قطر و میزان یکنواختی اندازه ی نانوساختارهای تولید شده، طیف سنج فرابنفش-مرئی (uv-visible) به کار گرفته شد و با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، ریخت شناسی این نانوساختارها مطالعه گردید.

از دیدگاه شیمی سبز جایگزین کردن اسید های مایع خطرناک با اسیدهای جامد یک کاربرد نوید بخش می باشد. اخیرا اسیدهای جامد به خاطر ارزانی, سادگی, فعالیت بالا وخطرات حمل پائین تر بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. با توجه به نقش مهم وکلیدی 1و 5- دی کتون ها به عنوان واسط در سنتز بسیاری از ترکیبات به ویژه ترکیبات هتروسیکل،که خود از تراکم مواد اولیه ساده تهیه می شوند، در این پروژه سنتز برخی از 1و 5- پنتان دی اون ها با استفاده از اسیدهای جامد ارائه شد و در نهایت شناسایی این ترکیبات با تشکیل حلقه پیریلیوم پرکلرات در فاز محلول انجام گردید.

با توجه به نقش کاتالیزورهای انتقال فاز در تسریع واکنشهای شیمیایی، در این پروژه، جهت ساخت کاتالیزور انتقال فاز، پلی اتیلن گلیکول ایمیدازولیوم برومید تهیه و بر روی بستر سیلیکاژل و تثبیت گردید. fe3o4 نانوذرات از این کاتالیزورها در واکنش حلقه گشایی ناحیه گزین و موثر اپوکسید با آنیونهای آزید،سیانید،هیدروکسی مربوطه با راندمان خوب تا -? نیتریت و استات در حلال آب استفاده شد و محصولات عالی در شرایط ملایم جداسازی گردید. از این کاتالیستها برای تبدیل فناسیل هالیدها به فناسیل آزیدها، فناسیل سیانیدها، فناسیل استاتها و فناسیل نیتریتها نیز در محیط آبی استفاده شد و محصولات با راندمان مناسب و زمان کوتاه تهیه و جداسازی گردید. حاوی پلی اتیلن گلیکول ایمیدازولیوم برومید، fe3o4 در اکثر موارد در هنگام استفاده از نانوذرات واکنشها در زمان کوتاهتری نسبت به استفاده از پلی اتیلن گلیکول ایمیدازولیومبرومید تثبیت شده روی توسط آهنربای قوی به ، fe3o4 سیلیکاژل، انجامپذیر بود. علاوه بر این جداسازی کاتالیزور حاوی راحتی قابل انجام است.

در این پروژه با توجه به اهمیت شیمیایی و دارویی دی هیدروپیریمیدینون ها و زانتن ها، رویکردی جدید در سنتز آنها ارائه شده است. این ترکیبات در شرایط بدون حلال و در حضور کاتالیزور ملامین سولفونیک اسید که یک اسید جامد با پایه آلی است، سنتز شده اند. در ادامه و به منظور اصلاح کارایی ملامین سولفونیک اسید، این اسید جامد توسط اتصالات اورتانی به نانو ذرات مغناطیسی fe3o4 متصل گردید. نانو مگنتیت حامل ملامین سولفونیک اسید در واکنش سنتز دی-هیدروپیریمیدینون ها به کار رفت. مقایسه نتایج به دست آمده نشانگر قدرتمندتر بودن کاتالیزور جدید است. در عین حال به خاطر خاصیت مغناطیسی این کاتالیزور جداسازی با سهولت انجام می پذیرد.

یکی از جدی ترین مشکلاتی که بشر در قرن بیست و یکم با آن روبروست، مشکل مدیریت دفع مواد زائد می باشد که یکی از این مواد زائد شیشه است. شیشه قابل تجزیه یا سوختن نمی باشد و تنها درصدکمی از شیشه های زباله بازیافت می شوند و شیشه های رنگی نیز قابلیت بازیافت را دارا نمی باشند. از طرفی دیگر یکی از مهمترین عوامل موثر در افزایش قابلیت تحمل بار توسط روسازیهای آسفالتی، تاثیر میزان و نوع فیلر می باشد. بدین منظور در این پژوهش به بررسی تاثیر استفاده از فیلر شیشه بر روی خصوصیات مخلوطهای آسفالتی پرداخته شد. در این پژوهش شیشه به عنوان فیلر (عبوری از الک 200) با درصدهای 0 ، 10 ، 20 ، 40 ، 80 و 100، جایگزین فیلر طبیعی مصالح در مخلوطهای آسفالتی شد و سپس با درصدهای قیر 4 ، 5/4 ، 5 ، 5/5 و 6 ترکیب و با توجه به اینکه فیلر نقش اساسی در تعیین میزان قیر بهینه دارد، درصد قیر بهینه برای هر یک از این حالتها بصورت جداگانه ای تعیین شد. بعد از بدست آوردن درصد قیر بهینه برای هر یک از حالتها، آزمایشهای مختلفی از جمله مقاومت فشاری و مقاومت کششی غیر مستقیم و روانی در حالتهای اضافه کردن آهک و بدون آن انجام شد. نتایج نشان داد که استفاده از ?? درصد فیلر شیشه به همراه ?/? درصد قیر بهینه، باعث افزایش مقاومت فشاری و استفاده از ?? درصد فیلر شیشه به همراه 5/? درصد قیر بهینه، باعث افزایش مقاومت کششی نمونه های آسفالتی می گردد. همچنین آزمایشاتی، با افزودن درصد مشخصی آهک به این نمونه ها، صورت گرفت که نتایج، حاکی از بهبود مقاومت فشاری نمونه ها بود بدین صورت که بیشترین مقاومت در 80 درصد فیلر شیشه رخ داد و بیشترین مقاومت کششی غیر مستقیم نمونه های آسفالتی دارای آهک نیز مربوط به ?? درصد فیلر شیشه در?/? درصد قیر بهینه بود. با توجه به نتایج و روند های بدست آمده از این آزمایشها، انجام آزمایشهای دیگری از جمله استفاده از پودر شیشه به عنوان مصالح عبوری از الک 50 و مانده بر روی الک ??? در درصد قیر 8/4 و همچنین استفاده از فیلر آهک به عنوان جایگزین فیلر شیشه، ضروری به نظر رسید که با تحلیل نتایج بدست آمده، مشخص گردید که احتمالا دلیل بوجود آمدن روند خاص در نمودارهای مربوط به مقاومت فشاری و کششی به دلیل شکل خاص و منحصر به فرد فیلر شیشه می باشد.

یکی از عواملی که موجب بروز ترک ها در سطح روسازی می شود، پیرشدگی قیر است. پیرشدگی قیر بر اثر تبخیر برخی از ترکیبات فرار قیر در مرحله تولید مخلوط آسفالتی و اکسید شدن برخی از ترکیبات قیر به وجود می آید. پیرشدگی موجب سخت تر شدن و شکننده شدن قیر می شود که منجر به تشکیل و گسترش ترکها در سطح روسازی و در نهایت تخریب روسازی می شود. در این پژوهش خصوصیات شیمیایی و رئولوژیک قیر اصلاح شده با پلیمر استایرن بوتادیان استایرن (sbs) و قیر خالص قبل و بعد از پیرشدگی بررسی شده است. فرآیند پیرشدگی بر روی نمونه هایی از قیر مبنا و قیر اصلاح شده با sbs به روش های rtfot و pav در آزمایشگاه انجام شده است. خصوصیات هر نمونه به وسیله آزمایشهای طیف سنجی (ft-ir)، رسوب سنجی با هپتان نرمال، ویسکوزیته، نقطه نرمی و درجه نفوذ ارزیابی شده است. بررسی نتایج طیف سنجی (ft-ir) مشخص می کند، میزان اکسیدشدگی قیر اصلاح شده با sbs بعد از پیرشدگی کمتر از قیر خالص است. نتایج آزمایش رسوب سنجی با هپتان نرمال نشان می دهد، میزان تشکیل آسفالتن ها با وزن مولکولی بالا بعد از پیرشدگی، در قیر اصلاح شده با sbs کمتر از قیر مبنا است. مقایسه خصوصیات رئولوژیک قیر اصلاح شده با sbs با قیر مبنا مشخص می کند که اصلاح قیر با پلیمر sbs موجب بهبود خصوصیات قیر قبل از پیرشدگی می شود و بعد از پیرشدگی نیز خصوصیات رئولوژیک بهتری نسبت به قیر خالص دارد.

در این پروژه کاربرد نانوذرات مغناطیسی اسیدی شده و همچنین نانوآلومیناسولفونیک اسید برای تشکیل ترکیبات 7-آلکیل- h6 و h7- نفتو [6, 5 : َ2 ,´1] پیرانو [3 , 2,c] کرومن- 6- اُنمورد بررسی قرار گرفته است. بخش اول: نانو ذراتfe3o4 با استفاده از واکنش همرسوبیfe?2 وfe?3 در محیط قلیایی تهیه و عامل های هیدروکسی موجود در سطح نانو ذرات با هگزامتیلندی ایزوسیانات وارد واکنش گردید. پس از اتصال رابط به fe3o4به محیط واکنش ملامین اضافه شد که در این حالت با ایجاد اتصال اوره ایی ملامین به رابط متصل به fe3o4 وصل گردید. با اضافه کردن کلروسولفونیک اسید تحت شرایط کنترل شده و ph تنظیم شده،ملامینسولفونیک اسید متصل به نانو ذرات fe3o4 تهیه و تشکیل آن با سایز نانوتوسط تصاویرsemتأیید گردید و میزان خاصیت مغناطیسی نانو اسید جامد حاصله توسط vsm تعیین گردید.از این ترکیب به عنوان کاتالیزور در واکنش تراکم سه جزئی ?- نفتول،4- هیدروکسیکومارین و آلدهیدآروماتیک،تحت شرایط بدون حلال استفاده گردید. انواعی از آلدهید های آروماتیک مختلف در این واکنش استفاده شد و در زمانهای کوتاه و با راندمان مناسب محصول کرومن مربوطه تشکیل گردید. بخش دوم: نانوآلومیناسولفونیک اسید به آسانی از واکنش نانوآلومینا با کلروسولفونیک اسید در دمای محیط و تحت جو بی اثر نیتروژن تهیه شد. این کاتالیزور به عنوان یک کاتالیزور اسیدی جامد کار آمد در تهیه کرومن از طریق واکنش تراکمی سه جزئی 4- هیدروکسیکومارین، ?- نفتول و آلدهیدآروماتیک تحت شرایط بدون حلال مورد استفاده قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان دهنده کارا بودنکاتالیزور و تهیه محصولات مربوطه در زمان کوتاه با بازده بالا می باشد.

بور سولفونیک اسید و فسفو سولفونیک اسید به آسانی از واکنش اسید بوریک و دی آمونیوم هیدروژن فسفاتبا کلرو سولفونیک اسید در دمای محیط و تحت جو بی اثر نیتروژن تهیه شد. این کاتالیزورها به عنوان کاتالیزورهای اسیدی جامد کار آمد در تهیه آمیدوآلکیل نفتول هااز طریق واکنش تراکمی سه جزئی استامید، ?- نفتول و آلدهید آروماتیک تحت شرایط بدون حلال مورد استفاده قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان دهنده کارا بودن کاتالیزورها درتهیه ی آمیدوآلکیل نفتولدر زمان کوتاه با بازده بالا می باشد. بخش دوم: نانو ذراتfe3o4 با استفاده از واکنش همرسوبی fe+2 وfe+3 در محیط قلیایی تهیه و عامل های هیدروکسی موجود در سطح نانو ذرات با هگزا متیلن دی ایزوسیانات وارد واکنش گردید. پس از اتصال رابط به fe3o4 به محیط واکنش ملامین اضافه شد که در این حالت با ایجاد اتصال اوره ایی ملامین به رابط متصل به fe3o4 وصل گردید. با اضافه کردن کلرو سولفونیک اسید تحت شرایط کنترل شده باph ، ملامین سولفونیک اسید متصل به نانو ذرات fe3o4 تهیه و تشکیل آن با سایز نانو توسط تصاویر sem تأیید گردید. از این ترکیب به عنوان کاتالیزور در واکنش تراکم سه جزئی ?- نفتول، استامید و آلدهید آروماتیک، تحت شرایط بدون حلال استفاده گردید. انواعآلدهید های آروماتیک در این واکنش استفاده شد و در زمانهای کوتاه و با راندمان بالا محصول آمیدو آلکیل نفتول مربوطه تشکیل گردید

در این تحقیق برخی ترکیبات 3،2،1-تری آزول به روش کلیک شیمی سنتز شده اند. در ابتدا، پلی اتیلن گلیکول-400 تثبیت شده بر روی سیلیکاژل تهیه و به عنوان یک کاتالیست انتقال فاز ناهمگن موثر برای سنتز حلقه های تری آزول از مواد اولیه بنزیل هالید در محیط آبی مورد استفاده قرار گرفت. این کاتالیست قابل بازیافت زمانهای واکنش را به طور چشمگیری کاهش داد. مزیت مهم این روش قابلیت استفاده از حلال ارزان قیمت و سبز آب در واکنش می باشد که این روش را به حالت ایده ال اصول شیمی کلیک نزدیکتر کرده است. سپس، به منظور بالا بردن کارایی کاتالیست یدید مس در واکنش افزایش حلقوی میان آزید آلی و آلکین انتهایی، بستر پلیمری پلی آنیلین تهیه و یدید مس بر روی آن تثبیت شد. کاتالیست ناهمگن بدست آمده در واکنش چند جزئی میان بنزیل هالیدها، سدیم آزید و آلکین های انتهایی استفاده گردید. نتایج نشان داد که خاصیت کاتالیستی یدید مس تثبیت شده از نوع تثبیت نشده خود کارایی بالاتری دارد و علاوه بر قابلیت بازیافت پذیری و کاهش زمان واکنش، نواقص قبلی از قبیل عدم پایداری ترمودینامیکی یدید مس آزاد و تولید محصولات جانبی که در حضور آن تولید می شد را ندارد. در ادامه، به دلیل مشکلات اشک آوری ?-هالو کتونها، قیمت بالا، عدم تبدیل کامل آنها به گونه های آزید مربوطه در واکنش جایگزینی هسته دوستی توسط آزید معدنی، نیاز داشتن به حضور کاتالیست انتقال فاز برای این جایگزینی به دنبال ارائه روشی جدید گشتیم که توانایی رفع مشکلات ذکر شده را داشته باشد، مسیر واکنش را کوتاهتر کند و از طرف دیگر دامنه مواد اولیه مورد استفاده در واکنش کلیک را گسترش دهد. بدین منظور از واکنش میان مشتقات استایرنی، سدیم آزید و اکسنده سریم آمونیم نیترات (can) در حضور اکسیژن مولکولی در حلال متانول، مشتقات مختلفی از فناسیل آزیدها به روش مستقیم سنتز شدند. سپس، از واکنش افزایش حلقوی میان فناسیل آزیدهای تولید شده و آلکینهای انتهایی مختلف در حلال آب/peg 400 در حضور کاتالیست در-ظرف تهیه شده مس (i)، که خود از کاهش مس (ii) توسط کاهنده سدیم آسکوربات تهیه می شد، ترکیبات 3،2،1-تری آزول استخلاف دار در موقعیت 1 و 4 با بازده بالا بدست آمدند. بعد از تجربه موفقیت آمیز استفاده از ترکیبات اُلفینی به عنوان پیش ماده در واکنش حلقه زایی کلیک، تلاش شد تا آزیدویدیدهای ایزومر ناحیه ای با واکنش های افزایش الکترونی و رادیکالی تولید شده و در واکنش کلیک برای تولید ترکیبات تری آزول جدید استفاده گردند. بدین منظور با واکنش افزایش الکترون دوستی بر روی اُلفینهای مختلف با استفاده از واکنشگرهای ید مولکولی و سدیم آزید در مخلوطی از آب، peg 400 و متانول (با نسبت حجمی مساوی)، دسته اول آزیدویدیدها تولید شدند. دسته دیگر از آزیدویدیدها از واکنش افزایش رادیکالی بر روی اُلفینهای یاد شده در حلال متانول با استفاده از واکنشگرهای سدیم یدید و سدیم آزید در حضور اُکسنده can بدست آمدند. سپس، دو دسته آزیدویدید بدست آمده در حلال آب/peg 400 در حضور مس(i) در-ظرف ایحاد شده، به ترکیبات تری آزول ایزومر ناحیه ای متناظر تبدیل گشتند.

گسترش مواد و روش های جدید جهت تثبیت کاتالیزورها با ویژگی حفظ کارآیی و انتخاب پذیری، از دیدگاه اقتصادی و زیست محیطی در صنایع شیمیایی و دارویی بسیار مهم است، خصوصا? وقتی که کاتالیزورهای همگن گران و سمی استفاده می شوند. به این دلیل در این پایان نامه مطالعه نظام مند به منظور توسعه کاتالیزورهای تثبیت شده در سنتز ترکیبات آلی صورت گرفته است. در ابتدا بتا سیکلودکسترین- پلی اورتان(?-cdpu) به عنوان ریزمحیطی کارآمد و میزبانی پلیمری در واکنش های جایگزینی هسته دوستی بنزیل هالیدها با آنیون های مختلف در آب شرح داده شده است. بازده بالای محصولات، تمیز بودن واکنش و امکان بازیابی و بکارگیری مجدد کاتالیزور از ویژگی های بارز این روش است. با توجه به نتایج موفقیت آمیز بدست آمده، در واکنش های جایگزینی هسته دوستی، کاتالیزور سنتز شده در واکنش های چند جزئی نیز مورد استفاده قرار گرفت و بدین ترتیب امکان سنتز مشتقات دی هیدرو پیریدین ها، پلی هیدروکوینولین ها و دی هیدرو پیرانو کرومن ها با بازده و خلوص بالا فراهم گردید. از سوی دیگر با توجه به اهمیت کاتالیزورهای انتقال فاز و تثبیت آن ها به عنوان راه حل کاهش محدودیت های کاربردی، یک روش ساده برای تهیه بتا سیکلو دکسترین تثبیت شده بر نانوذرات مغناطیسی fe3o4 به عنوان ریزمحیط و میزبانی مناسب در واکنش های جایگزینی هسته دوستی بنزیل هالیدها با آنیون های متفاوت در آب ارائه شد. نتایج نشان داد، محصولات مورد نظر با بازده بالا بدست آمد. این نانو کاتالیزور مغناطیسی به راحتی توسط آهنربا از مخلوط واکنش جدا شده و بازیابی و استفاده مجدد از آن را آسان می کند. به علاوه با توجه به این که نانوذرات پوشیده شده با پلیمرها به دلیل قابلیت کاربردی بالا در زمینه های مختلف توجه زیادی را به خود جلب کرده اند، بتا سیکلودکسترین- پلی اورتان تثبیت شده بر نانو ذرات مغناطیسی اکسید آهن ( mnps-?cd-pu) به عنوان یک طبقه جدید از کاتالیزورهای هیبریدی آلی- معدنی تهیه شد و به عنوان کاتالیزور انتقال فاز جامد- مایع و میزبانی مولکولی در واکنش های جایگزینی هسته دوستی بنزیل هالیدها با آنیون های تیوسیانات، آزید، سیانید و استات در آب مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که این نانوکاتالیزور پلیمری خوشه ایی و مغناطیسی مزایایی چون دسترسی آسان، پایداری بالا و قدرت کاتالیزوری عالی را تواما? دارد که می تواند جایگزینی مناسب برای بتا سیکلودکسترین محلول در آب باشد. همچنین، با توجه به این که مواد هیبریدی آلی- معدنی قابلیت زیادی برای توسعه مواد جدید با خصوصیات قابل طراحی دارند، هیبرید بتا سیکلودکسترین- سیلیکا با استفاده از روش تراکم همزمان سنتز شد و به عنوان ریزمحیط و کاتالیزور انتقال فاز جامد- مایع در واکنش های هسته دوستی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که استفاده از این کاتالیزور امکان سنتز مشتقات فناسیل را با بازده و خلوص بالا فراهم می کند. در بخش پایانی روش سل- ژل برای سنتز هیبرید پلی اتیلن گلیکول- سیلیکا استفاده شد. مواد هیبریدی، نه تنها خصوصیات اجزاء آلی و معدنی را تواماً دارا می باشند بلکه ویژگی های منحصر به فردی دارند که در مخلوط ساده اجزاء دیده نمی شود. هیبرید پلی اتیلن گلیکول- سیلیکا به عنوان یک کاتالیزور انتقال فاز جدید برای تشکیل ?-آزیدو الکل ها و ?- سیانو هیدرین ها با ناحیه گزینی و بازده بالا بکار رفت. دسترسی آسان به کاتالیزور و قابلیت بازیافت آن، سادگی فرآیند و جداسازی محصولات، همچنین زمان کوتاه واکنش ها و بازده بالا از محاسن این روش ها می باشد.

به دلیل اهمیت دارویی و شیمیایی دی هیدروپیریدین ها و پلی هیدرو کوینولین ها، در این پروژه یک روش جدید برای سنتز این ترکیبات معرفی شده است. این دسته از از ترکیبات از واکنش تراکمی بین آلدهید آروماتیک، بتادی کتون و آمونیوم استات در حضور بور سولفونیک اسید و فسفوسولفونیک اسید بعنوان کاتالیست های اسیدی جامد و در شرایط بدون حلال سنتز شدند. نتایج حاصله بخوبی نشان می دهند که این ترکیبات در حضور کاتالیزورهای مذکور با راندمان خوب تا عالی بدست می آیند. علاوه بر این کاربرد نانو اسید جامد با خاصیت مغناطیسی(fe3o4-msa) و نانو آلومینا(nano-al2o3) در این واکنش تراکم سه جزئی بررسی شده است. با توجه به نتایج بدست آمده کاتالیزور نانو اسید جامد با خاصیت مغناطیسی توانایی بالاتر و مناسبتری نسبت به نانوذرات اکسید آلومینیم در سنتز این ترکیبات داراد. بعلاوه بخاطر خاصیت مغناطیسی این کاتالیست جداسازی آن از محیط واکنش آسانتر است.

در چند دهه اخیر، مصرف کود های نیتروژن دار بدون توجه به تأثیرات آنها بر ویژگی های خاک و محیط زیست گسترش غیر قابل انکاری داشته است. افزایش غلظت یون نیترات در محلول خاک و سپس آبشویی آن به سمت سفره های آب زیرزمینی سبب افزایش غلظت نیترات در آب شده و سبب ابتلا به برخی بیماری ها خواهد شد. روش های مختلفی برای حذف یا احیاء نیترات از آب وجود دارد. استفاده از ذرات fe0 در مقیاس نانو به دلیل داشتن سطح ویژه بالا، واکنش پذیری بیشتر، هزینه کمتر و کارآیی بالاتر نسبت به روش های دیگر حذف نیترات دارای ارجعیت می باشد. هدف از انجام این پژوهش ساخت نانوذرات آهن صفر ظرفیتی و نانوذرات آهن صفر ظرفیتی پایدار شده با کربوکسی متیل سلولز و بررسی کاربرد آن ها برای حذف نیترات از آب-های آلوده در مقیاس آزمایشات پیوسته و ناپیوسته بود. علاوه بر این انتقال و نگهداشت نانوذرات در خاک اشباع بررسی شد. بدین منظور نانوذرات به روش احیاء توسط بوروهیدرید سدیم ساخته شد و مورفولوژی آن ها به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف پراش نگار اشعه ایکس و دستگاه طیف سنج مادون قرمز بررسی شد. در آزمایش های ناپیوسته، تأثیر عوامل مختلف شاملph ، غلظت اولیه نیترات، غلظت نانوذرات و زمان تماس بر احیاء نیترات و سینتیک آن بررسی شد. نتایج نشان داد که 65/93 درصد نیترات توسط نانوذرات پایدار شده در 6= ph و 55/85 درصد توسط نانوذرات پایدار نشده در 2ph = احیاء شد. افزایش غلظت نانوذرات و زمان تماس احیاء نیترات را افزایش داد اما افزایش غلظت اولیه نیترات، احیاء نیترات را کاهش داد. محصول عمده احیاء نیترات در ph های اسیدی، آمونیوم بود اما در ph های قلیایی نیترات به گاز نیتروژن (n2) تبدیل شد و مقدار نیتریت تولیدی کمتر از 2 درصد بود. آزمایش های سینتیک نشان داد که احیاء نیترات با نانوذرات از معادله درجه اوّل و دوّم تبعیت می کند. در آزمایشات پیوسته نیز اثر غلظت نانوذرات و نیترات بر احیاء نیترات در ستون های شنی بررسی شد. انتقال و احیاء نیترات در محیط متخلخل با مدل تحلیلی cxtfit پیش بینی شد و پارامتر های انتقال نیترات برآورد شدند. مدل سینتیک تک مکانی و دو مکانی برنامه hydrus-1d برای پیش بینی انتقال و نگهداشت نانوذرات در ستون خاک استفاده شد. کاهش غلظت نیترات و افزایش غلظت نانوذرات، احیاء نیترات را افزایش داد و بیشترین درصد احیاء (56/82) در غلظت 150 میلی گرم بر لیتر نیترات و 3 گرم بر لیتر نانوذرات بدست آمد. محصول عمده احیاء نیترات با نانوذرات پایدار شده گاز ازت بود. نتایج نشان داد هر دو مدل سینتیک تک مکانی و دو مکانی برآوردی مناسب از انتقال و نگهداشت نانوذرات در خاک دارند. نانوذرات آهن صفر ظرفیتی پایدار شده با کربوکسی متیل سلولز دارای پتانسیل بالایی برای احیاء نیترات از محلول های آبی و محیط های متخلخل هستند و می تواند به عنوان روشی کارآمد در حذف نیترات استفاده شود.

در این پروژه اکسـایش الکل های بنزیلـی و نوع دوم به آلدئیدها و کتـون های مربوطه با استفـاده از واکنشگـرهای 1و3-دی برمو-5و5-دی متیل هیدانتوئین dbdmh) n-برموسوکسینیمید (nbs)، و تری کلروایزوسیانوریک اسید (tcca) بعنوان اکسنـده در محیط تترابوتیل آمونیوم برمید (tbab) مذاب مورد مطالعه قرار گرفته است. در این روش ها الکل در اثر سایش با واکنشگر اکسنده در محیط تترابوتیل آمونیوم برمید مذاب بعنوان همگن کننده مخلوط واکنش، به آلدئیـد یا کتون مربوطه تبدیل می شود. این سیستم ها روش بسیار تمیز، آسان و سازگار با محیط زیست را برای اکسیداسیون الکل ها ارائه می دهد.

فعالیت های انجام شده در این پایان نامه در چهار بخش عمده بررسی شده است. بخش اول: رویکردی جدید در سنتز کلیکس[4]رزورسین آرن ها ارائه شده است. با توجه به سمیت و هزینه پایین و آسانی حمل اسیدهای جامد در مقایسه با اسیدهای معدنی، نقش کاتالیزوری روی هیدروژن سولفات در سنتز کلیکس[4]رزورسین آرن گزارش شد. بخش دوم: پلیمریزاسیون تترا متیل کلیکس[4]رزورسین آرن با استفاده از فرمالدئید منجر به سنتز پلیمرهایی سه بعدی شامل حفره هایی در اندازه نانو گردید. تصاویر afm و sem حفره هایی با سایز نانو را تایید نمود .این پلیمر شبکه ای به دلیل داشتن چنین حفره هایی با هر دو گروه آبگریز و آبدوست به عنوان کاتالیزور انتقال فاز ناهمگن در واکنش حلقه گشایی ناحیه گزین و موثر اپوکسیدها با آنیونهای آزید و تیو سیانید در حلال آب مورد استفاده قرار گرفت و محصولات ?- هیدروکسی مربوطه با راندمان خوب در شرایط ملایم جداسازی گردید. بخش سوم: به منظور اصلاح کارایی پلیمر و تلاش برای سنتز کاتالیزور با خاصیت اسیدی قوی، پلیمر شبکه ای سه بعدی بر پایه تترا متیل کلیکس[4]رزورسین آرن با استفاده از 3- تری متوکسی- 1- سایلیل پروپان تیول عاملدار گردید و در نهایت با اضافه کردن کلرو سولفونیک اسید تحت شرایط کنترل شده یک پلیمر اسفنجی اسیدی جدید سنتز گردید. از این کاتالیزور در واکنش حلقه گشایی ناحیه گزین اپوکسید با آنیون آزید در حلال آب استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که استفاده از این پلیمر اسیدی، منجر به افزایش بازده و خالص سازی بهتر محصولات می شود. بخش چهارم: در این بخش از مطالعه تلاش گردید، گروههای هیدروکسی موجود در حلقه بالایی واحدهای کالیکس[4]رزورسین آرن با استفاده از 3-تری متوکسی سایلیل-1-پروپان تیول عاملدار شود. نانو ذراتfe3o4 با استفاده از واکنش همرسوبی fe+2 و fe+3 در محیط قلیایی تهیه و با استفاده از تترا اتیل اورتو سیلیکات پوشش داده شد0 سپس گروههای هیدروکسی موجود در لبه این ترکیب با رزورسین آرن عاملدار شده وارد واکنش گردید. با اضافه کردن کلرو سولفونیک اسید تحت شرایط کنترل شده و ph تنظیم شده، کاتالیزور رزورسین آرن سولفونیک اسید متصل به نانو ذرات fe3o4 پوشش داده شده به عنوان یک سوپرا مولکول عاملدار شده اسیدی جدید تهیه و تشکیل آن توسط تصاویر sem و tem تأیید گردید. میزان خاصیت مغناطیسی ترکیب بدست آمده توسطvsm تعیین گردید. این ترکیب به عنوان کاتالیزوراسیدی و انتقال فاز به طور موثر در واکنش حلقه گشایی اپوکسیدها مورد استفاده قرارگرفت.

مطالعه انتقال و نگهداشت نانوذرات آهن صفرظرفیتی در محیط متخلخل از جنبه های مختلفی مانند پالایش آلاینده ها در خاک و آب های زیرزمینی از اهمیّت خاصی بر خوردار است. هدف از این پژوهش مطالعه کمی انتقال و نگهداشت نانوذرات آهن صفرظرفیتی در یک محیط متخلخل تحت شرایط جریان اشباع و در حضور غلظت های مختلف نانوذرات و قدرت های یونی بوده است. برای این منظور نانوذرات آهن صفرظرفیتی با پوشش پلی اکریلیک اسید و پلی وینیل پیرولیدون به روش احیا توسط بورهیدریدسدیم ساخته شد و ویژگی های آن ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، دستگاه پراش نگار اشعه ایکس (xrd)، دستگاه طیف سنج مادون قرمز (ftir) و دستگاه زتاسایزر مورد بررسی قرار گرفت. شبیه-سازی انتقال نانوذرات به کمک مدل سینتیک تک-مکانی برنامه hydrus-1d انجام گرفت. همچنین اثر نانوذرات pvp-zvin و paa-zvin در حذف کادمیم و سرب و بهینه سازی حذف سرب از محلول های آبی به روش رویه ی پاسخ سطحی نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایش نشان داد که با افزایش غلظت نانوذرات و قدرت یونی محلول، انتقال آن ها در محیط متخلخل کاهش یافته که در این میان اثر غلظت نانوذرات بر روی انتقال آن ها بیش از اثر قدرت یونی بود. همچنین پلی اکریلیک اسید در مقایسه با پلی وینیل پیرولیدون توانایی بیشتری در پایدارسازی سوسپانسیون نانوذرات و در نتیجه افزایش انتقال آن ها در محیط متخلخل داشت. افزون براین، مدل hydrus-1d با ضریب همبستگی زیاد قادر به شبیه سازی انتقال نانوذرات گردید در حالی که قادر به برازش داده های نگهداشت نانوذرات در محیط متخلخل نبود. نتایج آزمایش ها ناپیوسته حذف کادمیم توسط pvp-zvin نشان داد که حدود 50/89% از کادمیم در اسیدیته 6 و زمان تماس 20 دقیقه از محلول آبی حذف شد. همچنین نانوذرات paa-zvin حدود 50/92% از سرب را در اسیدیته 5 و زمان تماس 15 دقیقه از محلول آبی حذف نمودند. همچنین با توجه به نتایج آزمایش ها تعادلی و سینتیکی حذف کادمیم، مدل همدمای تعادلی فروندلیچ و مدل سینتیک لاگرگرن با ضریب همبستگی به ترتیب 9875/0 و 9918/0 در مقایسه با دیگر مدل ها تعادلی و سینتیکی قادر به برازش داده های حذف کادمیم از محلول آبی بودند. افزون بر این نتایج آزمایشات بهینه سازی حذف سرب از محلول های آبی به روش رویه ی پاسخ سطحی نشان داد پاسخ های پیش بینی شده توسط مدل درجه دوم پلی نومینال با مقادیر تجربی همبستگی بالایی دارد (932/0 r2= و 870/0adjr2= ). نتایج بهینه سازی نشان داد که مقدار بهینه درصد حذف سرب از محلول آبی در شرایط اسیدیته 5، غلظت 3 گرم بر لیتر paa-zvin و غلظت اولیه 15 گرم بر لیتر سرب برابر با 09/90 درصد می-باشد.

فسفو سولفونیک اسید به آسانی از واکنش دی آمونیوم هیدروژن فسفات با کلروسولفونیک اسید و نانوآلومیناسولفوریک اسید از واکنش نانوآلومینا با کلروسولفونیک اسید در دمای محیط و تحت جو بی اثر نیتروژن تهیه شدند. این کاتالیزورها به عنوان کاتالیزورهای اسیدی جامد کار آمد در تهیه ی بیس کومارین ها از طریق واکنش تراکمی شبه سه جزئی آلدیید آروماتیک و 4- هیدروکسی کومارین تحت شرایط بدون حلال مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج بدست آمده نشان دهنده کارا بودن کاتالیزورها در تهیه ی بیس-کومارین ها در زمان کوتاه با بازده ی بالا می باشد. در این میان نتایج به دست آمده نشان دهنده ی قابلیت بیشتر و کارآمدتر بودن نانوآلومیناسولفوریک اسید نسبت به فسفوسولفونیک اسید می باشد. بخش دوم: نانوذرات آلومینا به عنوان کاتالیزور در واکنش تراکم سه جزئی ?-نفتول، استامید و آلدیید آروماتیک، تحت شرایط بدون حلال مورد استفاده قرار گردید. انواع آلدییدهای آروماتیک در این واکنش استفاده شد و در زمان های کوتاه و با بازده ی بالا محصول آمیدوآلکیل نفتول مربوطه تشکیل گردید.

یکی از چالش های موجود در بحث روسازی راه ها در مناطق گرمسیر استفاده از قیر مناسب در این مناطق می باشد؛ چراکه استفاده از قیر نامناسب باعث بروز خرابی های زودرس به دلیل عملکرد نامناسب آسفالت خواهد گردید. به این منظور روش های مختلف اصلاح خصوصیات قیر وجود تا دارد که باعث عملکرد مناسب آن در شرایط مختلف خواهد گردید. یکی از این روش ها استفاده از پلیمرهای مختلف در قیر به منظور اصلاح خصوصیات آن می باشد. در این پایان نامه با استفاده از درصدهای مختلف سه نوع پلیمر sbs، sbr و ppa به اصلاح خصوصیات قیر پرداخته شده است. سپس بر روی هر یک از این قیرهای اصلاح شده آزمایش های مختلف درجه ی نفوذ، درجه ی نرمی، تعیین خصوصیات رئولوژی قیر، رده بندی عملکردی، استقامت مارشال، و همچنین آزمایش های میکروسکوپی tem انجام گرفته است و در نهایت با توجه به نتایج آزمایشگاهی به دست آمده و ارزیابی های اقتصادی، به بررسی بهترین گزینه ها به منظور استفاده در شرایط مختلف آب و هوایی استان خوزستان پرداخته شده است. این مقایسه برای تعیین بهترین گزینه با توجه به خصوصیات فنی، اقتصادی و همچنین با توجه به پهنه بندی آب و هوایی استان خوزستان به عنوان یکی از استان های گرمسیر کشور انجام گرفته است. در نهایت با توجه به پهنه بندی درجه ی عملکرد قیر در استان خوزستان برای هر یک از پهنه بندی های انجام گرفته بر مبنای نشریه ی 101 ایران، قیر های اصلاح شده با 5 درصد sbs، 5 درصد sbr و 5/1 درصد ppa به عنوان پیشنهادات نهایی ارائه گردیده است.

در قسمت نخست این کار تحقیقاتی نانو ذرات fe3o4 پوشانده شده با سیلیکا سولفوریک اسید، به عنوان کاتالیزوری اسیدی کارآمد برای تهیه n-هیدروکسی?-آمینو فسفونات ها از طریق واکنش سه جزیی آلدهید، فنیل هیدروکسیل آمین و تری اتیل فسفیت مورد استفاده قرارگرفت. نتایج به دست آمده نشان دهنده کارآمد بودن این کاتالیزور نانو مغناطیسی در تهیهn -هیدروکسی?-آمینو فسفونات ها در زمان های کوتاه و بازده بالا است. همچنین از این کاتالیزور برای انجام واکنش ریتر اصلاح شده جهت تهیه ترشری بوتیل آمیدها از واکنش نیتریل ها با ترشری بوتیل استات استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان دهنده کارآمد بودن این کاتالیزور برای انجام واکنش ریتر اصلاح شده تحت شرایط بدون حلال و در دمای محیط است. در قسمت دوم بور سولفونیک اسید تثبیت شده بر روی سیلیکاژل تهیه و اثر کاتالیزوری این اسید جامد در انجام واکنش ریتر اصلاح شده جهت تهیه ترشری بوتیل استات و سنتز ?-آمینو فسفونات ها از واکنش سه جزیی آلدهید و آمین با تری اتیل فسفیت یا تری متیل فسفیت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان دهنده توانایی بالای این اسید جامد در تهیه ترشری بوتیل استات ها و ?-آمینو فسفونات ها تحت شرایط بدون حلال و دمای محیط با بازده بالا است.

یک روش ساده، کارآمد، با بازده بالا و تک ظرف برای سنتز مشتقات h2-ایندازولوb]-2،1 [فتالازین تریون ها با استفاده از تراکم سه جزئی فتال هیدرازید و دیمیدون و برخی از آلدهیدهای آروماتیک در شرایط بدون حلال و سازگار با محیط زیست که توسط کاتالیزور نانوآلومینا سولفوریک اسید معرفی می-گردد. با استفاده از این روش از به کار بردن کاتالیست گران، حلال های سمی و جداسازی کروماتوگرافی اجتناب می شود. همچنین روش ارائه شده به بتا دی کتون های خطی (استیل استون) به جای بتا دی کتون های حلقوی (دیمیدون) تعمیم داده شد. همچنین مکانیسم دو مرحله ای پیشنهادی برای این واکنش تراکمی با استفاده از محاسبات تئوری تابعیت چگالی با سطح محاسباتی b3lyp/6-31g** مورد بررسی قرار گرفت. نشان داده شده است که اولین مرحله ی مکانیسم توسط بار کنترل می گردد و این در حالی است که دومین مرحله ی مکانیسم با استفاده از اوربیتال های مولکولی پیشرو کنترل می شود. مقادیر جابجائی شیمیایی 1h nmr و 13c nmr به همراه پارامترهای ساختاری برای ترکیب عنوان شده محاسبه گردید و مقادیر مقیاس شده با داده های تجربی nmr و x-ray مقایسه شدند. مشخص گردید که داده های اسپکتروسکوپی محاسبه شده و ساختار بهینه شده توافق خوبی با نتایج تجربی نشان می دهد.

در این پایان نامه سنتز برخی نانوکاتالیزورهای تثبیت شده بر روی بسترهای معدنیِ قابل بازیافت و استفاده از آن ها در سنتز ترکیبات آلی مورد بررسی قرار گرفت. در ابتدا با استفاده از تترااِتیل اُرتوسیلیکات (teos) و طی فرآیند سل- ژل، پوششی از سیلیکا در اطراف نانوذرات مگنتیت (fe3o4) تهیه گردید و سپس با کلروسولفونیک اسید سطح سیلیکای مغناطیسی اسیدی گردید. با توجه به کاربرد گسترده ی کاتالیزورهای اسیدی در سنتز مواد آلی، از کاتالیزور مغناطیسی اسیدی بدست آمده برای تهیه ی ترکیبات دی هیدروپیریمیدین اون ها و فتالآزین ها در شرایط بدون حلال استفاده شد. جداسازی راحت کاتالیزور و محصولات، بازده و زمان مناسب واکنش ها، عدم استفاده از حلال در طی انجام واکنش ها و امکان استفاده ی مجدد از جمله محاسن کاتالیزور مورد استفاده می باشد. در ادامه با توجه به جداسازی آسان نانوذرات مغناطیسی از محیط واکنش و همچنین کاربرد گسترده ی آن ها در تهیه ی کاتالیزورها، ابتدا ماده ی زیروژل سیلیکایی بیس (n-پروپیل تری متوکسی سیلان) -4،1- دی آزونیا بی سیکلو [2.2.2] اُکتان کلرید تهیه گردید و سپس با اتصال به نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن، به خاصیت مغناطیسی تجهیز گردید. ترکیب سنتز شده به عنوان کاتالیزور مغناطیسی قابل بازیافت در واکنش جایگزینی هسته دوستی بنزیل هالیدها با آنیون های تیوسیانات، استات و همچنین تهیه ی هتروسیکل های حلقوی پیرانی در حلال آب مورد استفاده قرار گرفت. از محاسن این واکنش ها می توان به سادگی و شرایط ملایم واکنش، انجام واکنش در حلال آب، بازده خوب، زمان های نسبتاً کوتاه واکنش ها و سهولت جداسازی کاتالیزور اشاره نمود. با توجه به اینکه سیلیکا یکی از مطلوب ترین بسترهای جامد برای سنتز کاتالیزورهای بین فازی می باشد، در ادامه از ساختار سیلیکای مزوحفره ی sba-15 به عنوان بستری برای ناهمگن کردن ترکیب بازی دابکو استفاده شد. به منظور سنتز ترکیب مزوحفره ی دارای گروه های پروپیل کلرید (sba-cl)، ابتدا با روش سل - ژل و با استفاده از هیدرولیز اسیدی ترکیبات 3-کلروپروپیل تری متوکسی سیلان و تترااِتوکسی سیلان در حضور پلورونیک p-123، ترکیب sba-15 عامل دار شده با گروه های پروپیل کلرید(sba-cl) سنتز گردید. سپس دابکو با sba-cl در حلال تولوئن واکنش داده شد که در نتیجه ی انجام این جانشینی نوکلئوفیلی، دابکو از یک سمت متصل گردید و به این ترتیب کاتالیزور بازی sba-dabco تهیه شد و سپس اثر کاتالیزوری آن به منظور ارائه روشی نوین و کارآمد برای تهیه ترکیبات پیرانی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که sba-dabco، کاتالیزوری کارا و موثر در سنتز پیران ها از جمله اِسپیرواُکس ایندول ها می باشد. این روش ساده، سبز و ارزان محصولات با راندمان و خلوص بالا را ایجاد می کند. از جمله سایر مزایای آن می توان به جداسازی ساده محصولات، زمان مناسب واکنش-ها، انجام واکنش در حلال آب و اجتناب از استفاده حلال ها و واکنشگرهای سمی در مقایسه با روش های ارائه شده قبلی اشاره نمود. علاوه بر این، ساختار sba-15 با استفاده از ایمیدازول و آلیل کلرید در حضور سدیم هیدرید اصلاح گردید. ماده ی سنتز شده دارای گروه های آلیلی در انتهای زنجیره های متصل شده به سطح سیلیکا می باشد که در ادامه با استفاده از آغازگر بنزوئیل پراکسید، اکریلیک اسید پلیمره و به بستر sba متصل گردید. در نهایت با استفاده از هیدروژن پراُکسید گروه های کربوکسیلیک اسید به گروه های پراُکسی اسید تبدیل و واکنشگر مورد نظر سنتز شد. از واکنشگر سنتز شده، sba-polyperoxyacid، جهت اکسایش آلکن ها به اپوکسیدها استفاده شد. از سوی دیگر و با توجه به مباحث مربوط به شیمی سبز و فناوری نانو، نانوذرات سیلیکا از سبوس برنج تهیه و با استفاده از 3- آمینوپروپیل تری متوکسی سیلان سطح آن ها اصلاح گردید. در ادامه در محیط آبی با استفاده از کاهش نمک نیترات نقره با سدیم بوروهیدرید، نانوذرات نقره سنتز و بوسیله ی گروه های آمین روی بستر سیلیکایی پایدار شدند (rhprnh2@ag). به منظور بررسی کارآیی کاتالیزور rhprnh2@ag، در حضور این کاتالیزور احیاء ترکیبات نیتروبنزن با سدیم بوروهیدرید در حلال آب مورد بررسی قرار گرفت. در بخش پایانی و پس از تهیه ی موفقیت آمیز بیس (n-پروپیل تری متوکسی سیلان) -4،1- دی آزونیا بی سیکلو [2.2.2] اُکتان کلرید و استفاده از آن برای سنتز ترکیب سیلیکای مغناطیسی fe3o4@sio2/dabcoو همچنین پس از استفاده ی نانوسیلیکای تهیه شده از سبوس برنج به عنوان بستر برای تهیه ی کاتالیزور rhprnh2@ag، در این قسمت نانوکاتالیزور اسید جامد دارای گروه های n-پروپیل تری متوکسی سیلان-4،1- -دی آزونیا بی سیکلو [2.2.2] اُکتان کلرید بوتیل سولفونیک اسید متصل شده به نانوذرات سیلیکای بدست آمده از سبوس برنج سنتز شد. این کاتالیزور به عنوان یک کاتالیزور اسیدی جامد جدید در تراکم سه جزئی و تک ظرف آلدهیدهای آروماتیک، مالونو نیتریل و فتالهیدرازید برای سنتز ترکیبات h1-پیرازولو[2،1-b]فتالآزین-10،5-دی-اُون ها مورد استفاده قرار گرفت. بسته به نوع کاتالیزورهای سنتز شده ساختارها به کمک تکنیک های ft-ir، sem، tem، tga-dtg، vsm، bet وxrd مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت.

ابداع روش های جدید، کم هزینه و کم خطر جهت تثبیت کاتالیزورها و امکان بازیافت آسان آن ها، از دیدگاه اقتصادی و زیست محیطی به ویژه در صنایع شیمیایی و دارویی بسیار اهمیت دارد. در این پروژه به منظور توسعه کاتالیزورهای تثبیت شده و با توجه به اهمیت شیمیایی و دارویی مشتقات 4،1- دی هیدرو پیریدین ها و پلی هیدروکینولین ها، رویکرد جدیدی در سنتز این ترکیبات ارائه شده است. این ترکیبات تحت شرایط بدون حلال و در حضور کاتالیزور ملامین تثبیت شده بر نانو ذرات مغناطیسی ?-fe2o3 پوشیده شده با هیدروکسی آپاتیت به عنوان یک طبقه جدید از کاتالیزورهای هیبریدی آلی- معدنی سنتز شده اند. نانو کریستال های ?-fe2o3 از واکنش هم رسوبی یون های fe2+ و fe3+ در محلول بازی و تحت شرایط حرارتی سنتز می شوند. به دلیل حساسیت ?-fe2o3 سطح آن با هیدروکسی آپاتیت پوشیده می شود (ca10(po4)6(oh)2, hap). برای اتصال ملامین به سطح نانو ذرات ?-fe2o3@hapابتدا گروه های ایزوسیانات، موجود در هگزا متیلن دی ایزوسیانات با گروه های هیدروکسی در سطح نانو ذرات ?-fe2o3@hapواکنش داده، و به سطح متصل می شوند. پس از آن، ملامین با نانوساختار مغناطیسی هسته/ پوسته واکنش می دهد. در ادامه با توجه به نتایج موفقیت آمیز سنتز این ترکیبات در حضور کاتالیزور بازی، این ترکیبات در حضور پودر استخوان ماهی مرکب ببری به عنوان باز طبیعی اصلاح شده تحت شرایط بدون حلال سنتز شده اند. دسترسی آسان و قابلیت بازیافت کاتالیزور، سادگی فرآیند و جداسازی محصولات، همچنین زمان کوتاه واکنش ها و بازده بالا از مزایای این روش ها می باشد.

در این پروژه رنگ سان ست یلو وتارترازین به ترتیب توسط جاذب های sba-15اصلاح شده با کیتوسان و nano tio2 اصلاح شده با کیتوسان حذف شده است. درکار اول، sba-15 اصلاح شده با کیتوسان به روش سل ژل سنتز شد. به منظور دستیابی به ماکزیمم حذف، اثر پارامترهای ph، مقدار جاذب، غلظت اولیه رنگ، زمان همزدن و دما بررسی شد. نفطه pzc برای جاذب در 7ph= بدست آمد. ماکزیمم درصد حذف در 5ph= و وزن جاذب g07/0 حاصل شد. سینتیک واکنش شبه?مرتبه?دوم بود و داده های تعادلی مطابقت خوبی با منحنی لانگمویئر داشتند و ماکزیمم ظرفیت جاذب mg g-1 94/114 می باشد. این روش به طور موفقیت?آمیزی برای حذف رنگ سان ست یلو در نمونه های غذایی و نمونه های آب رودخانه کارون و آب شهر اهواز به کار رفت. در کار دوم حذف رنگ تارترازین از محیط?های آبی توسط جاذب nano tio2 اصلاح شده با کیتوسان ، انجام شده است. در این کار پارامترهای ph، وزن جاذب و غلظت به عنوان مهمترین فاکتورهای تاثیر گذار به وسیله روش طراحی آزمایش با روش رویه سطح(طراحی ترکیب مرکزی) مورد توجه قرار گرفتند و اثر آنها بر میزان جذب بررسی شد. ماکزیمم درصد حذف برای 3ph= و وزن جاذبg 07/0حاصل شد. نتایج نشان داد که واکنش شبه?مرتبه?دوم بود و داده های تعادلی مطابقت خوبی با منحنی لانگموئیر داشتند. ماکزیمم ظرفیت جذب تک لایه ایmg g-1 35/61 بدست آمد. این روش به طور موفقیت?آمیزی برای حذف تارترازین در نمونه های غذایی و نمونه های آب رودخانه کارون و آب شهر اهواز به کار رفت.

نانو ذرات مغناطیسی به دلیل داشتن خصوصیات و مزایای منحصر به فردی همچون اندازه کوچک، نسبت سطح به حجم بالا و همچنین خصوصیات مغناطیسی کاربرد¬های فراوانی در علوم مختلف دارند. از کاربردهای آن می¬توان به عنوان کاتالیزور در علم شیمی، ذخیره سازی مغناطیسی اطلاعات به دلیل خاصیت مغناطیسی آهن، کاربردهای زیست پزشکی مانند جدایش مغناطیسی و عوامل مشخص کننده برای ام آر آی و... . در این تحقیق در ابتدا نانو ذرات اکسید آهن (fe3o4) به روش مرطوب با افزودن مقادیری از محلول آمونیاک به مخلوطی از یون های fe2+ و fe3+ تحت گاز نیتروژن ساخته شد. در مرحله بعد جهت افزایش پایداری نانوذرات، سطح آن¬ها با ترکیب هیدروکسی آپاتیت(hap) پوشش داده شد. در ادامه جهت اصلاح سطح نانو ذرات کلسینه شده با ترکیب بتاسیکلو دکسترین و تهیه کاتالیزور انتقال فاز مورد نظر، نانو ذرات تهیه شده در مرحله قبل با مقادیری از بتا سیکلو دکسترین و هگزا متیلن دی ایزو سیانات در حلال دی متیل فرمامید مخلوط و هم زده شد. عملکرد کاتالیزور تهیه شده در تعدادی از واکنش های حلقه گشایی اپوکسید¬ها مورد بررسی قرار گرفت. درادامه به منظور ارزیابی کاتالیزور تهیه شده، طیف های ir ،tga و تصاویر sem و xrd از کاتالیزور ساخته شده گرفته شد. در پایان از مزایای روش ارایه شده می توان به روش¬های آزمایشگاهی ساده، شرایط ملایم واکنش ها، زمان های کم واکنش¬ها، جداسازی آسان کاتالیزور از مخلوط واکنش به کمک آهن ربا، قابلیت استفاده مجدد از کاتالیزور، استفاده از واکنشگرهای ارزان وتولید محصولات با راندمان بالا و قابل قبول اشاره کرد.

شیمی سبز به عنوان طرحی که منجر به کاهش یا حذف ترکیبات مضر محیط زیست می گردد تعریف می شود.یکی از جنبه های شیمی سبز استفاده از حلال های سبز می باشد. پروژه های زیر بر اساس شیمی سبز برنامه ریزی شده است. پروژه: کاربرد مایعات یونی به عنوان حلال و اکسیدا نت در واکنش ها یکی از بهترین انتخاب ها برای اهداف شیمی سبز می باشد. در این پروژه مایع یونی اکسیدانت bmimio4 سنتز شد وبرای تهیه نانو پلیمر آنیلین مورد استفاده قرار گرفت. سادگی وسریع بودن روش از مزایای این روش است.

در بخش اول این مطالعه، کاربرد موثر واکنشگر 2- کلرو-1- متیل پیریدینیوم یدید(cmpi) برای تهیه بتا-آزیدوالکل ها از اپوکسید ها در حلال استونیتریل موردمطالعه قرار گرفته است. در بخش دوم، تبدیل اپوکسید ها به بتا-نیتروالکل ها در حضور واکنشگر موکایاما و سدیم نیتریت در حلال استونیتریل مورد بررسی قرار گرفت. از مزایای این واکنش بازده نسبتا خوب و جداسازی آسان محصولات می باشد

در گام نخست از این پروژه، اتصال مستقیم مایع یونی 1- متیل-3- (تری متوکسی سایلیل پروپیل) ایمیدازولیوم کلراید بر روی لبه فوقانی کلیکس[4]رزورسین آرن سبب تشکیل کلیکس[4]رزورسین آرن کاتیونی انبرمانند شد. تشکیل این ساختار سوپرامولکولی کاتیونی با استفاده از تکنیک های 1hnmr، 13cnmr، chns، tga و dtg تایید شد. بررسی منابع کتابخانه ای نشان می دهد که این اولین گزارش مبنی بر عامل دار کردن کلیکس[4]رزورسین آرن با استفاده از روش تک ظرف و بدون نیاز به کاتالیزگرهای اسیدی و یا بازی می باشد. از این رو، این روش مسیری جدید برای تهیه ساختارهای سوپرامولکولی عامل دار بر پایه کلیکس[4]رزورسین آرن ارائه می کند. در ادامه، کاربرد این ساختار انبرمانند جدید به عنوان کاتالیزگر انتقال فاز ناهمگن برای تهیه برخی از آزیدوهیدرین ها در حلال آب مورد بررسی قرار گرفت. فعالیت کاتالیزگری این ترکیب را می توان به همکاری میان حفره مرکزی آب گریز و بازوهای کاتیونی آب دوست آن، نسبت داد. در بخش دوم، یک روش آسان و کارآمد برای تهیه نمک پیریدینیوم سه بعدی جدید از طریق اتصال کووالانسی مایع یونی حاوی بخش های پیریدینیوم بر روی کلیکس[4]رزورسین آرن گزارش شد. در ادامه فعالیت ضدباکتری این ساختار سوپرامولکولی کاتیونی بر علیه باکتری های گرم مثبت و گرم منفی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان از فعالیت ضدباکتری گزینشی این ترکیب بر علیه باکتری های گرم مثبت به همراه داشت که از دیدگاه بخش صنعت و پزشکی بسیار حائز اهمیت می باشد. بر اساس مطالعات انجام شده مشخص گردید این اولین تلاش برای بررسی فعالیت ضدباکتری ساختارهای سوپرامولکولی کاتیونی بر پایه کلیکس[4]رزورسین آرن می باشد. بنابراین این نتایج اولیه می تواند برای تهیه مواد ضدباکتری جدید مورد توجه قرار گیرد. در گام بعدی، برای اولین بار پلیمر کاتیونی حاوی آویزهای پیریدینیوم از طریق عامل دار کردن بستر پلیمری بر پایه کلیکس[4]رزورسین آرن تهیه و ساختار آن با استفاده از تکنیک های afm، tem، chns، tga و dtg شناسایی شد. آنیون پلیمر عامل دار شده به راحتی با واکنشگرهای آنیونی مورد نظر جایگزین و در نتیجه واکنشگرهای پلیمری جدید و قابل بازیافت جهت دستیابی به اهداف سنتزی فراهم گردید. پایداری حرارتی بالای پلیمر کاتیونی (بالاتر از 250 درجه سانتی گراد بر اساس آنالیز وزنی- حرارتی) امکان استفاده از آن را برای تغییر شکل و انبساط گرمایی حلقه تیوپیریلیوم بدون خطر تجزیه شدن و یا آزاد شدن مکان های فعال در محیط واکنش، فراهم می آورد. روش ذکر شده یک مسیر آسان و مطابق با اصول شیمی سبز برای تهیه ترکیبات 6،4،2- تری آریل پیریدین و 2،5،7- تری آریل [3،1] تیازپین که به طور گسترده به عنوان بخش اصلی ساختار بسیاری از ترکیبات زیست فعال می باشند، ارائه می کند. در گام چهارم، پلیمر شبکه ای سه بعدی اسیدی با استفاده از روش عامل دار کردن دو مرحله ای تهیه شد. در مرحله اول تثبیت کاتالیزگر همگن بر روی پلیمر شبکه ای سه بعدی بر پایه کلیکس[4]رزورسین آرن به وسیله سایلیل دار کردن گروه های هیدروکسی منجر به شکل گیری پلیمر کاتیونی حاوی بخش های ایمیدازولیوم شد. تشکیل این پلیمر کاتیونی توسط تکنیک های chns، sem، tga و dtg تایید شد. در مرحله دوم، تلاش شد آنیون hso4- با استفاده از واکنش شناخته شده تبادل آنیون، در کنار آویزهای کاتیونی ایمیدزولیوم قرار گیرد. نتایج حاصل از آنالیز عنصری نشان از تثبیت موفقیت آمیز آنیون اسیدی برونشتد مورد نظر به همراه داشت. بنابراین کاتالیزگر اسیدی ناهمگن جدید برای دستیابی به اهداف سنتزی پس از دو مرحله عامل دار کردن بستر پلیمری تهیه شد. مایع یونی اسیدی تثبیت شده به عنوان کاتالیزگر موثر، امکان سنتز تک ظرف بیس آمیدهای متقارن را از طریق واکنش سه جزئی میان آمید و آلدئید فراهم کرد. این کاتالیزگر تعداد دفعات گردش و سرعت گردش بالایی از خود به نمایش گذاشت که از این حیث قابل مقایسه با اسید سولفوریک می باشد. علت این امر را می توان به وجود حفره های فراوان بر روی بستر پلیمر و مایعات یونی تثبیت شده از طریق اتصال کووالانسی بر روی آن نسبت داد. همکاری میان این دو بخش، محیطی مناسب جهت دستیابی مواد اولیه به مراکز اسیدی، فضای کافی برای ایجاد محصول و خاصیت آب گریزی به منظور خروج آب ایجاد شده در حین واکنش از درون بستر را فراهم می آورد. ویژگی های منحصر به فرد این کاتالیزگر، نظیر پایداری حرارتی بالا، قابلیت بازیافت، فعالیت کاتالیزگری بسیار عالی از نقطه نظر راندمان و زمان واکنش، تعداد و سرعت گردش بالا، پتانسیل آن را برای استفاده در بخش صنعت نشان می دهد. در بخش پنجم از این پروژه، ترکیب خصوصیات و ویژگی های پلیمر شبکه ای سه بعدی با مایعات یونی، سبب تهیه اولین پلیمرهای کاتیونی بر پایه کلیکس[4]رزورسین آرن تحت شرایط بدون حلال شد. از مزایای روش استفاده شده می توان به آسانی روش تهیه، عامل دار کردن با استفاده از روش تک ظرف یک مرحله ای بدون استفاده از حلال های آلی یا کاتالیزگرهای اسیدی و بازی، سهولت جداسازی و خالص سازی پلیمرهای عامل دار اشاره کرد.

در این پروژه، نانوذرات سیلیکا بی شکل از سبوس برنج ارزان قیمت توسط یک فرآیند اسیدشویی و به دنبال آن سوزاندن تهیه گردید. نانوذرات با 3-کلرو پروپیل متوکسی سیلان با استفاده از روش سل-ژل اصلاح گردید. نانوکامپوزیت حاصله (rhprbipyridin)، به وسیله تکنیک های ft-ir، sem، xrd و tga تشخیص ساختار گردید. کاربرد این کاتالیست بازی برای سنتز سریع و موثر مشتقات پیران ها بررسی گردید. در گام بعد، نانوکامپوزیت اکسنده (rhprbipyridine@cr2o7)، به وسیله واکنش جایگزینی نوکلئوفیلی آنیون کلرید در rhprbipyridine با آنیون دی کرومات تهیه گردید. فعالیت rhprbipyridine@cr2o7 به صورت موفقیت آمیزی برای اکسیداسیون الکل های بنزیلی به آلدهیدهای مربوطه در زمان های کوتاه بررسی گردید.

در سال های اخیر طراحی کاتالیزور انتقال فاز کار آمد و قابل بازیافت به دلیل ملاحظات اقتصادی و زیست محیطی، ‏مورد توجه بسیار است. به عبارت دیگر، با توجه به نسبت سطح به حجم بالا، خواص ابرمغناطیسی و زیست ‏سازگاری، نانوذرات مغناطیسی‎(mnps) ‎‏ می تواند به صورت موثری منجر به اصلاح ظرفیت و توانایی کاتالیزگر ‏تثبیت شده گردند.‏ با توجه به این واقعیت ها، در پروژه حاضر تلاش‎ ‎گردید نانوذرات ‏‎ fe3o4‎به روش همرسوبی ‏ii‏ ‏fe‏ وiii‏ ‏fe‏ تهیه و با ‏استفاده از لایه هایی از سیلیکاژل که در دیواره آن واحدهای 4‏‎’,‎‏4- بی پیریدینیوم دی کلرید وجود دارد، پوشش ‏داده شود. نانو کامپوزیت حاصله توسط تکنیک های ‏ft-ir، ‏sem،xrd ‎‏ و ‏tga‏ تعیین ساختار و مرفولوژی ‏گردید. توانایی این نانوکاتالیزگر به عنوان یک کاتالیزور انتقال فاز در باز کردن مکان گزین حلقه اپوکسیدها توسط ‏آنیون های آزید، سیانید و استوکسی مورد بررسی قرار گرفت و بدین ترتیب شرایط بهینه برای سنتز بتا ‏آزیدوالکل ها، بتاسیانوهیدرین ها و بتا استوکسی الکل ها فراهم گردید.‏

از دیدگاه شیمی سبز جایگزین کردن اسیدهای مایع خطرناک با اسیدهای جامد یک کاربرد نویدبخش می باشد. اخیرا اسیدهای جامد به خاطر ارزانی، سادگی، فعالیت بالا وخطرات حمل پائین تر بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. با توجه به سمیت و هزینه پایین و آسانی حمل اسیدهای جامد در مقایسه با اسیدهای معدنی، کاتالیزگرهای ملامین سولفونیک اسید، سیلیکا فسفوسولفوریک اسید، بورسولفوریک اسید، سیلیکاسولفوریک اسید، نانوذرات آهن-سیلیکاسولفوریک اسید، پلیمر شبکه ای متخلخل سه بعدی کلیکس[4]رزورسین آرن عامل دار (عامل سولفونیک اسید و نیز فسفریک اسید) تهیه و نقش کاتالیزگری آن ها در سنتز 2، 4، 6-تری آریل پیریدین ها بررسی شد. نانو ذرات مغناطیسی به دلیل داشتن خصوصیات و مزایای منحصر به فردی همچون اندازه کوچک، نسبت سطح به حجم بالا و همچنین خصوصیات مغناطیسی کاربرد های فراوانی در علوم مختلف دارند. در این تحقیق در ابتدا نانو ذرات اکسید آهن (fe3o4) به روش هم رسوبی با افزودن مقادیری از محلول آمونیاک به مخلوطی از یون هایfe2+ و fe3+ تحت گاز نیتروژن تهیه شد. در مرحله بعد جهت افزایش پایداری نانوذرات، سطح آن ها با سیلیکا پوشش داده شد و در ادامه جهت اصلاح سطح نانو ذرات و ایجاد خاصیت اسیدی با واکنش با کلروسولفونیک اسید، عامل دار شد و در سنتز 2، 4، 6-تری آریل پیریدین ها مورد استفاده قرار گرفت. به منظور اصلاح کارایی پلیمر و تلاش برای سنتز کاتالیزگر کلیکس[4]رزورسین آرن با خاصیت اسیدی قوی، با اضافه کردن کلرو سولفونیک اسید تحت شرایط کنترل شده یک پلیمر اسفنجی اسیدی جدید تهیه گردید. از این کاتالیزگر نیز در واکنش حلقه گشایی ناحیه گزین اپوکسید با آنیون نیترو در حلال آب استفاده شد. پلیمریزاسیون کالیکس[4]رزورسین آرن فسفریک اسید با استفاده از تراکم رزورسینول و بنزآلدئید، تراکم بعدی با فسفر تری کلرید، هیدرولیز پلیمر فسفر تری کلرید و در نهایت اکسایش با نیتریک اسید بدست آمد. عامل دار کردن آن با گروه های فسفریک اسید منجر به سنتز پلیمر پایدار حرارتی سه بعدی متخلخل شامل حفره هایی در اندازه نانو و قابلیت استفاده مجدد با حفظ نسبی خاصیت اسیدی گردید. تصاویر afm و sem حفره هایی با سایز نانو را تایید نمود. واکنش این پلیمر شبکه ای متخلخل به دلیل داشتن حفرات نانو با هر دو گروه آب گریز و آب دوست به عنوان کاتالیزگر انتقال فاز ناهمگن در حلقه گشایی ناحیه گزین و موثر اپوکسیدها با آنیون های آزید و نیترو در حلال آب مورد استفاده قرار گرفت و محصولات با راندمان خوب در شرایط ملایم جداسازی گردید. نتایج به دست آمده نشان می دهد که استفاده از این پلیمر اسیدی، منجر به افزایش بازده و خالص سازی بهتر محصولات نسبت به روش های گزارش شده قبلی می شود.

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 سیلیس های 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، اندازه گیری مساحت سطح و درجه تخلخل (bet) و آنالیز وزن سنجی حرارتی (tga) تأیید 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.

در این تحقیق، برای اولین بار ، شبکه پلیمری سه بعدی حاوی آنیون بورهیدرید با استفاده از روش عاملدار کردن دو مرحله ای سنتز شد. در گام اول تثبیت شیمیایی مایع یونی همگن برروی بستر پلیمری بر پایه کلیکس[4]رزورسین آرن به وسیله سایلیل دارکردن گروه های هیدروکسی منجر به شکل گیری پلیمر کاتیونی حاوی بخش های پیریدینیوم شد. تشکیل این پلیمر کاتیونی با استفاده ازتکنیک های afm ، tga،dtg تأیید شد. درادامه آنیون بورهیدرید بااستفاده ازواکنش شناخته شده تبدیل آنیونی درکنار آویزهای کاتیونی پیریدینیوم قرارگرفت. شایان ذکر است که واکنشگر پلیمری تهیه شده، در حلالهای مختلف نظیر آب ، متانول، اتانول ، اتیل استات، استونیتریل، تترا هیدروفوران، دی کلرومتان وکلروفرم نامحلول میباشد. با توجه به این ویژگی ها وبا درنظرگرفتن این حقیقت که کاهش ناحیه گزین دسته ی بسیار مهمی از واکنش های آلی از نقطه نظر علمی،صنعتی و دارویی به شمارمی رود، بررسی و کاربرد این پلیمر کاتیونی به عنوان واکنشگرتثبیت شده برروی بستر جامد برای واکنش های کاهشی موثر و ناحیه گزین موردتوجه قرارگرفت. واکنش پذیری و انتخاب پذیری این واکنشگر پلیمری در کاهش ناحیه گزین برخی از نمک های تری آریل پیریلیوم حاوی گروه های الکترون دهنده و الکترون کشنده برروی استخلافات فنیل حلقه هتروسیکل جهت سنتز مشتقات دی ان ان مربوطه مورد بررسی قرار گرفت. از مزایای قابل توجه این روش ساده می توان به زمان کوتاه واکنش، سهولت جداسازی و خالص سازی محصولات واکنش به همراه بازده بسیارخوب، اشاره کرد. علاوه براین واکنش بدون نیاز به هرگونه مواد افزاینده ای نظیرکاتالیست انجام شد.

تری تیوکربنات ها دسته مهمی از ترکیبات آلی گوگرددار به شمار می آیند که برای کاربردهای مختلفی به ویژه در کشاورزی به عنوان آفت کش و در صنعت به عنوان افزودنی های روان کننده استفاده شده اند. با توجه به اهمیت این ترکیبات و نقش موثر کاتالیزورهای انتقال فاز در واکنش های آلی، در این پروژه، تری تیوکربنات های متقارن در اثر واکنش آلکیل هالیدهای نوع اول، دوم، آلیلی و بنزیلی یا آلکیل توسیلات ها با مخلوط koh و آلومینا در cs2 و در حضور تترا بوتیل آمونیوم برمید (tbab) به عنوان کاتالیزور انتقال فاز با راندمان بالا تهیه شده است. در این روش، تری تیوکربنات های حلقوی نظیر 3،1- دی تیولان-2- تیون نیز بدون تشکیل هیچگونه پلیمری به عنوان محصول جانبی تهیه شده است. توسعه روش های سنتزی ملایم در فرآیندهای شیمیایی جهت تأمین اهداف شیمی سبز، بسیار حائز اهمیت می باشد. از جمله راه های دست یابی به این هدف، عدم استفاده از حلال های آلی پرخطر و استفاده از محیط های جایگزین، در سنتزهای آلی است. یکی از این محیط های جایگزین، پلی اتیلن گلیکول می باشد که علاوه بر ارزانی، زیست تخریب پذیر نیز می باشد. به همین دلیل، در این پروژه پلی اتیلن گلیکول به عنوان محیط واکنش در سنتز آلکیل تیوسیانات ها و آزیدوهیدرین ها مورد استفاده قرار گرفت. روش جدید، مقرون به صرفه و موثر برای سنتز آلکیل تیوسیانات ها به وسیله واکنش آلکیل هالیدهای مختلف با آمونیوم تیوسیانات در پلی اتیلن گلیکول به عنوان محیط واکنش ارائه شده است. این روش منجر به تهیه آلکیل تیوسیانات های متناظر با راندمان بالا و بدون تشکیل محصول جانبی ایزوتیوسیانات گردیده است. همچنین تبدیل موثر و ناحیه گزین اپوکسیدها به 2،1- آزیدوالکلها به وسیله واکنش با سدیم آزید و با استفاده از پلی اتیلن گلیکول به عنوان محیط واکنش انجام شده است. این واکنش ها، محصولات مربوطه را با راندمان و ناحیه گزینی بالا و در شرایط ملایم تولید نموده است. با توجه به اهمیت تیوسیانوهیدرین ها به عنوان حدواسط های مهم در شیمی دارویی و کشاورزی، در این پروژه سعی شد روش های ملایم، موثر و سازگار با محیط زیست برای تهیه تیوسیانوهیدرین ها ارائه شود. به همین منظور، اپوکسیدهای مختلف در اثر واکنش با آمونیوم تیوسیانات و در حضور پلی اتیلن گلیکول سولفونیک اسید (peg-oso3h) به عنوان کاتالیزور پلیمری همگن موثر و سازگار با محیط زیست در حلالهای دی کلرومتان و آب به تیوسیانوهیدرین مربوطه تبدیل شده اند. این واکنش ها در مدت زمان کوتاه و در شرایط ملایم، محصولات مربوطه را با راندمان و ناحیه گزینی بالا تولید نموده اند. اجتناب از ایجاد مواد زاید و حفظ محیط زیست از اصول مهم شیمی سبز می باشد. معمولاً غلظت بیشتر واکنش دهنده ها در غیاب حلال منجر به سینتیک های مطلوب تر نسبت به حالت محلول می شود. این گونه واکنش ها با تثبیت واکنشگرها بر روی حفره های بستر جامد انجام شده و نسبت به واکنش های حالت محلول مرسوم به دلیل استحصال آسان تر، دارای مزایا و فواید زیادی هستند. قابلیت بازیافت بسترهای جامد در این فرآیندها آنها را به روشهای سازگار با محیط زیست تبدیل ساخته است. به همین منظور، باز کردن ناحیه گزین اپوکسیدها توسط آنیون تیوسیانات و در حضور داوکس به عنوان کاتالیزور اسیدی سازگار با محیط زیست قابل بازیافت، در شرایط بدون حلال انجام شده که در مدت زمان کوتاهی، تیوسیانوهیدرین های مربوطه را با راندمان بالا تولید نموده است. همچنین بور سولفونیک اسید و ملامین سولفونیک اسید به عنوان کاتالیزورهای اسیدی جامد جدید و موثر به سادگی تهیه شده و در واکنش باز کردن حلقه اپوکسیدها با آنیون تیوسیانات در شرایط بدون حلال مورد استفاده قرار گرفته اند. این کاتالیزورها تیوسیانوهیدرین های مربوطه را با راندمان و ناحیه گزینی بالا و در مدت زمان کوتاه تحت شرایط ملایم تولید نموده اند. دسترسی آسان به کاتالیزور و قابلیت بازیافت آن، سادگی فرآیند و جداسازی محصولات، همچنین زمان بسیار کوتاه واکنش ها و راندمان بالا از محاسن این روش ها می باشد.

در این پایان نامه مطالعه ای سیستماتیک به منظور توسعه معرف ها و کاتالیزور های تثبیت شده در سنتز ترکیبات آلی صورت گرفته است. در ابتدا رزین سیانید تثبیت شده بر پلیمر آمبرلیت در واکنش تراکم بنزوئین مورد استفاده قرار گرفت. کاربرد این کاتالیزور پلیمری در تشکیل پیوند کربن- کربن بدون استفاده از حلال آلی و با امکان بازیابی و بکارگیری مجدد آن می باشد. در ادامه فرم های تیوسیانات، آزید، یدید و سیانید رزین درشت منفذ آمبرلیت در واکنش جایگزینی نوکلئوفیلی مورد استفاده قرار گرفت و بدین ترتیب امکان سنتز مشتقات فناسیل با راندمان و خلوص بالا فراهم گردید. از سوی دیگر با توجه به اهمیت کاتالیزورهای انتقال فاز و تثبیت آنها به عنوان راه حل کاهش محدودیت های کاربردی، کاتالیزور انتقال فاز پلی اتیلن گلیکول تثبیت شده بر روی بستر پلیمر داوکس سنتز شد. کاربرد این کاتالیزور ناهمگن در حمله ناحیه گزین آزید به اپوکسیدها در محیط آبی و در شرایط ملایم واکنش بسیار موثر است. همچنین، تثبیت بتا سیکلودکسترین توسط پیوند کووالانسی بر روی بستر پلیمر داوکس در جهت ارائه سیستم بیوکاتالیزوری حاوی ریز محیط، تهیه و نقش آن به عنوان کاتالیزور انتقال فاز جامد- مایع در احیاء اپوکسیدها توسط سدیم بورو هیدرید مورد مطالعه قرار گرفت. در بخش پایانی، ارائه روشی موثر به منظور تبدیل آلکیل هالیدها به آلکیل تیوسیانات ها در حضور کاتالیزور انتقال فاز تترا بوتیل آمونیوم برمید مورد بررسی قرار گرفته است. بطوریکه انجام واکنش در محیط آبی با ایجاد محصولاتی خالص و با راندمان بالا همراه است.

در این پایان نامه سنتز و به کارگیری 1،4- بیس- (تری فنیل فسفونیوم)- 2- بوتن پراکسودی سولفات (btpbpds) به عنوان یک اکسیدان انتخاب گر در سنتز آریل یدیدها، 4،3،1- اکسا دی ازول ها، فناسیل آزیدها و فناسیل تیوسیانات ها و نیتراتوالکل ها بررسی شده است. واکنش ترکیبات آروماتیک مختلف با مولکول ید در حضور 4،1 - بیس-(تری فنیل فسفونیوم)- 2- بوتن پراکسودی سولفات در دمای محیط در حلال استونیتریل، جهت سنتز آریل یدیدها مورد بررسی قرار گرفت. با این روش، ترکیبات آروماتیک مختلف با گروه های الکترون دهنده و کشنده، در شرایط ملایم با بازده و گزینش پذیری بالا به آریل یدیدها تبدیل شدند. نکته قابل توجه در این واکنش این است که با حلقه های بسیار واکنش پذیر، محصولات پلی یده (ارتو و پارا) تولید نشد. از واکنش آلدهیدهای آروماتیک با آسیل هیدرازید در حضور 1،4- بیس- (تری فنیل فسفونیوم)- 2- بوتن پراکسودی سولفات در کلروفرم تحت شرایط رفلاکس، 4،3،1- اکسا دی ازول های استخلاف دار در موقعیت 2و5 به دست آمدند. روش های گزارش شده برای سنتز 4،3،1- اکسا دی ازول ها عموماً چند مرحله ای هستند. بنابراین در این پروژه سعی شد با ارائه یک روش مناسب، 4،3،1- اکسا دی ازول ها در یک مرحله سنتز شوند. تبدیل موثر استایرن ها به آزیدوکتون و تیوسیاناتوکتون ها به وسیله واکنش با سدیم آزید و آمونیوم تیوسیانات و با استفاده از btpbpds در دمای صفر درجه سانتی گراد، بدون تشکیل هیچ گونه 2،1- دی تیوسیاناتی به عنوان محصول جانبی انجام شده است. این واکنش ها، محصولات مربوطه را در یک مرحله سنتز با استفاده از حلال متانول و در شرایط ملایم تولید نموده است. یک روش ساده و موثر برای سنتز ?- هیدروکسی نیترات ها به وسیله واکنش حلقه گشایی اپوکسیدها در حضور آمونیوم نیترات و btpbpds ارائه شده است. به دلیل خاصیت نوکلئوفیلی پایین یون نیترات، روش های بسیار اندکی برای تهیه ?- هیدروکسی نیترات ها نسبت به سایر الکل های استخلاف شده در موقعیت ? گزارش شده است. این واکنش ها، محصولات مربوطه را با راندمان و ناحیه گزینی بالا و در شرایط ملایم تولید نموده است. زمان کوتاه انجام واکنش ها، خنثی و ملایم بودن شرایط واکنش ها، گزینش پذیری بالای واکنش ها، بازده بالای محصولات، توانایی به کارگیری اکسنده در حلال های آلی از مزایای قابل ذکر استفاده از این اکسنده است. از سیلیکا فسفریک اسید به عنوان اسید جامد و تیواوره جهت سنتز تایرن ها در شرایط رفلاکس استفاده شد. از مزایای این کاتالیزور امکان بازیابی و استفاده مجدد بدون از دست رفتن فعالیت آن می باشد. واکنش اپوکسیدهای مختلف با پتاسیم تیوسیانات در حضور 4،1- بیس (تری فنیل فسفونیوم)-2- بوتن دی کلراید به عنوان کاتالیزور انتقال فاز سازگار با محیط زیست برای سنتز تایرن ها نیز مورد بررسی قرار گرفت. این واکنش ها، محصولات مربوطه را با راندمان بالا بدون تشکیل هیچ گونه الفین یا تیوسیانوهیدرینی به عنوان محصول جانبی تولید نموده است.

در این مطالعه تثبیت بتاسیکلودکسترین بر روی رزین تجاری داوکس با پیوند کووالانسی گزارش شده است. تاثیر این سیستم بیوکاتالیزوری به عنوان ریزظرف و یک کاتالیزور انتقال فاز جدید برای تهیه ی آلکیل و فناسیل-تیوسیانات ها و استات ها از آلکیل و فناسیل هالیدها و نیز فناسیل آزیدها از فناسیل هالیدها مورد مطالعه قرار گرفته است. این فرایند جدید، موثر و سازگار با محیط بوده و محصولات مربوطه را با بازده بالا ودر زمان محدود بدون تشکیل محصول جانبی حاصل می دهد. از دیگر محاسن این فرایند، انجام واکنش در محیط آبی، پایداری کاتالیزور و امکان استفاده ی چندین باره از آن است.

در گام نخست، بور سولفونیک اسید تثبیت شده بر روی سیلیکاژل(bsa-sio2) تهیه و اثر کاتالیزوری این اسید جامد در انجام واکنش آلکیلاسیون فریدل-کرافتس بین الکل های بنزیلی و سه ترکیب آروماتیک بنزن، تولوئن، و زایلن بررسی گردید. نتایج بدست آمده حاکی از توانایی بالای این اسید جامد در کاتالیست کردن واکنش فریدل-کرافتس بود و تحت شرایط رفلاکس و در زمان کوتاه محصولات با راندمان خوب جداسازی گردید در گام دیگر، نقش کاتالیزوری bsa-sio2 در تهیه اترهای متقارن از الکل های بنزیلی بررسی گردید. نتایج بدست آمده حاکی از توانایی بالای این کاتالیزور در آبگیری از الکل ها و تبدیل آنها به اتر مربوطه می باشد. در این حالت واکنش ها در زمان کوتاه انجام و محصولات با راندمان خوب جداسازی گردید. اثر این کاتالیزور در تهیه اترهای نامتقارن که یک جزء آن پارا متوکسی بنزیل الکل و جزء دیگر آن الکل های سبک (تا چهار کربنه) است بررسی گردید و در این حالت نیز محصول با راندمان بالا جداسازی گردید. از این کاتالیزور در سنتز دی هیدروپیریمیدینون ها در شرایط بدون حلال نیز استفاده شده که راندمان بالا و زمان کوتاه انجام واکنش از مشخصه های بارز این کاتالیزور است.

بخش 1: پلیمرهای حامل دی سولفید ، تری تیوکربنات ، تیولات و تری لوئوراستات به راحتی تهیه و به عنوان واکنشگرهای پلیمری موثر برای سنتز آسان چندین نوع از ترکیبات آلی گوگرددار در محیط غیر آبی بکار گرفته شد. پلیمر حامل دی سولفید به صورت موثری برای سنتز یک مرحله ای دی آسیل و دی آلکیل دی سولفیدها از آسیل یا آلکیل هالیدهای مربوطه در زمانهای نسبتا کم بکار گرفته شد. پلیمر حامل تری تیوکربنات به صورت موثری برای سنتز یک مرجله ای تری تیوکربناتهای متقارن و حلقوی استفاده شد. این نوع واکنشگر پلیمری می تواند همچنین برای تبدیل 1 ، -2 دی هالیدها و اپوکسیدها به تری تیوکربناتهای حلقوی مربوطه بکار گرفته شود. چندین نوع از تری تیوکربناتهای متقارن و نامتقارن به وسیله واکنش پلیمر حامل تیولات با آلکیل هالیدها در حلال دی سولفیدکربن تهیه شده است . پلیمر حامل تیولات و تری فلوئوراستات برای اپوکسیدها به دی تیوکربناتها و تری تیوکربناتهای حلقوی بکار گرفته شده است . مکانیسم احتمالی برای این تبدیل نیز ارائه گردیده است . مطالعه در جهت بهبود روشهای تبدیل آلدوکسیم ها به نیتریل های مربوطه در محیط غیر آبی، باد و سیستم جدید آب گیر شامل کمپلکس پلی وینیل پیرولیدنˆتیونل کلراید و آمبرلیت (oh)ˆدی سولفیدکربن انجام گرفته است . مشخص شده است که روش بکار گرفته شده با هر دو سیستم برای تبدیل انواع آلدوکسیم ها با ساختمان های متفاوت کاربرد دارد. مطالعه روی اصلاح روشهای محافظت زدائی از ترکیبات کربونیل با دو روش جدید اکسیم زدائی بااستفاده از سیستم آلی (رزین مبادله کاتیونی (dowex-50 w)) و غیر آلی (سیلیکاژل حامل نیترات روی شش آبه) صورت گرفته است . بخش 2: منظور بهبود پایداری و فعالیت سدیم بورهیدرید گوگرددار، ، ترکیبات مشابه این واکنشگر با کاتیونهای مختلف () تهیه گردید. اثر تعویض کاتیون بر میزان پایداری و فعالیت این بوروهیدریدهای گوگرددار در احیا ترکیبات آلی، در مقایسه با nabh2s3 مطالعه شده است . ca(bh2s3)2 به صورت موثری برای احیا ترکیبات آلی مختلف همچون آلدئیدها، کتون ها، a -هیدروکسی کربونیل ها، a -دی کربونیل ها، آسیل کلریدها، آسیل آزیدها، آزیدها، ترکیبات نیتروو اپوکسیدها بکار گرفته شده است .