در این پایان نامه، روشی ساده برای تهیه اسپیروایندان-3،1-دی اون های جدید از طریق واکنش تراکمی سه جزئی تک ظرفی نینهیدرین و 4،3،2،1-تتراهیدروایزوکوئینولین با مشتقات چالکون گزارش شده است. همچنین، برخی اسپیروپیرولیدین اکسیندول ها از طریق واکنش حلقه افزایی 3،1-دوقطبی سه جزئی تک ظرفی آزومتین ایلید حاصل از واکنش ایزاتین و بنزیل آمین، با مشتقات چالکون تهیه شده است. مسیر انرژی در تشکیل آزومتین ایلید و مکانیسم مولکولی این واکنش حلقه افزایی با استفاده از روش dft بررسی شده است. انرژی و ساختار حالت های گذار و حدواسط ها در سطح b3lyp/6-31g(d,p) محاسبه شده است. محاسبات نشان می دهد که جابجایی 5،1-پروتون نقش مهمی در تولید آزومتین ایلید دارد. ناحیه گزینی و فضا گزینی این واکنش به طور موفقیت آمیز با استفاده از روش dft، بر اساس اندیس های واکنش پذیری سراسری و موضعی، قواعد hsab، بررسی انرژی فعالسازی و غیرهمزمانی در حالت های گذار ممکن، توضیح داده شده است. در ادامه ناحیه گزینی و فضاگزینی واکنش های حلقه افزایی 3،1-دوقطبی آزومتین ایلید حاصل از واکنش 5-نیتروایزاتین و پرولین با ترانس-?-نیترواستیرن و (e)-1-فنیل-2-نیتروپروپن با استفاده از روش های نظری و باکمک اندیس های موضعی و سراسری واکنش پذیری و تجزیه و تحلیل fmo در سطح b3lyp/6-31g(d,p)مطالعه شده است. در مقایسه با ترانس-?-نیترواستیرن، واکنش با (e)-1-فنیل-2-نیتروپروپن با معکوس شدن ناحیه گزینی همراه است. اثر عوامل الکترونی و فضایی بر ناحیه گزینی این واکنش بحث و بررسی شده است. بررسی نتایج تئوری نشان می دهد که در واکنش با نیترواستیرن، عوامل الکترونی ناحیه گزینی واکنش را کنترل می کنند و نتایج fmo با محصول تجربی سازگار است. در مورد واکنش با (e)-1-فنیل-2-نیتروپروپن، نتایج fmo در پیش بینی محصول اصلی ناموفق است، اما تجزیه و تحلیل انرژی حالت های گذار به صورت موفقیت آمیزی نتایج تجربی را توضیح می دهد. بررسی ساختار هندسی و انرژی حالت های گذار در این فرایند، اهمیت برهم کنش های ضعیف را در ناحیه گزینی واکنش های حلقه افزایی نشان می دهد. تفاوت ناحیه گزینی در واکنش آزومتین ایلیدی که به روش کربوکسیل زدایی از واکنش ایزاتین و پرولین حاصل شده است، با آریل وینیل اتر و آریل وینیل سولفید با استفاده از روش dft در سطح b3lyp/6-31g(d,p) مطالعه شده است. روند ناحیه گزینی واکنش ها بر اساس اندیس های واکنش پذیری سراسری و موضعی، تجزیه و تحلیل fmoو قواعد hsab بحث شده است.

در کار حاضر، سنتز نانو کامپوزیت های رسانای الکتریکی بر پایه فوران، پیرول، آنیلین و مشتقاتش و عوامل تقویت کننده مانند نانو ذرات fe3o4، نانو لوله های کربنی عاملدار، کوپلیمر سنتزی و پلیمرهای طبیعی در نسبت های مولی مختلف با استفاده از روش های متنوع توصیف می گردد. در هر مورد نانو کامپوزیت های رسانای الکتریکی مربوطه تهیه شد و به وسیله دستگاه های مادون قرمز تبدیل فوریه (ft-ir)، اشعه ماوراء بنفش- مرئی (uv-vis)، پراش اشعه ایکس (xrd)، کالریمتری روبش تفاضلی (dsc)، و تجزیه وزن سنجی حرارتی (tga)، مغناطیس سنج ارتعاشی نمونه (vsm)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (fesem) شناسایی شدند. هدایت الکتریکی نانو کامپوزیت ها با روش چهار نقطه ای اندازه گیری شد. فعالیت های بیولوژیکی نانو کامپوزیت ها مانند ضداکسایشی، ضد باکتریایی و زیست تخریب پذیری به ترتیب با استفاده از 2و2- دی فنیل 1-پیکریل هیدرازیل (dpph)، باکتری های گرم مثبت و منفی و روش دفن در خاک مورد بررسی قرار گرفتند. نانو کامپوزیت ها رسانای الکتریکی پس از آن به عنوان سوبسترا برای تثبیت هموگلوبین (hb) مورد استفاده قرار گرفتند و رفتارهای بیو الکتروشیمیایی آنها مورد مطالعه قرار گرفت. در بخش اول، نانو کامپوزیت های رسانای الکتریکی از پیرول، پارافنیلین دی آمین در حضور نانو ذرات fe3o4، کوپلیمر اصلاح شده پلی(استایرن-متناوب- مالئیک انیدرید) با استفاده از سدیم دودسیل سولفات (sds) به عنوان امولسیون ساز آنیونی و آمونیوم پرسولفات (aps) به عنوان یک اکسیدان از طریق پلیمریزاسیون امولسیونی ساخته شد. نتایج نشان داد که نانوکامپوزیت به دست آمده دارای خواصی نظیر: رسانایی بالا، پایداری حرارتی مناسب، خواص مغناطیسی و بیوالکتروشیمیایی خوب می باشند. در بخش دوم، نانو کامپوزیت های رسانای الکتریکی از فوران و نانو ذرات fe3o4 ، نانو لوله کربنی عاملدار به روش پلیمریزاسیون اکسیداسیون شیمیایی درجا در نیترو متان و در دمای اتاق با استفاده از آهن (iii) کلرید بدون آب (fecl3) به عنوان یک اکسیدان تهیه شدند. نتایج نشان داد که نانوکامپوزیت های تهیه شده خواص فیزیکی و بیولوژیکی بهتری را نسبت به پلی فوران نشان دادند. از سوی دیگر، از آنجایی که ترکیب یک پلیمر زیست تخریب پذیر طبیعی با یک پلیمر مصنوعی قابلیت های بسیار عالی را در مواد کاربردی پیشرفته به ارمغان می آورد، در بخش سوم، نانو کامپوزیت های رسانای الکتریکی زیست تخریب پذیر بر پایه پلیمرهای رسانا / پلیمرهای طبیعی، با روش پلیمریزاسیون درجا از پیرول و آنیلین در حضور دکسترین فعال شده در محیط اسیدی سنتز و بررسی شدند. نتایج نشان داد که نانوکامپوزیت های رسانای تهیه شده دارای خواص بیولوژیکی نظیر: زیست سازگاری، ضد باکتریایی، ضد اکسایشی و زیست تخریب پذیری خوب می باشند در بخش پایانی، کوپلیمرهایی از پیرول و آنیلین با ساختار هالو توسط اکسیداسیون مخلوط مونومر از طریق پلیمریزاسیون امولسیونی با استفاده از تریتون 100x- به عنوان یک سورفاکتانت غیر یونی و آمونیوم پرسولفات به عنوان یک اکسید کننده تهیه شدند. سپس نانو کامپوزیت های الکترو مغناطیس سه جزئی بر پایه پلی (پیرول-کو- آنیلین) و آلژینیک اسید مغناطیسی با استفاده از پلیمریزاسیون امولسیونی در نسبت های متفاوتی از مواد اولیه ساخته شدند. نتایج fesem وtem نشان داد کوپلیمر و نانوکامپوزیت تهیه شده دارای ساختار حفره ای توخالی می باشد. علاوه بر این نانوکامپوزیت به دست آمده از پلی (پیرول-کو- آنیلین) و آلژینیک اسید مغناطیسی دارای خواص جالبی مانند: رسانایی بالا، پایداری حرارتی خوب و خواص زیستی مناسب می باشند.

نورتابی زیستی یا نشر نور توسط موجودات زنده از پدیده های جالب توجه در علوم زیستی می باشد. این فرایند در دسته وسیعی از موجودات خشکی زی و آبزی مشاهده و گزارش شده است. در این پایان نامه، سیستم نورتابی زیستی اولین گونه ی کرم خاکی نورافشان ایرانی به نام میکروسکولکس فسفریوس مورد بررسی قرار گرفت. سیستم نورتابی کرم خاکی نورافشان، براساس مطالعات انجام شده، شامل: حضور سوبسترای لوسیفرین، آنزیم لوسیفراز و آب اکسیژنه به عنوان اکسنده می باشد. در این پایان نامه، شدت نورتابی در حضور غلظت های متفاوت آب اکسیژنه بررسی شد و پارامتر های سینتیکی برای این سیستم، با تطبیق کامپیوتری داده های تجربی شدت- زمان نورتابی زیستی محاسبه شد. نتایج این مطالعه نشان داد که این روش، روشی حساس برای اندازه گیری آب اکسیژنه می باشد. در ادامه اثر دما، لوسیفرین الکل سنتزی و نمک های +2ca، +2fe، +2zn، +2cu، +2mg، +fe? و فلوئورسئین بر شدت نورتابی زیستی بررسی شد. نتایج این مطالعه نشان داد که کرم خاکی نورافشان با nm 520?= max ? دارای فعالیت نورتابی مستقل از حضور آنزیم لوسیفراز و مقاومت حرارتی بالامی باشد که به غیر از یون آهن(iii)، نمک های فوق الذکر نقش افزایش دهنده نورتابی را در واکنش نورتابی زیستی دارند که این اثر به غلطت نمک ها وابسته است. در ادامه، شدت نورتابی زیستی با اعمال پتانسیل، تحت روش نورتابی زیستی الکتروشیمیائی و همچنین اثر نمک های +2ca، +2fe، +2zn ، +2cu و +fe? بر شدت نورتابی زیستی با استفاده از این روش مورد بررسی قرارگرفت. نتایج آزمایشات انجام شده در این خصوص نشان داد که همه ی این نمک ها به عنوان افزایش دهنده نورتابی در واکنش نورتابی زیستی الکتریکی عمل می کنند.

با توجه به محدودیت هایی که در کار با برم وجود دارد کمپلکس هایی از برم تهیه شد و مورد استفاده قرار گرفت. اما این دسته از ترکیبات دارای پایداری مناسبی نمی باشند. نیاز به نگهداری برخی از این کمپلکس ها در دماهای زیر صفر، فعالیت بالا و نیاز به دماهای بسیار پائین برای انجام واکنش انتخابی از معایب این دسته واکنشگرها است. با توجه به این محدودیت ها مجموعه ای از ترکیبات حاوی یون هیدروبرمیدپربرمید و برمیدپربرمید تهیه گردید. این واکنشگرها پایداری بیشتری نسبت به واکنشگرهای قبلی دارد و حتی می توان آنها را در دمای محیط نگهداری کرد. اما بسیاری از مواد مورد استفاده در تهیه این واکنشگر دارای مشکلاتی همچون دردسترس نبودن، سمیت زیاد و قیمت بالا می باشد. در این تحقیق شش واکنشگر مختلف، دو واکنشگر 3- کربوکسی پیریدین (نیکوتینیک اسید) و 2و6- دی کربوکسی پیریدین برپایه هیدروبرمید پربرمید، دو واکنشگر مونومری و بصورت بیس آمونیوم یعنی، n′,n - دی بنزیل n′,n′,n,n - تترا متیل اتیلن دی آمونیوم دی برمید و n′,n - دی بنزیل 1و4- دی آزا بی سیکلو[2و2و2] اکتان دی برمید بر پایه برمید پربرمید و همچنین دو واکنشگر پلیمری بصورت 2و4- آیونن با پایه n′,n′,n,n - تترا متیل اتیلن دی آمین و 1و4- دی برمو بوتان و نیز 1و4- دی آزا بی سیکلو[2و2و2] اکتان و 1و4-دی برمو بوتان بصورت برمید پربرمید تهیه شده است و اثرات برمه کنندگی آنها بر روی ترکیبات آلی از جمله آلکن ها، ترکیبات کربنیل دار، متیلن های فعال، حلقه های آروماتیکی و تبدیل الکل ها به آلکیل برمیدها و همچنین اثرات اکسید کنندگی آنها بر روی ترکیبات آلی از جمله تیول ها، سولفیدها، الکل ها، اکسیم ها، سیلیل اترها، فنیل هیدرازون ها، استال ها، تیواستال ها، تیوآمیدها، سنتز ایمیدازولین ها و ترکیبات دیگر مورد بررسی قرار گرفته است.دو ترکیب 3-کربوکسی پیریدین و نیز 2و6-دی کربوکسی پیریدین استفاده شده است که بصورت تجارتی در دسترس هستند و سمیت بسیار اندکی دارند. به عنوان مثال 3-کربوکسی پیریدین (اسید نیکوتینیک) نوعی ویتامین ب محسوب می شود. پلیمرهای مورد استفاده در این تحقیق از نوع 2و4-آیونن و خطی بوده و برای نخستین بار است که واکنشگری بر روی آن تثبیت می شود. از مزایای این واکنشگرها سادگی تهیه، پایداری، انتخابگری در واکنش، سهولت جداسازی و قابلیت تولید مجدد واکنشگر را می توان نام برد.