پورفیرینها مولکولهای زیستی مهمی هستند که حداقل در دو فرایند بسیار مهم حیاتی یعنی فتوسنتز و تنفس نقش کلیدی دارند، علاوه بر این ،پورفیرینها کاربردهای گسترده ای در علوم مختلف دارند. به عنوان مثال ،این ترکیبات در مبدلهای نوری ، فعالیتهای فتو کاتالیزوری ، مواد حساس کننده به نور در تشخیص و درمان فتو دینامیک و همچنین در مصارف دارویی مانند داروی ضد ایدز ، کاربرد بسیار دارند. در این پروژه ، نقش پورفیرینها در فتودینامیک درمانی( pdt ) بررسی شده است و ازآنجا که این ترکیبات زمان ماندگاری طولانی در بدن دارند و ایجاد حساسیت به نور می نمایند ، در نتیجه جهت برطرف نمودن این مشکل ، برهمکنش داروی ضد مالاریای کلروکین( cq ) ، با نمک سدیم مزو تترا (پاراسولفو فنیل) پورفیرین ( na4tpps )، مطالعه شد. ابتدا ترکیب تترا فنیل پورفیرین ( tpp ) تهیه و سپس با سولفوریک اسید سولفونه گردید. سپس به صورت نمکna4tpps تولید شد و در نهایت ،ترکیبات سنتز شده توسط طیف سنجی hnmr ، ft-ir و uv-vis مورد شناسایی و بررسی قرار گرفتند. با تیتراسیون محلول na4tpps در ph=7/2 توسط محلول cq در همان ph برهمکنش cq با na4tpps ، با استفاده از تغییراتی که در طیف uv-vis ترکیب na4tpps صورت می گیرد ، مورد بررسی قرار گرفت که نشان داد ، برهمکنش بین cq و na4tpps از نوع انباشتگی ?-? است و نیز نسبت استوکیو متری cqو na4tpps در محصول به صورت 1به 2 بدست آمد.

در سلول های خورشیدی رنگدانه ای پدیده بازترکیب باعث افت چگالی جریان اتصال کوتاه(jsc) و به دنبال آن کاهش راندمان می گردد. یکی از دلایل تشدید این پدیده طول عمر نسبتا زیاد الکترون تزریقی در نیمه رسانای tio2 می باشد. از طرفی گرافن به عنوان یک هادی خوب الکتریسیته می تواند زمان ماندگاری الکترون در نیمه رسانا را کاهش دهد و بازترکیب الکترون را در الکترود آند تا حدودی کاهش می دهد. با اعمال ترکیب در صد های جرمی کامپوزیت گرافن/ دی اکسید تیتانیوم (08/0 و 16/0 و 2/0) و اندازه گیری های فتوولتائیک این سلول ها، مقدار jsc برای سلول بدون گرافن برابر با ?a/cm2 27/0 و بقیه سلول ها به ترتیب (?a/cm2 29/0 و 32/0 و 24/0) می باشد. طبق این دادها افزایش چگالی جریان را در حین اضافه کردن درصد گرافن مشاهده می گردد ولی در بیشترین مقدار گرافن(2/0%) کاهش جریان را می بینیم. ظاهرا این افزایش ناشی از رسانندگی بالای صفحات گرافن و کاهش jsc مربوط به رنگ کدر گرافن می باشد. بررسی اثر رسانندگی گرافن اعمالی در آند را توسط امپدانس الکترو شیمیایی(eis) بررسی کردیم و مشاهده شد که rs و rct برای الکترود بدون گرافن به ترتیب برابر با 5/24 و 4/513 اهم و برای الکترود با کامپوزیت گرافن به 8/22 و 7/198 اهم کاهش یافته است. در این پروژه گرافن اکسید را با روش هامر سنتز کرده سپس آن را با روش شیمیایی هیدرازین که پر بازده ترین روش احیا است احیا کرده و به ورقه های گرافن تبدیل کردیم. اطمینان از تبدیل go (گرافن اکسید) به gr (گرافن) را با بررسی طیف xrd(پراش اشعه ایکس) و رامان حاصل کردیم. رنگ پورفرین tcpp(تتراکیس (4-کربوکسی فنیل) پورفرین) به عنوان ماده حساس به نور، سنتز و مورد استفاده قرار گرفته است

کمپلکس های نقره در حالت های اکسایش ii و iii ناپایدار و کمیاب هستند. لیگاندهای تتراپیرولی برای تهیه کمپلکس های با حالت اکسایش بالا بسیار مناسب می باشند. مطالعه در رابطه با کمپلکس نقره پورفیرین در حالت های اکسایش ii و iii نقره انجام گرفته است و مشاهده شده است که کمپلکس نقره (iii) با کاهش برگشت پذیر به کمپلکس نقره (ii)، می تواند به عنوان یک کاتالیست مناسب عمل نماید. علاوه بر این، استفاده از پورفیرین نقره، به عنوان یک قالب تخریب شدنی، در شیمی سنتز پورفیرین ها از اهمیت زیادی برخوردار است. در این مطالعه، سینتیک فلز زدایی کمپلکس نقره (ii)تتراکیس (4-سولفوناتوفنیل)پورفیرین در اسید نیتریک مورد بررسی قرار گرفت. به منظور ارائه و توجیه یک مکانیسم برای واکنش فلز زدایی، واکنش در شرایط مختلفی انجام گرفت و نتایج بدست آمده مورد ارزیابی قرار گرفت. این تغییرات اعمال شده عبارت بود از: تغییرات دما، تغییر قدرت یونی و تغییر درصد و نوع الکل در محیط واکنش. ثابت های سرعت برای واکنش فلز زدایی در این شرایط، اندازه گیری و تحلیل گردید. با بررسی نتایج بدست آمده، مشاهده شد که فاکتور دما به عنوان عامل تامین کننده انرژی واکنش فلز زدایی، موجب افزایش سرعت واکنش و در نتیجه پیشرفت واکنش می گردد. دو عامل قدرت یونی و الکل، به طور متفاوت عمل نموده و تاثیر آنها بر روی سرعت واکنش فلز زدایی عکس یکدیگر است. به طوری که قدرت یونی با تشکیل گونه واکنش دهنده به صورت دیمر، موجب افزایش سرعت واکنش فلز زدایی می شود، اما الکل با مونومر نمودن گونه ها، سرعت واکنش را کاهش می دهد. از نتایج بالا برای توجیه مکانیسم واکنش فلز زدایی استفاده می کنیم و مکانیسم را به این صورت توجیه می نماییم: در واکنش فلز زدایی agtpps توسط اسید نیتریک، ابتدا یک واکنش دیمر شدن انجام گرفته و گونه دیمری با تسهیم نامتناسب به صورت یک گونه با بار 3+ و گونه دیگر با بار 1+ در می آید. سپس، گونه با بار 1+ به سرعت و با حمله پروتون اسید، فلز زدایی می گردد. گونه دیگر، بدون فلز زدایی در محیط واکنش باقی مانده و به روش حساسیت مغناطیسی قابل شناسایی می باشد.

ترکیبات جدید بر اساس هیبرید پلی اکسو متالات ها با پورفیرین ها یا متالوپورفیرین های کاتیونی با هدف پایدار کردن کاتالیست پورفیرین در مقابل واکنش های اکسیداسیون سنتز شد. ترکیبات سنتز شده در این پروژه عبارتند از : پورفیرین های tpyp, tmepy, tbzpzp و کمپلکس شده با فلزات fe(ii), mn(ii) ، و پلی اکسو متالات های (n-bu4n)4h3 {pw11o39}, h3 {pw12 o40} و همچنین هیبریدها {h2tpyp} + (n-bu4n)4 h3{pw11o39} و {mntpyp]+(n-bu4n)4h3 {pw11o39} و {tmepyp}+(n-bu4n)4h3{pw11o39} و {mntmepyp}+(nbu4n)4h3{pw11o39} و{tbzpyp}+h3{pw12o40 و {fetbzpyp}+h3{pw12 o40} . همه ترکیبات بوسیله طیف سنجی های ir و uv شناسایی و فعالیت کاتالیتیکی mntpyp}+(n-bu4n)4h3{pw11o39}, mntpyp در واکنش های اکسایشی متیل فنیل سولفید با هیدروژن پروکسید، بررسی شد. در شرایط مطالعه شده، به نظر می رسد پلی اکسومتالات ها باعث پایداری متالوپورفیرین ها در مقابل غیر فعال شدن در طول چرخه کاتالیستی می شود.

پورفیرین ها ترکیبات ماکروسیکلی هستند که نور مرئی را از ناحیه 350 تا 700 nm می کنند. در این پایان نامه پنج پورفیرین (tpp)، تتراکیس (4-سولفوکسی فنیل) پورفیرین ((tpps، تتراکیس (4- کربوکسی فنیل) پورفیرین (tpyp) و تتراکیس (4-متیل پیریدین) پورفیرین ((tmpyp و یک متالوپوفیرین (cu(ii) tcpp) سنتز شدند و توسط طیف سنجی uv-visible و ft-tr شناسایی شدند. نانو ذرات tcpp و tpp سنتز و توسط طیف سنجی uv-visible شناسایی شد و سپس روی سطح شیشه نشانده شد و توسط تصاویر afm شناسایی شد و اثر عوامل حجم آب و غلظت شوینده روی اندازه نانو ذرات توسط طیف سنجی un-visible بررسی شد. tio2 فاز آناتاز به روش سل –ژل سنتز شد.فاز بلوری آن توسط طیف xrd شناسایی شد و سپس رور سطح شیشه نشانده شد و مورفولوژی سطح و اندازه نانو ذرات آن توسط تصاویر sem بررسی شد. لایه نشانی tio2 روی سطحito به منظور ساخت الکترود آند مورد استفاده در سل های خورشیدی به روش پودری انجام شد و توسط طیف ft-ir و uv جامد شناسایی شد و مورفولوژی سطح آن توسط تصاویر afm و sem بررسی شد. سه رنگ پورفیرین cutcpp, tcpp و نانو ذرات tcpp روی سطح tio2 نشانده شد و با استفاده از این لایه ها به عنوان الکترود آند و اتصال آن ها به لایه pt به عنوان الکترود کاتد و استفاده از الکترولیت i2/ki سل خورشیدی گراتزلی ساخته و اندازه گیری های فوتوولتائیک آن انجام شد و نتایج آن ها با هم مقایسه شد.

در این پایان نامه، پورفیرین های تترا فنیل پورفیرین (tpp)، تترا فنیل پورفیرین سولفونات (tpps)، تترا فنیل پورفیرین کربوکسیلات (tcpp)،و نانو تترا فنیل پورفیرین کربوکسیلات (nano tcpp) به روش ادلر و تیتانیم دی اکسید به روش معدنی سنتز شدند. همچنین کاتالیزورهای تیتانیم دی اکسید و پورفیرین/ تیتانیم دی اکسید به صورت لایه نازک سنتز شدند. پورفیرین ها، تیتانیم دی اکسید و کاتالیزورهای سنتز شده با روش های ft-ir, uv-vis ، الگوی پراش اشعه ایکس و sem مورد مطالعه قرار گرفتند. به منظور بررسی و مقایسه واکنش فوتوکاتالیتیکی کاتالیست ها، واکنش تخریب نوری تعدادی از آلاینده ها تحت نور فرابنفش و مرئی مطالعه شدند. این واکنش ها با uv-vis بررسی شدند. فعالیت فوتوکاتالیستی پورفیرین/تیتانیم دی اکسید بسیار بهتر از تیتانیم دی اکسید می باشد.

علاقه فراوان به مطالعه نقش آهن در هموگلوبین از طریق بررسی اثر سایر فلزات در ساختار mnhb و cohb که معمولا با اثرات آلوستریک بسیار مشابه با آنچه که در هموگلوبین طبیعی ملاحظه می شود، روز افزون است . از طرف دیگر کلیه ویژگیهایی که برای فلز در هموپروتئین وجود دارد نظیر، عدد کوئوردیناسیون، ساختار هندسی، خواص اکسایش و کاهش ، و بالاخره خواص مغناطیسی به مقدار قابل توجهی از طریق تعدیل و اصلاح ساختاری با استفاده از باقیمانده های آمینواسیدها در نواحی هم تاثیرپذیر است . از اینرو به مطالعه و تعیین ساختار پرفیرین منگنز (iii) محلول در آب با آمینو اسیدهای گوناگون در phهای مختلف علاقمند شدیم. مطالعات اسپکتروسکپی در محلول آبی نشان داد که، در مقادیر ph بالا، اتصال آمینواسید به فلز اساسا با درگیری دو گروه nh2 همراه است . ولی در مقادیر ph پایین تر، کمپلکس با نسبت استوکیومتری 1:1 ترجیحا تشکیل می شود. طرح واره زیر فرایندهای مورد مطالعه را نشان می دهد: mntpps(h2o)2 + l <-k1--> mntpps(h2)l + h2o mntpps(h2o)l + <-k2--> mntppsl2 + h2o l(a.a) آمینواسید