تثبیت شیمیایی کربن دی اکسید به کربنات های حلقوی در حضور کاتالیست های همگن و ناهمگن

متالوپورفیرین ها مدل های سنتزی مناسبی برای گروه وسیعی از آنزیم ها و یا دیگر ترکیبات مهم زیستی هستند که واکنش های گوناگونی را در بدن موجودات زنده کاتالیز می کنند. نوع یون فلزی و استخلاف های قرار گرفته بر روی گروه فنیل نقش کلیدی در فعالیت این کاتالیست ایفا می کنند. متالوپورفیرین های قلع به علت کمبود الکترون می توانند به عنوان کاتالیست لوئیس اسید در سنتزهای آلی عمل کنند. تثبیت کربن دی اکسید به کربنات های حلقوی یک دسته از این واکنش ها است که به دلیل کاربردهای گسترده محصولات تولید شده از یک سو و همچنین کاهش اثرات زیست محیطی ناشی از افزایش مقدار کربن دی اکسید به عنوان یک گاز گلخانه ای از سوی دیگر مورد توجه محققان زیادی قرار گرفته است. در این پروژه تحقیقاتی نشان داده می شود که کاتالیست های مزو-تترافنیل پورفیریناتوقلع(iv) با لیگاندهای محوری متفاوت، [sn(tpp)x2]، (-x: تری فلورومتان سولفونات، پرکلرات و تترافلوروبورات) ترکیبات مناسبی برای کاتالیز واکنش کربن دی اکسید و اپوکسید برای تولید کربنات های حلقوی می باشند. در پایان واکنش ها محصولات تولید شده از محلول واکنش ها جداسازی و با روش های طیف سنجی معمول مورد شناسایی قرار گرفتند. همچنین تأثیر قرار گرفتن گروه های الکترون کشنده نیترو بر روی حلقه های فنیل لیگاند پورفیرینی در روند واکنش مذکور مورد بررسی قرار گرفت. همچنین, ترکیبات ناهمگن مناسبی از کاتالیست های قلع (iv) مورد استفاده، بر روی نگه دارنده های سیلیکا، پلی استایرن و mcm-41 سنتز و با استفاده از روش های آنالیز عنصری, ft-ir و طیف انعکاس نفوذی فرابنفش-مرئی خصوصیات آن بررسی شد. واکنش تثبیت کربن دی اکسید با استفاده از این کاتالیست های ناهمگن, در مدت زمان قابل قبول, بازده بالا, شرایط واکنش آسان, انتخابگری بالا, پایداری و با قابلیت استفاده مجدد از کاتالیست انجام می گیرد. در پایان تعدادی از اسکلت های فلز-آلی از جمله moo2(acac)2-inof، zr-uio 66 و al-mil 53 بر اساس روش های ارائه شده در مقالات سنتز و در واکنش فوق بکار گرفته شدند و فعالیت خوبی نیز از خود نشان دادند. مزیت کاتالیست های بکار گرفته شده در این پایان نامه، ملایم بودن شرایط واکنش است. تجربه نشان داده است که اصولاً برای فعالسازی کربن دی اکسید و شرکت آن در واکنش نیاز به دما یا فشار بالای گاز کربن دی اکسید و یا هر دو است. در حالی که کاتالیست های قلع مورد استفاده واکنش تثبیت کربن دی اکسید به کربنات های حلقوی را در دمای 50 درجه سانتی گراد و فشار محیط پیش می برند.