طراحی و ساخت کاتالیزورهای جدید oxo-abno و tempo با ساختار نانو بر پایه سیلیکای مزوحفره منظم sba-15 و نانوساختارهای مغناطیسی هسته-پوسته اکسید آهن-سیلیکا و کاربرد آن ها در اکسایش هوازی الکل ها و اکسایشی سه جزئی پسرینی

هدف اصلی این رساله طراحی و ساخت کاتالیزورهای جدید oxo-abno و tempo با ساختار نانو بر پایه سیلیکای مزوحفره منظم sba-15 و نانوساختارهای هسته-پوسته اکسید آهن-سیلیکا و استفاده از آن ها در تبدیلات آلی است. مطالعات انجام شده در این رساله در سه فصل تقسیم بندی شده است. در فصل اول، مقدمه ای کلی در مورد تاریخچه و خصوصیات رادیکال نیتروکسیل tempo و استفاده از آن در واکنش-های هوازی و غیرهوازی اکسایش الکل ها آورده شده است. در ادامه، توضیحی کلی در مورد رادیکال نیتروکسیل آزادو و استفاده از آن در واکنش اکسایش الکل ها ارائه شده است. در ابتدای فصل دوم، مقدمه ای در مورد سنتز رادیکال های نیتروکسیل بدون ممانعت فضایی و استفاده از آن ها در اکسایش الکل ها آورده شده است. در ادامه، سنتز کاتالیزور جدید oxo-abno بررسی شده است. در قسمت اول این فصل، برای نخستین بار کاربرد کاتالیزوری oxo-abno در واکنش اکسایش هوازی الکل ها مورد بررسی قرار گرفت. از ویژگی های این تحقیق انجام فرایند اکسایش الکل ها در شرایط عاری از فلز و هالوژن است. این مطالعه نشان داد که الکل های مختلف نوع اول و دوم آلیفاتیک، آروماتیک، آلیل، حجیم و حاوی هترواتم می توانند به طور موفقیت آمیزی در حضور مقدارهای کم از کاتالیزور oxo-abno به صورت هموژن در مدت زمان پایین و بازده بالا به محصولات کربونیلی مربوطه تبدیل شدند. در قسمت دوم این فصل، برای اولین بار کاتالیزور oxo-abno بر روی سیلیکای مزوحفره منظم sba-15 تثبیت شده و کاتالیزور sabno سنتز شده، مجدداً در اکسایش هوازی الکل ها مورد بررسی قرار گرفت. این تحقیق اولین مثال از تثبیت رادیکال نیتروکسیل با ممانعت فضایی کم و کاربرد آن در اکسایش الکل ها می باشد. مطالعات نشان داد که انواع مختلف الکل ها به ویژه آلیلی و حجیم با بازده بالا و زمان پایین به محصولات مربوطه تبدیل می شوند. از ویژگی های این تحقیق، انجام فرایند اکسایش الکل ها در شرایط عاری از فلز و هالوژن است. همچنین کاتالیزور می تواند حداقل تا 12 مرتبه بازیافت و مجدداً استفاده شود. آنالیزهای جذب-واجذب نیتروژن، میکروسکوپ الکترونی عبوری و وزن سنجی دمایی کاتالیزور، سنتز موفق sabno را تأیید کرد. در ابتدای فصل سوم، مقدمه ای کلی در مورد نانوذرات مغناطیسی اکسیدآهن و سپس واکنش سه جزئی پسرینی و استفاده از آن ها در واکنش اکسایش الکل ها بیان شده است. در ادامه، ساخت و شناسایی دسته ای جدید از کاتالیزور tempo تثبیت شده بر روی نانوساختارهای مغناطیسی اکسیدآهن با پوشش سیلیکا (mnst) مورد بررسی قرار گرفته است. شناسایی کاتالیزور mnst با روش های مختلف آنالیز میکروسکوپ الکترونی عبوری، آنالیز عنصری و طیف مادون قرمز انجام شده است. کاتالیزور سنتز شده در ابتدا در شرایط عاری از فلز و هالوژن جهت اکسایش هوازی انواع الکل ها استفاده شده است. از ویژگی های این تحقیق انجام فرایند اکسایش در حلال آب است. انواع مختلف الکل های نوع اول و دوم آلیفاتیک، آروماتیک، حجیم، آلیلی و حاوی هترواتم به محصولات کربونیلی مربوطه در بازده بالا تبدیل شده اند. این کاتالیزور تا 20 مرتبه بدون کاهش در فعالیت بازیافت شده است. همچنین آنالیز میکروسکوپ الکترونی عبوری از کاتالیزور بازیافت شده عدم تغییر ساختار را نشان داد. در قسمت دوم فصل سوم، از کاتالیزور mnst در واکنش اکسایشی سه جزئی پسرینی جهت سنتز محصولات ?–آسیلوکسی کربوکسامیدها استفاده شده است. طیف های nmr، مادون قرمز و طیف سنجی جرمی سنتز محصولات خالص را تأیید نمود. مطالعات نشان داد که علاوه بر الکل های نوع اول، برای نخستین بار انواع الکل های نوع دوم از جمله آلیفاتیک، آروماتیک، خطی و حلقوی نیز در واکنش اکسایشی در بازده و زمان مناسب استفاده شده است. این تحقیق اولین مثال از استفاده از کاتالیزور تثبیت شده در واکنش اکسایشی سه جزئی پسرینی در شرایط عاری از فلز و هالوژن است که از ویژگی های این سنتز اکسایشی می باشد. این کاتالیزور تا 14 مرتبه قابلیت بازیافت و استفاده مجدد را داراست. آنالیز میکروسکوپ الکترونی عبوری از کاتالیزور بازیافت شده عدم تغییر ساختار را تأیید کرد.