کاتالیز واکنش اکسایش آلکن ها با استفاده از متالوپورفیرین - های دارای گروه های کاتیونی و آنیونی در موقعیت های مزو در حالت محلول، توده ای و نانوساختار

در این تحقیق، فعالیت کاتالیزوری مزو تتراکیس 4-سولفوناتو فنیل پورفیریناتو منگنز (iii) استات mntpps4(oac) (با کاتیون همراه آمونیوم) و مزوتتراکیس 3-متیل پیریدیل پورفیریناتو منگنز (iii)استات mnt(3-mepy)p(oac) (با آنیون مقابل تاسیلات) بصورت توده ای و نانوساختار در اکسایش اولفین ها با اکسنده ی تترابوتیل آمونیوم اکسون (tbao) و تترابوتیل آمونیوم پریدات (tbap) مورد مطالعه ونتایج آن با واکنش در شرایط همگن مورد مقایسه قرار گرفت. نانوذرات متالوپورفیرینی با استفاده از تکنیک مخلوط حلالی آب و تری اتیلن گلیکول منو متیل اتر و دی متیل سولفوکسید یا استونیتریل تهیه شد. تشکیل تجمعات نانوساختاری توسط طیف بینی uv-vis قابل شناسایی می باشد. در آنالیز تخلخل سنجی میانگین قطر نشان می دهد که بطور یکنواختی ترکیبات مزوحفره می باشند. فعالیت کاتالیزوری ترکیب نانوساختار نسبت به حالت توده ای با هردو اکسنده بهتر بوده است. درحالیکه پایداری اکسایشی کاتالیزور کاتیونی نسبت به آنیونی به مراتب بیشتر بوده است ولی در حضور tbao فعالیت کمتری را نشان داده است. همچنین میزان تخریب اکسایشی کاتالیزور توده ای در اکسایش اولفین های مختلف، می تواند بیشتر یا کمتر از حالت نانوساختار باشد. در بررسی اثر ایمیدازول به عنوان باز محوری در فعالیت کاتالیزوری متالوپورفیرین ها، نسبت بهینه 1:20 می باشد. همچنین 1:3 نسبت بهینه شده ی کاتالیزور به اکسنده می باشد که برای دو اکسنده استفاده شده است. مقایسه ی فعالیت اکسایشی کاتالیزورها در حالت هموژن و هتروژن بصورت زیر می باشد: mntpps4(oac) (نانوذره) > mntpps4(oac) (توده ای) > mntpps4(oac) (محلول); mnt(3-mepy)p(oac) (نانوذره) ~ mnt(3-mepy)p(oac) (محلول) > mnt(3-mepy)p(oac) (توده ای) در اکسایش اولفین ها با tbap کاتالیزور کاتیونی نسبت به آنیونی فعالیت بالاتری را نشان داده است. با این حال کاتالیزور کاتیونی در اندازه نانو یا توده ای عملکرد کاتالیزوری ناچیزی نشان داده است. جالب توجه است که واکنش-پذیری مختلف اولفین ها در حضور کاتالیزور، به خواص الکترونی استخلاف های متصل به پیوند دوگانه ارتباطی ندارد. این رفتار غیرعادی با اثرات فضایی استخلاف ها و برهم کنش ای ممکن بین اولفین ها و تجمعات متالوپورفیرینی قابل توجیه است. همچنین پایین بودن ثابت دی الکتریک حلال مورد استفاده در این تحقیق، به نقش آنیون مقابل تاسیلات (ots) در پورفیرین کاتیونی و کاتیون مقابل آمونیوم(nh4+) در پورفیرین آنیونی، شامل اثرات فضایی و توانایی تشکیل پیوند هیدروژنه نسبت داده شده است.