طراحی، سنتز و کاربرد سوپرامولکول های جدید انبرمانند و پلیمرهای متخلخل تزیین شده با آویزهای کاتیونی بر پایه کلیکس[4]رزورسین آرن

در گام نخست از این پروژه، اتصال مستقیم مایع یونی 1- متیل-3- (تری متوکسی سایلیل پروپیل) ایمیدازولیوم کلراید بر روی لبه فوقانی کلیکس[4]رزورسین آرن سبب تشکیل کلیکس[4]رزورسین آرن کاتیونی انبرمانند شد. تشکیل این ساختار سوپرامولکولی کاتیونی با استفاده از تکنیک های 1hnmr، 13cnmr، chns، tga و dtg تایید شد. بررسی منابع کتابخانه ای نشان می دهد که این اولین گزارش مبنی بر عامل دار کردن کلیکس[4]رزورسین آرن با استفاده از روش تک ظرف و بدون نیاز به کاتالیزگرهای اسیدی و یا بازی می باشد. از این رو، این روش مسیری جدید برای تهیه ساختارهای سوپرامولکولی عامل دار بر پایه کلیکس[4]رزورسین آرن ارائه می کند. در ادامه، کاربرد این ساختار انبرمانند جدید به عنوان کاتالیزگر انتقال فاز ناهمگن برای تهیه برخی از آزیدوهیدرین ها در حلال آب مورد بررسی قرار گرفت. فعالیت کاتالیزگری این ترکیب را می توان به همکاری میان حفره مرکزی آب گریز و بازوهای کاتیونی آب دوست آن، نسبت داد. در بخش دوم، یک روش آسان و کارآمد برای تهیه نمک پیریدینیوم سه بعدی جدید از طریق اتصال کووالانسی مایع یونی حاوی بخش های پیریدینیوم بر روی کلیکس[4]رزورسین آرن گزارش شد. در ادامه فعالیت ضدباکتری این ساختار سوپرامولکولی کاتیونی بر علیه باکتری های گرم مثبت و گرم منفی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان از فعالیت ضدباکتری گزینشی این ترکیب بر علیه باکتری های گرم مثبت به همراه داشت که از دیدگاه بخش صنعت و پزشکی بسیار حائز اهمیت می باشد. بر اساس مطالعات انجام شده مشخص گردید این اولین تلاش برای بررسی فعالیت ضدباکتری ساختارهای سوپرامولکولی کاتیونی بر پایه کلیکس[4]رزورسین آرن می باشد. بنابراین این نتایج اولیه می تواند برای تهیه مواد ضدباکتری جدید مورد توجه قرار گیرد. در گام بعدی، برای اولین بار پلیمر کاتیونی حاوی آویزهای پیریدینیوم از طریق عامل دار کردن بستر پلیمری بر پایه کلیکس[4]رزورسین آرن تهیه و ساختار آن با استفاده از تکنیک های afm، tem، chns، tga و dtg شناسایی شد. آنیون پلیمر عامل دار شده به راحتی با واکنشگرهای آنیونی مورد نظر جایگزین و در نتیجه واکنشگرهای پلیمری جدید و قابل بازیافت جهت دستیابی به اهداف سنتزی فراهم گردید. پایداری حرارتی بالای پلیمر کاتیونی (بالاتر از 250 درجه سانتی گراد بر اساس آنالیز وزنی- حرارتی) امکان استفاده از آن را برای تغییر شکل و انبساط گرمایی حلقه تیوپیریلیوم بدون خطر تجزیه شدن و یا آزاد شدن مکان های فعال در محیط واکنش، فراهم می آورد. روش ذکر شده یک مسیر آسان و مطابق با اصول شیمی سبز برای تهیه ترکیبات 6،4،2- تری آریل پیریدین و 2،5،7- تری آریل [3،1] تیازپین که به طور گسترده به عنوان بخش اصلی ساختار بسیاری از ترکیبات زیست فعال می باشند، ارائه می کند. در گام چهارم، پلیمر شبکه ای سه بعدی اسیدی با استفاده از روش عامل دار کردن دو مرحله ای تهیه شد. در مرحله اول تثبیت کاتالیزگر همگن بر روی پلیمر شبکه ای سه بعدی بر پایه کلیکس[4]رزورسین آرن به وسیله سایلیل دار کردن گروه های هیدروکسی منجر به شکل گیری پلیمر کاتیونی حاوی بخش های ایمیدازولیوم شد. تشکیل این پلیمر کاتیونی توسط تکنیک های chns، sem، tga و dtg تایید شد. در مرحله دوم، تلاش شد آنیون hso4- با استفاده از واکنش شناخته شده تبادل آنیون، در کنار آویزهای کاتیونی ایمیدزولیوم قرار گیرد. نتایج حاصل از آنالیز عنصری نشان از تثبیت موفقیت آمیز آنیون اسیدی برونشتد مورد نظر به همراه داشت. بنابراین کاتالیزگر اسیدی ناهمگن جدید برای دستیابی به اهداف سنتزی پس از دو مرحله عامل دار کردن بستر پلیمری تهیه شد. مایع یونی اسیدی تثبیت شده به عنوان کاتالیزگر موثر، امکان سنتز تک ظرف بیس آمیدهای متقارن را از طریق واکنش سه جزئی میان آمید و آلدئید فراهم کرد. این کاتالیزگر تعداد دفعات گردش و سرعت گردش بالایی از خود به نمایش گذاشت که از این حیث قابل مقایسه با اسید سولفوریک می باشد. علت این امر را می توان به وجود حفره های فراوان بر روی بستر پلیمر و مایعات یونی تثبیت شده از طریق اتصال کووالانسی بر روی آن نسبت داد. همکاری میان این دو بخش، محیطی مناسب جهت دستیابی مواد اولیه به مراکز اسیدی، فضای کافی برای ایجاد محصول و خاصیت آب گریزی به منظور خروج آب ایجاد شده در حین واکنش از درون بستر را فراهم می آورد. ویژگی های منحصر به فرد این کاتالیزگر، نظیر پایداری حرارتی بالا، قابلیت بازیافت، فعالیت کاتالیزگری بسیار عالی از نقطه نظر راندمان و زمان واکنش، تعداد و سرعت گردش بالا، پتانسیل آن را برای استفاده در بخش صنعت نشان می دهد. در بخش پنجم از این پروژه، ترکیب خصوصیات و ویژگی های پلیمر شبکه ای سه بعدی با مایعات یونی، سبب تهیه اولین پلیمرهای کاتیونی بر پایه کلیکس[4]رزورسین آرن تحت شرایط بدون حلال شد. از مزایای روش استفاده شده می توان به آسانی روش تهیه، عامل دار کردن با استفاده از روش تک ظرف یک مرحله ای بدون استفاده از حلال های آلی یا کاتالیزگرهای اسیدی و بازی، سهولت جداسازی و خالص سازی پلیمرهای عامل دار اشاره کرد.