تهیه و بررسی عملکرد کاتالیزگرهای همگن و ناهمگن نانومقیاس برپایه نمک¬های روتنیم و آهن در سنتز چندجزئی برخی ترکیبات آلی

ررسی و استفاده از ترکیبات فلزات واسطه از جمله آهن و روتنیم به عنوان کاتالیزگرهای اسید لوئیس ساده، توانمند و کارآمد در تبدیلات متنوع آلی تحت شرایط همگن یا ناهمگن دارای اهمیت ویژه ای می¬باشد. از سوی دیگر، واکنش های چند جزئی به صورت ابزاری قوی و موثر در تشکیل پیوند و سنتز ترکیبات هتروسیکل با خواص بیولوژیکی و دارویی در راستای شیمی سبز معرفی شده اند. در بخش اول این پروژه، تمرکز بر روی بررسی پتانسیل نمک روتنیم(iii)کلراید هیدرات به عنوان یک کاتالیزگر هموژن با قابلیت استفاده مجدد در سنتز مشتقات جدید پیریمیدو]4،5-[bکینولین از طریق واکنش سه جزئی یک مرحله ای در آب تحت شرایط کلاسیک و امواج فراصوت قرار گرفته است (شمای 1). شمای 1 در سالهای اخیر، استفاده از نانو کاتالیزگرهای ناهمگن دوستدار محیط زیست به دلیل داشتن مزایایی از جمله فعالیت و گزینش پذیری بالا، بازیافت ساده، جداسازی آسان محصولات و استفاده مجدد آن در شیمی سنتزی حائز اهمیت می باشد. با توجه به این فواید، در مرحله بعد نانوکاتالیزگرهای ناهمگن شامل fe3o4-nps/mwcnts، fe3o4-nps/zro2، ruo2-nps/fe3o4-nps/mwcnts با روش همرسوبی تهیه شد. مورفولوژی، ترکیب و ساختار فاز نانوکاتالیزگرهای تهیه شده بوسیله روش های xrd، sem، tem و ft-ir مورد بررسی قرار گرفت. در تمامی موارد الگوی xrd نشان داد که ساختار کریستالی در اندازه نانو ایجاد شده که توسط رابطه شرر محاسبه شده است. تصاویر sem و tem نمونه ها به وضوح نشان داد که نانو ذرات بر روی سطح بستر بصورت یکنواخت و در سایز نانو پراکنده شده است. خواص مغناطیسی کاتالیزگرهای ذکر شده با استفاده از دستگاه vsm بررسی شد. برای تایید حضور عنصر روتنیم در کاتالیزگر ruo2-nps/fe3o4-nps/mwcnts ، از آن طیف edx گرفته شد و نتایج آنالیز اتصال موثر روتنیم بر روی بستر را تایید نمود. پس از شناسایی کاتالیزگرها، روش های مناسب جهت سنتز برخی ترکیبات هتروسیکل مانند مشتقات تتراهیدروبنزو[b] پیران، 4h –کرومن، 6-آمینو-4h –پیران، کینولین و زانتن در حضور نانو کاتالیست های سنتز شده تحت شرایط ناهمگن با قابلیت استفاده مجدد در شرایط کلاسیک دمایی، مایکروویو و التراسونیک مورد بررسی قرار گرفت. تاثیر برخی از عوامل مانند حلال های مختلف، دما و مقدار کاتالیزگر مطالعه شد تا بهترین شرایط مشخص گردد. تمامی واکنش ها منجر به تولید محصولات مورد نظر در زمان های کوتاه و بازده-های خوب شد. علاوه بر این کاتالیزگر توسط آهنربای مغناطیسی خارجی از محلول واکنش جدا گردید و در واکنش¬های مشابه بعدی استفاده شد (شمای 2-5). شمای 2 شمای 3 شمای 4 شمای 5