در فصل اول، مقدمه ای کلی در مورد مایعات یونی و اهمیت آنها در واکنش های مختلف شیمیایی و صنعتی آورده شده است. علاوه بر این، معایب اصلی مایعات یونی به همراه راهبردهای گزارش شده جهت برطرف کردن این معایب نیز ذکر شده است. در بخش دوم فصل اول، امتیازات و نواقص کاتالیزورهای همگن، ناهمگن و بین فازی بیان و مورد مقایسه قرار گرفته است. علاوه بر این، امتیازات کاتالیزورهای بین فازی نسبت به سیستم های کاتالیزوری سنتی نیز مورد اشاره قرار گرفته است. در بخش پایانی فصل اول، انواع مواد نانوحفره و خصوصیات آنها بررسی شده است. در فصل دوم، برای اولین بار، طراحی، سنتز و شناسایی ترکیبات زیروژل و نانوساختار مزوحفره منظم جدید بر پایه مایعات یونی بررسی شده اند. در این راستا سنتز و شناسایی ساختارهای زیروژل بر پایه مایعات یونی 1،3-بیس(3-تری متوکسی پروپیل)ایمیدازولیوم هالید مورد مطالعه قرار گرفته است. علاوه بر این، خصوصیات و پایداری این مواد از طریق میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف سنجی رزنانس مغناطیسی هسته حالت جامد، وزن سنجی دمایی و طیف سنجی مادون قرمز انعکاسی بررسی شده است. در ادامه دسته ای از نانوساختارهای مزوحفره منظم pmo-il حاوی مقدارهای متفاوت از واحد های مایعات یونی پروپیل ایمیدازولیوم مذکور، سنتز و شناسایی شده اند. در همه این مطالعات تاثیر غلظت مایعات یونی در نظم و پایداری ساختارهای سنتز شده، بررسی شده است. در فصل سوم، کاربرد نانوساختارهای منظم pmo-il، در واکنش جفت شدن سوزوکی آریل هالیدها مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا، تهیه و شناسایی نانوکاتالیزور pd@pmo-il بررسی شده است. در مرحله بعد، کاربرد کاتالیزور pd@pmo-il در واکنش جفت شدن سوزوکی انواع یدو-، برمو- و کلروآریل ها با آریل بورونیک اسید های مختلف در حضور پتاسیم کربنات و در آب به عنوان یک حلال سبز مطالعه شده است. بخصوص، فعالیت بالای این کاتالیزور برای ترکیبات غیرفعال آریل کلرید و آریل هالید حاوی هترواتم شایان توجه است. این مطالعه نشان داد که کاتالیزور می تواند 4 بار بدون از اینکه کاهشی قابل توجه در فعالیت و انتخابگری آن مشاهده شود، بازیافت و مورد استفاده مجدد قرار گیرد. نتایج این بررسی ها همچنین نشان داد که اگرچه نانوساختار pmo-il در ظاهر به عنوان یک مخزن جهت نگهداری گونه های پالادیم قابل حل در محیط، عمل می کند، ولی در حقیقت نقش یک نانوبستر را برای گرفتن و آزاد کردن مجدد نانوذرات پالادیم به درون نانوحفرات و در نتیجه جلوگیری از تجمع آنها طی فرایند واکنش دارد. در فصل چهارم، کاربرد نانوکاتالیزور pd@pmo-il در اکسایش هوازی الکل ها بررسی شده است. کارآیی مهم ترکیب pmo-il بر پایه مایعات یونی در تهیه و پایداری نانوذرات پالادیم در طی اکسایش هوازی الکل ها مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان دادند که الکل های مختلف نوع اول و دوم آلیفاتیک، آروماتیک، هتروآروماتیک و آلیلی می توانند بصورت موفقیت آمیزی در حضور مقدار های کم از نانوکاتالیزور pd@pmo-il و در مدت زمان پایین، به محصولات کربونیلی مربوطه اکسید شوند. این مطالعه همچنین نشان داد که کاتالیزور می تواند حداقل 9 بار به آسانی بازیافت و مورد استفاده مجدد قرار گیرد و محصولات کربونیلی مربوطه را بازده عالی تولید کند. نتایج حاصل از آزمون فیلتر کردن در دمای بالا، آنالیز اتمی، و اثرات عوامل مسموم کننده با نتیجه بازیافت کاتالیزور همخوانی خوبی داشته و نشان دادند که نانوکاتالیزور pd@pmo-il در محیط واکنش بصورت ناهمگن عمل می کند. علاوه بر این، آزمایش جذب –واجذب نیتروژن و آنالیز میکروسکوپ الکترونی عبوری کاتالیزور بازیافتی، کارآیی بالای نانوساختار pmo-il را در تثبیت موفق نانوذرات فعال و پایدار پالادیم تایید کردند.

دراین پژوهش استفاده از جامدات نانوساختار اورگانوسیلیکای مزوحفره منظم با کالبد مایع یونی 1,3-بیس-(تری متوکسی سایلیل پروپیل) ایمیدازولیوم کلرید (pmo-il) در تهیه کاتالیزور ناهمگن پرروتنات تثبیت شده است.در مرحله بعد تهیه کاتالیزور ناهمگن پرروتنات تثبیت شده و استفاده از آن در واکنش های اکسایش هوازی الکل ها و آمین ها با استفاده از اکسیژن مولکولی مورد بررسی قرار گرفت. واکنش اکسایش هوازی الکل های بنزیلی نوع اول و دوم، آلیلی نوع اول و دوم و آلیفاتیک نوع اول و دوم در حلال تری فلوئوروتولوئن بدون استفاده از باز و هر گونه افزودنی دیگر در حضور مقادیر کم از نانوکاتالیزور نشان داده شده است.

هدف از این پایان نامه تهیه کاتالیزور جدید پالادیم تثبیت شده بر روی نانو ارگانوسیلیکای جدید بر پایه مایع-یونی، (pd@omo-il) به عنوان کاتالیزوری موثر و قابل بازیافت برای واکنش هک و کاربرد آن در واکنش جفت شدن هک است. در فصل اول مقدمه ای کلی درباره مایعات یونی، خصوصیات و کاربردهای آن ها در تبدیلات آلی بیان شده است. در ادامه این فصل مواد ارگانوسیلیکای نانوحفره منظم معرفی شده اند و همچنین روش های تهیه و برخی خصوصیات این مواد نیز ذکر شده است. علاوه براین، واکنش جفت شدن هک و اهمیت آن در فرآیندهای شیمیایی مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. در فصل دوم مواد و روش های بکارگرفته شده برای تهیه مایعات یونی، مواد ارگانوسیلیکای مزوحفره منظم و نیز محصولات هک گزارش شده است. در فصل سوم سنتز و شناسایی پالادیم تثبیت شده بر روی نانو ارگانوسیلیکای جدید بر پایه مایع یونی و اثرات کاتالیزوری آن در واکنش جفت شدن هک مورد بررسی قرار گرفته است. ساختار این نانوکاتالیزور توسط آنالیز وزن سنجی حرارتی (tga)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، و آنالیز جذب سطحی نیتروژن شناسایی شده است. همچنین تأثیر کاتالیزور pd@omo-il در جفت شدن هک بین انواع مختلف آریل هالیدها با آلکیل آکریلات ها مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا اثر حلال، بارگیری کاتالیزور، دما و نوع باز برای به دست آوردن شرایط بهینه مورد مطالعه قرار گرفت. و سپس قابلیت بازیافت، قابلیت استفاده مجدد و خاصیت واقعی کاتالیزور pd@omo-il برای نشان دادن اثر واحدهای مایع یونی در پایداری گونه های پالادیم در طی فرآیند واکنش مورد بررسی قرار گرفت. مطالعات ما نشان داد که این کاتالیزور می تواند حداقل 9 بار بدون هیچگونه کاهشی در فعالیت و گزینش پذیری بازیافت، و مورد استفاده مجدد قرار گیرد که این نتایج نشان دهنده کارآیی بالا و پایداری بسیار خوب این کاتالیزور در طی فرآیند واکنش است.

هدف از انجام این پایان نامه سنتز و شناسایی دسته ای از مواد ارگانوسیلیکای نانوحفره شامل مایع یونی و سایر گروه های عاملی است. در فصل اول مقدمه ای کلی درباره مایع یونی و خواص آن ها ارائه شده است. علاوه براین، سنتز مایعات یونی، برخی کاربردهای این ترکیبات در فرآیندهای آلی و مفهوم مایعات یونی تثبیت شده معرفی شده است. در ادامه این فصل مقدمه ای کلی درباره زیروژل و مواد ارگانوسیلیکای مزوحفره منظم و سنتز این مواد ذکر شده است. در فصل دوم مواد و روش های مورد استفاده برای تهیه مواد ذکر شده در بالا گزارش شده است. در فصل سوم، سنتز و شناسایی برخی از ترکیبات مایع یونی جدید، مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. علاوه براین، برخی مواد ارگانوسیلیکای نانوحفره جدید تهیه، و سپس خصوصیات و ویژگی های آن ها به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، آنالیز وزن سنجی حرارتی (tga)، طیف سنجی مادون قرمز (ir) و آنالیز جذب سطحی نیتروژن مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. این پژوهش نشان داد که این مواد دارای مساحت سطح بسیار خوب و پایداری حرارتی بالا و توزیع اندازه یکنواخت حفره ها هستند. نتایج آنالیزهای ir و tga نیز قرارگیری موفق گروه های عاملی درون بدنه نانوساختارها را تأیید کردند. همچنین آنالیز tga اثبات کرد که نانوساختارهای مذکور از پایداری حرارتی بسیار خوبی برخوردار هستند. این مواد به طور موفقیت آمیزی به عنوان یک بستر برای تثبیت و پایداری کاتالیزورهای پالادیم و منگنز در اکسایش الکل ها مورد استفاده قرار گرفتند.

کومارین و مشتق های آنها ترکیبات آلی بسیار مهمی هستند. آنها واحدهای ساختاری بسیاری از محصولات طبیعی هستند. محدوده کاربردهای آنها در داروسازی، شفاف کننده های نوری و رنگ های لیزری. همچنین کومارین های استخلاف دار دارای خاصیت ضد میکروبی و شیمی درمانی هستند. این ویژگی های کومارین باعث جلب توجه شیمیدان های آلی به سمت آنها شده است. روشهای گوناگونی برای سنتز کومارین های استخلاف شده در مقالات مختلف شناخته شده است. این روشها شامل پچمن، پرکین، نوناگل،کلایزن، رفورماتسکی و واکنش ویتیگ است. یکی از روشهایی که بطور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد واکنش پکمن است که شامل تراکم بین فنل ها با بتا کتو استرهاست. بنابراین در قسمت اول یک روش موثر برای سنتز کومارین ها از طریق تراکم پچمن با استفاده از ده مول درصد آلومینا سولفوریک اسید (asa) به عنوان کاتالیزور تحت شرایط بدون حلال انجام گرفت. رنگ های آزو مهم ترین گروه سنتزی بوده و از قدرت رنگ آمیزی بالایی برخوردارند. آن ها توجه زیادی را به خود معطوف داشته اند و به طور گسترده در کاربردهای عملی فراوانی مانند رنگ آمیزی فیبرها، کاربرد های فوتوالکترونیکی، سیستم های چاپ، فناوری ذخیره ی نوری، رنگ های الیاف و همچنین در واکنش های زیستی بسیار و در شیمی تجزیه وارد شده اند. رنگ های آزو بر پایه ترکیبات کربونیل دار درخشنده بوده و دارای خواص ثابت ماندن که شامل ثبوت در برابر نور است، می باشند. تیوزانتون ها دسته بزرگی از ترکیبات کربونیل دار بوده که به طور گسترده به عنوان پوشش های سطحی کاربرد دارند. آن ها به عنوان مواد مقاوم در برابر نور و آغازگر نوری و ترکیباتی با قابلیت پلیمره شدن نوری در فرایند پلیمره شدن ترکیبات غیر اشباع و همچنین جوهر ها استفاده می شوند. در این کار رنگ های آزو بر پایه تیوزانتون به وسیله ی دی آزوته شدن- جفت شدن سنتز گردید.

استری شدن اسیدهای کربوکسیلیک یکی از مهم ترین تحولات آلی است که به خاطر نقش کلیدی آن در تولید ترکیبات آلی با ارزش، در بین شیمیدان ها از اهمیت بالایی برخوردار است. این واکنش به صورت سنتی با استفاده از کاتالیزورهای لوئیس اسیدی و برونشتد اسیدی تحت شرایط همگن انجام می شد. با این حال، بسیاری از سیستم های گزارش شده گران و مضر هستند و نیاز به شرایط سخت دارند. همچنین این سیستم ها مشکلاتی از قبیل بازیافت کاتالیزور، خالص سازی و جداسازی محصول دارند. بر این اساس، سال های اخیر چندین راهکار برای استفاده از کاتالیزور ناهمگن اسیدی جامد قابل بازیافت در این زمینه ارائه شده است. اگر چه کاتالیزورهای ناهمگن گزارش شده دارای مزایای مانند قابلیت بازیافت و جداسازی آسان در مقایسه با کاتالیزورهای همگن هستند، با این وجود، در بیشتر موارد، فعالیت کم و بهره وری پایینی دارند. لذا طراحی و سنتز کاتالیزورهای جدید قابل بازیافت و بسیار موثر برای این واکنش مهم به نظر می رسد. در این پروژه از طریق طراحی و تهیه یک کاتالیزور جدید بر پایه ی مایع یونی عامل دار شده با سولفونیک اسید (pmo-il-so3h) بر این مشکلات غلبه شده است. کاتالیزور pmo-il-so3h ابتدا توسط تکنیک-های مختلف شناسایی شد و سپس کاربرد کاتالیزوری آن در واکنش استری شدن اسیدهای کربوکسیلیک با الکل های نوع اول و دوم مورد بررسی قرار گرفت. بررسی ها نشان داد که این نانوکاتالیزور توانایی بسیار خوبی در استری شدن اسیدهای کربوکسیلیک با الکل های حلقوی، الکل-های آلیفاتیک زنجیر بلند و زنجیر کوتاه و همچنین بنزیل الکل ها تحت شرایط بدون حلال دارد. علاوه بر این، سیستم مورد بررسی دارای مزایای نظیر جداسازی آسان محصول و عدم ایجاد محصول جانبی است. این کاتالیزور چندین بار بدون از هیچ کاهشی در فعالیت و گزینش پذیری، بازیافت و مورد استفاده مجدد قرار گرفت. عملکرد بسیار خوب این کاتالیزور به بخش آبگریز مایع یونی و گروه های مجزای سولفونیک اسید تثبیت شده بر روی کانال های مزوساختار و همچنین مساحت سطح بالای نانوساختار منظم pmo-il نسبت داده می شود.

. در این پروژه کاربرد کاتالیزوری نانوساختارهای اورگانوسیلیکایی جدید بر پایه مایعات یونی که توسط واحدهای سولفونیک اسیدی و فلز منگنز اصلاح شده است در واکنش بیگینیلی مورد استفاده قرار گرفته است. در ابتدا این نانوکاتالیزورها تهیه شدند و تحت عنوانpmo-il-so3h و mn@pmo-il نامگذاری شده ند. سپس توسط تکنیک های مختلف از جمله میکروسکوپ الکترونی عبوری ((tem، میکروسکوپ الکترون روبشی (sem) و آنالیز تخلخل سنجی جذب-واجذب نیتروژن شناسایی شد ند. در مرحله بعد کاربرد کاتالیزوری این نانومواد در واکنش بیگینیلی انواع آلدهیدها با ترکیبات 3،1-دی کربونیل و اوره تحت شرایط مختلف (دما، حلال، زمان) مطالعه شده است. نتایج حاصل از بررسی نشان داد که این نانو کاتالیزورها از فعالیت بسیار خوبی برخوردارند و می توانند چندین مرتبه بدون از اینکه کاهشی در فعالیت آنها بوجود آید، بازیافت و مورد استفاده مجدد قرار گیرند. با توجه به خصوصیات منحصرد به فرد این مواد نظیر مساحت سطح بالا و قابل بازیافت بودن، کاربرد آنها در واکنش های دیگر تراکمی در حال بررسی است.

واکنش بیگینلی یکی از فرایندهای مهم برای تولید ترکیبات 4،3- دی هیدروپیریمیدینون است که این مواد در شیمی دارویی از ارزش بالایی برخوردارند. این واکنش به طور سنتی در حضور کاتالیزورهای اسیدی مختلف تحت شرایط همگن انجام شده است. در سالهای اخیر تعدادی از کاتالیزورهای ناهمگن قابل بازیافت نیز برای انجام این واکنش بکار گرفته شده¬اند با این وجود سیستم-های گزارش شده قبلی از مشکلات بازدهی پایین محصول، شرایط سخت واکنش و عدم بازیافت کاتالیزور رنج می برند. لذا طراحی و سنتز کاتالیزورهای جدید اسیدی با کارآیی بالا برای این واکنش یکی از موضوعات مهم در میان شیمیدانان است. بر این اساس، در این تحقیق سعی بر آن است تا از طریق تثبیت کردن کمپلکسی از آهن بر روی نانو¬ارگانو سیلیکای منظم بر پایه مایع یونی،کاتالیزوری جدید و قابل بازیافت برای واکنش بیگینلی تهیه و مورد استفاده قرار گیرد. تاثیر دما، میزان کاتالیزور و حلال در پیشرفت واکنش مور بررسی قرار گرفت. همچنین تعداد مراحل بازیافت، فعالیت، پایداری و دوام کاتالیزور مورد مطالعه قرار گرفته است

مایعات¬یونی یکی از ترکیبات بسیار مهم آلی هستند که به علت خواص منحصر به فرد از قبیل پایداری گرمایی بالا، قابلیت تنظیم خواص فیزیکی و شیمیایی آن¬ها و فشار بخار ناچیز نقش کلیدی را در شیمی سبز بازی می¬کنند. از سوی دیگر ارگانوسیلیکای نانو حفره منظم به خاطر سطح عمل بالا و پایداری گرمایی و مکانیکی بسیار خوب مورد توجه ویژه¬ای هستند. در این بین اورگانوسیلیکای نانو حفره بر پایه مایع¬یونی به خاطر داشتن امتیازات همزمان مایعات¬یونی و نانو ساختارها از اهمیت بالایی برخوردارند. بر این اساس، در بخش اول این تحقیق، تعدادی از مایعات¬یونی و کمپلکس مایعات¬یونی با فلز منگنز سنتز شده¬اند و توسط تکنیک¬های رزونانس مغناطیسی هسته (nmr) و مادون قرمز(ir) شناسایی شده¬اند. در بخش دوم این تحقیق، فعالیت ضد قارچی و ضد باکتریایی مواد سنتز شده مذکور به همراه تعدادی از مواد نانو اورگانوسیلیکای جدید بر پایه مایعات¬یونی بررسی شده است. علاوه بر این اثرات مواد سنتز شده بر روی dna نیز بررسی شده است. نتایج حاصل از بررسی نشان داد که مواد مذکور دارای فعالیت زیستی بسیار خوبی بر روی میکروارگانیسم¬های ذکر شده می¬باشند.