شیمی سبز نشان می دهد که چگونه روش های علمی بنیادی می توانند از سلامت انسان و محیط محافظت کنند. شیمی سبز در حقیقت طراحی محصولات و فرآیند های شیمیایی است که نیاز به استفاده و تولید مواد پر خطر را کاهش داده یا بر طرف می کند. در این راستا، زمینه های کلیدی شامل کاتالیزور، طراحی مواد شیمیایی و حلال های کم خطر از نظر محیطی مورد توجه می باشند. شیمیدانان حاضر و آینده برای طراحی محصولات و فرآیندهایی با ضریب اطمینان محیطی بالا آموزش می بینند. فعالیت های اخیر در زمینه شیمی سبز، پتانسیل علم شیمی در حل تعداد زیادی از چالش های محیطی که در حال حاضر به صورت جهانی با آنها روبرو هستیم را نمایان می سازند. در این پروژه، تلاش ما برای به کارگیری شیمی سبز در چهارچوب کارهای آزمایشگاهی انجام شده در قالب این پایان نامه شامل چهار رویکرد اصلی استفاده از علم و فن آوری نانوتکنولوژی (استفاده از نانو ذرات) و همچنین به کارگیری کربن فعال، به علت خواص بسیار ویژه آن ها و سطح ویژه زیاد آن ها، به عنوان سطح جامد جهت ناهمگن کردن کاتالیزور همگن سولفوریک اسید، و به کارگیری مواد پاک و منحصر به فرد از نظر شیمیایی بنام ترکیبات مایع یونی و نمک-های هالید پرداخته می شود. این مقوله ها، هدف ما که حرکت در مسیر شیمی سبز است را میسر می سازد. بنابراین در این رساله از این روشهای سبز جهت ساخت نانو کاتالیزورها و به کارگیری آنها در سنتز دی هیدرو پیریدین ها، همچنین سنتز و شناسایی کاتالیزور اسیدی بر پایه کربن فعال و استفاده از آن در سنتز زانتنها پرداخته شده است. بعلاوه، در این رساله، جهت هالوژناسیون ترکیبات آلی، از دو روش سنتزی سبز که عبارتند از: به کارگیری نمک هالید و اکسنده های جامد و مایع یونی با ساختار جدید استفاده شده است.

چکیده: 3،4-دی هیدروپیریمیدینون ها دسته ی مهمی از ترکیبات هتروسیکل می باشند که به دلیل دارابودن خواص بیولوژیکی و دارویی وسیع در سال های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. دی هیدروپیریمیدینون ها به عنوان ترکیبات ضد تومور، ضد باکتری، ضد حساسیت شناخته شده اند. در این پروژه، سنتز مشتقات 3،4- دی هیدروپیریمیدین، از تراکم آلدهیدهای آروماتیک، اتیل استو استات و اوره در حضور نانوکاتالیزور fe2o3-so3h-? درشرایط بدون حلال وامواج فرا صوت انجام شد. همچنین برای سنتز 3،4- دی هیدروپیریمیدین ها با راندمان بالا از کاتالیزور مایع یونی بر پایه سورفکتانت کاتیونی وآنیون تترا برمو آلومینات استفاده نمودیم. کلمات کلیدی: 3،4- دی هیدروپیریمیدین ، نانو کاتالیزور، شرایط بدون حلال، مایع یونی

مشتقات کومارین دسته ی مهمی از ترکیبات هتروسیکل حاوی اتم اکسیژن هستند که به طور گسترده در گیاهان وجود دارند. ترکیبات کومارین فعالیت های بیولوژیکی بسیار وسیعی داشته و خواص دارویی زیادی از جمله خاصیت ضد ویروسی، ضد باکتری، ضد سرطان، ضد افسردگی، ضد التهاب و ... از خود نشان می دهند. همچنین کومارین ها در صنعت از جمله صنایع عطرسازی و تولید لوازم آرایشی، صنایع غذایی و... به شکل وسیعی استفاده می شوند. به دلیل اهمیت کومارین ها، سنتز آن ها توجه دانشمندان شیمی آلی را به خود جلب نموده است. در این پروژه واکنش تراکم پچمن به منظور سنتز مشتقات کومارین با روشی آسان، سریع و سبز توسط کاتالیزور دودسیل بنزن سولفونیک اسید (dbsa) صورت گرفته است. این سورفکتانت که دوستدار محیط زیست می باشد، به تولید محصول مورد نظر ما با راندمان بالا و در مدت زمان کم و شرایط بدون حلال کمک می کند. ایمیدازول ها جزء ترکیبات هتروسیکل پنج عضوی شامل اتم نیتروژن هستند.آن ها در صنایع الکترونیک و عکاسی و همچنین در ساخت آفت کش ها و قارچ کش ها استفاده می شوند. این ترکیبات در سنتز معرف های آسیله کننده مانند 1-آسیل ایمیدازول کاربرد دارند. همچنین این ترکیبات در دارو هایی با خواص ضد ویروس، ضد تومور، ضد فشار خون بالا، ضد قارچ حضور دارند. یکی از مشتقات ایمیدازول ها ترکیبات 5?4?2-تری آریل ایمیدازول هستند که سنتز آن ها مورد توجه شیمیدان ها قرار گرفته است. ما در بخش دوم، مشتقات 5?4?2-تری آریل ایمیدازول را با روشی سبز، آسان، ارزان و در مدت زمان کم در شرایط بدون حلال و بدون کاتالیست با راندمان بالا سنتز کردیم .

دی بنزوزانتن ها دسته مهمی از ترکیبات آلی هستند که به دلیل دارا بودن خواص بیولوژیکی و دارویی نظیر فعالیت های ضد باکتریایی، ضد ویروسی و ضد التهابی در سال های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. در این پروژه، سنتز مشتقات14-آریل-h14-دی بنزوزانتن ها در حضور کاتالیزور c6h16clno15s4 از تراکم آلدهیدهای آروماتیک و 2- نفتول در درشرایط بدون حلال، امواج فرا صوت و مایکروویو در زمان کوتاه و با راندمان بالا انجام شد. در این روش از کاتالیزور مایع یونی بر پایه نمک آمونیوم نوع چهارم استفاده کردیم. مایعات یونی به دلیل فشار بخار پایین، غیرقابل اشتعال بودن، پایداری حرارتی و شیمیایی بالا به عنوان کاتالیزور و جایگزینی مناسب برای حلال های آلی فرار در سنتزهای آلی به کار می روند.

حلال های آلی عامل مهمی برای آلودگی محیط زیست می باشند و با توجه به خواص مایعات یونی مانند: فشار بخار ناچیز، غیرقابل اشتعال بودن، پایداری الکتروشیمیایی و انحلال پذیری بالا، مایعات یونی جایگزین مناسبی برای حلال های آلی متداول گشتند. به همین منظور در این پروژه، سنتز مایع یونی اسید برونستد جدید که بر پایه واکنش تری اتانول آمین با کلروسولفونیک اسید است و کاربرد آن در سنتز 4،3 دی هیدرو پیریمیدینون ها که دسته ای از ترکیبات هتروسیکل می باشند که فعالیت زیستی مهمی دارند با استفاده از حرارت متداول، امواج فرا صوت و تابش مایکروویو تحت شرایط بدون حلال گزارش می کنیم. به طور کلی، این روش با محیط زیست سازگار و بازده واکنش بالا می باشد. اما استفاده از امواج فرا صوت و تابش مایکروویو در مقایسه با روش حرارت متداول، زمان واکنش را کاهش و بازده واکنش را افزایش می دهد.

ترکیبات هتروسیکل کاربردهای وسیعی در شیمی دارویی و فعالیت ها ی بیولوژیکی دارند. مشتقات ایمیدازول و آمیدو آلکیل نفتول ها دسته ی خاصی از ترکیبات هتروسیکل هستند که در ساختار ترکیبات طبیعی مانند ویتامین ها و آنتی بیوتیک ها یافت می شوند. بنابراین با توجه به اهمیت این ترکیبات، فراهم آوردن روش های سنتزی مناسب و سازگار با محیط زیست از اهمیت خاصی برخوردار است. هدف از این پروژه معرفی روش هایی است که علاوه بر فراهم آوردن بازده بالا و شرایط آسان و ملایم، همراستا با مفهوم شیمی سبز باشد، مانند استفاده از کاتالیزورهای مایع یونی و نانو ذره. همچنین از آنجاییکه حلال ها نقش موثری در ایجاد آلودگی محیط زیست ایفا می کنند، در این پروژه واکنش ها در شرایط بدون حلال انجام شده اند

تیتانیوم اکسید اصلاح شده به آسانی از واکنش کلروسولفونیک اسید با نانو ذره تیتانیوم دی اکسید تهیه شد و به عنوان نانو کاتالیست برای تهیه ی هگزا هیدرو کینولین ها با استفاده از تراکم 4 جزئی یک آلدئید آروماتیک، آمونیوم استات، اتیل استو استات و دی کتون در دمای ? 70 به کار رفت -tio2-so3h nano بدون کاهش موثر در فعالیت کاتالیستی، قابل بازیافت و استفاده ی مجدد می باشد. در این روش هگزا هیدرو کینولین ها با بهره ی بالا در مدت زمان کوتاه و در شرایط ملایم سنتز شدند. کلمات کلیدی: سنتز تک ظرف، واکنش چهار جزئی، هگزاهیدروکینولین، کاتالیزگر نانو، تیتانیوم اکسید

ایمیدازول ها و 3،4-دی هیدروپریمیدینون ها هتروسیکلهای مهمی در شیمی آلی محسوب میگردند. مشتقات ایمیدازول در صنایع الکترونیک و عکاسی استفاده شده و همچنین جزء مهمی از ساختار آفت کش ها و قارچ کش ها میباشند. این ترکیبات در داروهایی با خواص ضد ویروس، ضد تومور، ضد فشارخون بالا و ضد قارچ حضور دارند. در بخش اول این پروژه، مشتقات 5،4،2-تری آریل ایمیدازول و همچنین مشتقات 5،4،2،1-تترا آریل ایمیدازول را با روش سبز، آسان، ارزان و در مدت زمان کم در شرایط بدون حلال و کاتالیزگر فلوئوروبوریک اسید تثبیت شده بر روی پرلیت (perlite-hbf4) با راندمان بالا سنتز شدند. دی هیدروپیریمیدینون_ها به عنوان بلوکه کننده کانال کلسیم، ضد افزایش فشار خون، ضد تومور و ضد التهاب اهمیت دارویی دارند. در بخش دوم این پروژه اکسیداسیون مشتقات بنزیل الکل به بنزالدهید مربوط در حضور مایع یونی اسیدی و در شرایط بدون حلال و با راندمان بالا انجام شد و نهایتا سنتز مشتقات 4،3-دی هیدروپیریمیدینون، با استفاده از مشتقات بنزالدهید تولید شده طی دو مرحله و به صورت تک ظرف در شرایط بدون حلال و با راندمان بالا انجام شد.

نانوذره مغناطیسی عامل دار شده با سولفونیک اسید به عنوان یک کاتالیزور سبز، کارآمد ، ناهمگن و قابل باز یافت برای سنتز ترکیبات آلی مانند ترکیبات پر کاربرد بنزودیازپین استفاده شده است. این کاتالیزور دارای بالاترین کارایی است و به راحتی توسط یک آهنربای خارجی از مخلوط واکنش جدا می¬شود. بنزودیازپین¬ها و دیگر مشتقات آنها دسته ای از ترکیبات هتروسیکل هستند که به دلیل دارا بودن خواص بیولوژیکی و دارویی در سال¬های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. به همین منظور در این پروژه، سنتز مشتقات 5،1-بنزودیازپین بر پایه تراکم 2-فنیلن دی آمین با کتون¬ها و چالکون¬های گوناگون با استفاده از حرارت دهی متداول و تابش مایکروویو تحت شرایط بدون حلال گزارش می¬کنیم. به طور کلی، این روش با محیط سازگار و بازده واکنش بالا می¬باشد. اما استفاده از امواج مایکروویو در مقایسه با روش حرارت دهی متداول، زمان واکنش را کاهش و بازده واکنش را افزایش می¬دهد

تیولها و دیسولفیدها نقش و اهمیت زیادی در فرآیندهای بیولوژیکی و شیمیائی دارند. تیولها و دیسولفیدها در ساختار سلولهای آلی نقش دارند و در صنعت به عنوان عامل ولکانیزاسیون و به عنوان ماده جلوگیری کننده از پارگی کویلها در مقابل کک و کربنمنوکسید و در کشاورزی به عنوان ماده ضد عفونی کننده خاک استفاده می شود. در گاز شهری برای بودارکردن گاز به عنوان هشدار دهنده استفاده می شود. برای جلوگیری از پلیمره شدن آلکنها در هنگام انبارش نیز استفاده می شود. روشهای زیادی برای سنتز دی سولفیدها ارائه شده است، اما در اینجا ما سعی کرده ایم روش هائی را ارائه دهیم که شامل کاتالیست ها، مواد شیمیائی، حلال های سازگار با محیط زیست، شرایط ملایم، زمان کوتاه و بهره بالا باشد. علیرغم همه مزایا، ترکیب های گوگردی به عنوان سم صنعت بویژه صنعت های نفت و گاز می باشند، به طوری که واحدهای سولفورزدائی پردردسرترین، پرحادثه ترین و آلوده ترین واحد عملیاتی در یک پالایشگاه گاز می باشد. خوردگی و آلودگیهای زیست محیطی با وجود همه تدابیر، مقررات و استانداردها فاجعه بار است. درصنعت برای حذف ترکیب های گوگردی یا آنها را به h2sو سپس به گوگرد دانه بندی یا به ترکیب های دی سولفیدی تبدیل و در تانک ذخیره و سپس در خاک دفن می کنند. ترکیبهای سولفیدی و دی سولفیدی در سوختها در هنگام احتراق به سولفونها و سولفوکسیدها و دی اکسید گوگرد و سایر مشتقهای مضر برای انسان و محیط زیست تبدیل می شوند. این ترکیبهای مضر باعث خوردگی در قطعات مختلف خودروها نیز می شوند. روشهای حذف گوناگونی ارائه شده است که شامل روش حذف توسط هیدروژن در دمای بالا، روش اکسیداسیون، روش تلفیق این دو، روش گوگرد زدائی باکتریائی، روش مایکروویو و ... اما روشی که در این جا استفاده شده است روش حذف اکسیداسیونی گوگرد می باشد. دلیل استفاده از این روش ارزانی، سبز بودن اکسیدان، سازگاری حلال با محیط زیست، دمای پایین، زمان نسبتا کوتاه و کارائی بسیار بالا (میزان گوگرد از ppm 725 در ماده اولیه به کمتر از ppm 3 در محصول) و انجام واکنش در فشار اتمسفر بوده است.

زانتن ها ترکیبات هتروسیکل اکسیژن داری هستند که جز خانواده مهمی از ترکیبات آلی به شمار می آیند به عنوان ترکیبات فعال بیولوژیکی و مواد رنگزا صنعتی کاربرد فراوان دارند و همچنین با توجه به خواص طیفی ویژه درفن‏آوری لیزر مورد استفاده قرار می‏گیرند، از طرفی ترکیبات که دارای هسته زانتنی می‏باشند دارای خواص ضدویروسیّ، ضد باکتری و ضد اشتعال پذیری هستند. همچنین می توان از آن‏ها به عنوان رنگ، تعیین کننده ی ph‏ درون سلولی و به صورت فلورسانت جهت مشاهده‏ی‏ مولکول‏های زیستی استفاده نمود. از این رو روش های متعددی جهت تهیه این ساختار فعال ارائه شده است. در این پروژه، سنتز مشتق‏های‏ تتراهیدروبنزو(?)زانتن-11-اون‏ها در شرایط بدون حلال و در حضور مقادیر کاتالیستی پرلیت سولفونیک اسید (pe-so3h(pesa از طریق واکنش تراکمی مشتق‏های بنزآلدهید با دیمدون و ?-نفتول گزارش شده است. زمان انجام واکنش کوتاه و بهره ی واکنش بالا بوده است و واکنش بدون تشکیل محصول جانبی می‏باشد. کلمات کلیدی: زانتن، مشتقات بنزآلدهید، دیمدون، ?-نفتول، پرلیت سولفوریک اسید، شرایط بدون حلال.

در این رساله نانو ذرات اکسید آهن به عنوان سطح جامد به منظور ناهمگن کردن مایع یونی ایمیدازول تری برمید و ایمیدازول سولفونیک اسید و کاتالیزور همگن سولفوریک اسید استفاده شده است. کاتالیزورهای تهیه شده در سنتز ترکیبات مختلف از جمله آریل یدیدها، ترکیبات آزو، سولفوکسیدها، بنزیلیدین ها، هگزاهیدروکینولین ها، پیرانوپیرازول ها و 3،4- دی هیدروپیریمیدین-2-(h1) اون ها استفاده شده است. بعلاوه در این رساله، سنتز و شناسایی کاتالیزور نانو ذرات عامل دار شده با 2-آمینو بنزایمیدازول و استفاده از آن در سنتز بنزوپیران ها گزارش شده است. به طور کلی شرایط این واکنش ها، سنتز در دمای پایین، زمان کوتاه واکنش، عدم نیاز به حلال های سمی و تولید محصولات خالص و با بازده بالا، در شرایطی سازگار با محیط زیست می باشد.

پرمی پکسول دی هیدروکلراید منو هیدرات یک ماده موثره داروئی است که در درمان بیماری پارکینسون مورد استفاده قرار می گیرد. این ترکیب جزء ترکیبات تیازولی بوده و کربن شماره 6 در این ماده داروئی کایرال و انانتیومر (s) این ترکیب خاصیت داروئی دارد. در این تحقیق از مخلوط راسمیک ماده 6،2-دی آمینو-7،6،5،4-تترا هیدروبنزوتیازول به عنوان ماده اولیه جهت سنتز این ماده داروئی استفاده شده که پس از جداسازی انانتیومر (s) از مخلوط راسمیک توسط (l) تارتارئیک اسید و استفاده از پروپانال، حدواسط پرمی پکسول بیس را سنتز کرده و در ادامه با کمک هیدروکلریک اسید آن را به نمک دی هیدروکلرید تبدیل نموده ایم. در ادامه ناخالصی های به وجود آمده در حین فرآیند سنتز را بررسی نموده و روشهای خالص سازی آن را مورد بحث قرار می دهیم.

مدتومیدین با نام تجاری دومیتور و مشتق نفتالینی آن (4-(1-(نفتالن-1-ایل) اتیل)h3- ایمیدازول) قویترین آگونیستهای گروه آلفا-2 آدرنرژیک است که خاصیت ضد درد، بیحسکننده، خوشخوکننده و ضد اضطراب دارند. مدتومیدین یک داروی سنتزی و یک آلفا-2 آدرنرژیک آگونیست انتخابی و موثر است که دارای یک مرکز کایرال بر روی کربن حد واسط دو حلقه فنیل و ایمیدازول است. این دارو راسمیک بوده و به صورت دو انانتیومر وجود دارد. دکسمدتومیدین )انانتیومرs) به عنوان داروی هوشبر در مراقبتهای ویژه، با نام تجاری پرسدکس مورد استفاده قرار میگیرد. روشهای مختلفی برای سنتز مدتومیدین و مشتق نفتالینی آن گزارش شده است. در این تحقیق، در ابتدا تلاش بر سنتز انانتیوگزین داروی دکسمدتومیدین از طریق افزایش نامتقارن معرف گرینیارد به آلدهید و تبدیل آن به الکل کایرال و سپس تبدبل الکل کایرال به داروی دکسمدتومیدین انجام گرفت. سپس با توجه به روشهای گزارش شده، یک روش دو مرحلهای، شامل تبدیل آلدهید به الکل در مرحله اول و اتصال گروه ایمیدازول به الکل در مرحله دوم، برای تهیه مدتومیدین بهینه شد و سپس شرایط بهینه در مورد سنتز مدتومیدین اعمال گردید. ترکیب مشابه نفتالینی مدتومیدین نیز به دلیل داشتن خواص مشابه و استفاده از مواد اولیه بسیار ارزان قیمتتر به همین روش و با بهره و خلوص مشابه سنتز گردید. تلاشهایی نیز در جهت خالص سازی انانتیومری ترکیب مشابه نفتالینی مدتومیدین از طریق دیاستروایزومرسازی با تارتاریک اسید در الکلهای مختلف (متانول، اتانول و ایزوپروپانول) در مقیاس 1 گرم و نیز جداسازی و شناسایی آن توسط مواد کایرال صورت گرفت.