فرزاد نیک پور

اکسایش و کاهش گروه‌های عاملی از تبدیل‌های مهم در سنتزهای آلی به‌حساب می‌آیند. در سنتزهای شیمیایی معمولی، از واکنشگرهای اکسیدکننده یا کاهنده استفاده‌ می‌شود که اغلب این واکنشگرها سمی و خطرناک هستند. در الکتروسنتز، با استفاده از تکنیک اکسایش آندی-کاهش کاتدی، فرآیند انتقال الکترون در سطح الکترود جایگـزین واکنش‌گرهای اکسید کننده و کاهنـده می‌شود. از آنجایی‌که الکترون‌ها به‌طور ذاتی واکنشگرهای تمیزی هستند و الکترود نیز به‌عنوان کاتالیزگر ناهمگن به راحتی از فرآورده‌ها جدا می‌شود، بنابراین روش الکتروشیمیایی به‌عنوان روشی سبز در این تبدیل‌ها مورد استفاده قرار گرفته‌ و در تحقیقات پژوهشی و هم‌چنین در صنعت، جایگاه ویژه‌ای یافته‌است. در این پژوهش، اکسایش آندی الکتروشیمیایی برخی مشتقات پیرازول نظیر 3-متیل‌پیرازول، 3،5-دی‌متیل‌پیرازول و 3-متیل-5-فنیل‌پیرازول و 5،3-دی‌فنیل‌پیرازول، به‌منظور الکتروسنتز ترکیب‌های آلی جدید مورد بررسی قرار گرفت و تاثیر پارامترهای موثر بر سنتز الکتروشیمیایی این ترکیب‌ها نظیر تغییرات pH و سیستم الکترولیت در محیط آبی و آلی بررسی ‌شد. نتایج نشان‌ داد در یک سل تفکیک نشده الکتروشیمی، پیرازول‌های اکسید شده در آند، به سرعت با مولکول‌های مواد اولیه وارد واکنش شده و از طریق تشکیل پیوند N-N و شکسته ‌شدن حلقه پیرازول در یک واکنش الکتروکاتالیز شده، ترکیب‌های هتروسیکل جدید با بازده‌های قابل توجه و همگام با اصول شیمی سبز سنتز شده‌اند. ساختار فرآورده‌ها، پس از جداسازی و خالص‌سازی، با استفاده از تکنیک‌های مختلف طیف‌سنجی مانند IR، NMR و Mass بررسی و تایید شد. سپس، با استفاده از داده‌های طیف‌سنجی و مطالعات ولتامتری چرخه‌ای (CV)، مکانیسم‌هایی برای واکنش‌های انجام شده و چگونگی تبدیل پیرازول‌ها به هتروسیکل‌های جدید ارائه شد

بنزوکسازین ها کاربردهای بیولوژیکی و دارویی گسترده ای دارند و به علت خواص و فعالیت های بیولوژیکی قابل توجه و استفاده گسترده آنها در تهیه سایر هتروسیکل ها، سنتز و بررسی خواص آنها پس از گذشت بیش از یک قرن همچنان ادامه دارد. بنابراین، دستیابی به روش های ساده و بهینه سازی روش های قبلی برای سنتز این ترکیبات از اهمیت ویژه ای برخوردار است. هدف اصلی از انجام این تحقیق، ارائه روش های ساده و مناسب برای حلقوی کردن آمیدهای حاصل از آنترانیلیک اسید در مجاورت واکنش گرهایی است که توانایی جذب آب و حلقوی کردن را در شرایط ملایم دارند. نتیجه این پژوهش، تهیه 2-(3-کلروپروپیل)-H4-بنزو-(3،1)-اکسازین-4-اون با استفاده از مواد اولیه ساده و در دسترس در شرایط ملایم می باشد. در این تحقیق، ابتدا از واکنش تراکمی آنترانیلیک اسید با 4-کلروبوتانوئیل کلراید، حدواسط 2-(4-کلروبوتان آمیدو) بنزوییک اسید تهیه و سپس حلقوی کردن حدواسط تهیه شده با استفاده از واکنش گرهای آبگیر و حلقوی کننده مناسب مانند استیک انیدرید، استیل کلراید، سیانوریک کلراید، گوانیدینیوم کلراید و دی سیکلوهگزیل کربودی ایمید انجام شد. ساختار محصول، پس از جداسازی و خالص سازی، با استفاده از تکنیک های مختلف طیف سنجی مانند IR و NMR بررسی و تایید شد.

بنزوکسازین ها کاربردهای بیولوژیکی و دارویی گسترده ای دارند و به علت خواص و فعالیت های بیولوژیکی قابل توجه و استفاده گسترده آنها در تهیه سایر هتروسیکل ها، سنتز و بررسی خواص آنها پس از گذشت بیش از یک قرن همچنان ادامه دارد. بنابراین، دستیابی به روش های ساده و بهینه سازی روش های قبلی برای سنتز این ترکیبات از اهمیت ویژه ای برخوردار است. هدف اصلی از انجام این تحقیق، ارائه روش های ساده و مناسب برای حلقوی کردن آمیدهای حاصل از آنترانیلیک اسید در مجاورت واکنش گرهایی است که توانایی جذب آب و حلقوی کردن را در شرایط ملایم دارند. نتیجه این پژوهش، تهیه 2-(3-کلروپروپیل)-H4-بنزو-(3،1)-اکسازین-4-اون با استفاده از مواد اولیه ساده و در دسترس در شرایط ملایم می باشد. در این تحقیق، ابتدا از واکنش تراکمی آنترانیلیک اسید با 4-کلروبوتانوئیل کلراید، حدواسط 2-(4-کلروبوتان آمیدو) بنزوییک اسید تهیه و سپس حلقوی کردن حدواسط تهیه شده با استفاده از واکنش گرهای آبگیر و حلقوی کننده مناسب مانند استیک انیدرید، استیل کلراید، سیانوریک کلراید، گوانیدینیوم کلراید و دی سیکلوهگزیل کربودی ایمید انجام شد. ساختار محصول، پس از جداسازی و خالص سازی، با استفاده از تکنیک های مختلف طیف سنجی مانند IR و NMR بررسی و تایید شد.

بنزوکسازین ها کاربرد های بیولوژیکی و دارویی گسترده ای دارند و به عنوان مواد اولیه مناسب برای سنتز بسیاری از هتروسیکل ها مانند کینازولین ها مورد استفاده قرار می گیرند. روش های گزارش شده در منابع برای سنتز بنزوکسازین-4-اون های 1 فراوان است، ولی روش های محدودی برای سنتز 2،1-دی هیدرو-(H4)-1،3-بنزوکسازین -4-اون ها گزارش شده است. با توجه به فعالیت ها و کاربردهای زیاد این ترکیب‎ها، دست یابی به روش های مختلف سنتزی و نیز بهینه سازی روش-های قبلی برای سنتز این هتروسیکل ها از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. در این پژوهش، ارائه روشی ساده و مناسب برای سنتز N-(4-کلروبوتانوئیل)-2،1-دی هیدرو-(H4)-1،3-بنزوکسازین-4-اون های 5 در شرایط ملایم و با استفاده از مواد اولیه ساده ارائه شده‎است. ابتدا از واکنش تراکمی آنترانیلیک اسید با مشتقات بنزآلدهید، شیف-باز های 4 تهیه و سپس در مجاورت 4-کلروبوتانوئیل کلرید و تری اتیل آمین، واکنش حلقوی شدن و آسیل دار شدن شیف-باز های تهیه شده انجام می شود (طرح 1). وجود گروه فعال C-Cl در انتهای زنجیر آلکیل 5، انجام واکنش های بیشتر روی این ترکیب ها را امکان پذیر نموده و خواص دارویی و کاربرد های صنعتی آن ها را افزایش می دهد. در مرحله بعد، پس از جداسازی و خالص سازی فراورده ها، ساختار آن ها با استفاده از تکنیک های مختلف طیف سنجی مانند IR، NMR و Mass، بررسی و تایید شد.

بنزوکسازین ها کاربرد های بیولوژیکی و دارویی گسترده ای دارند و به عنوان مواد اولیه مناسب برای سنتز بسیاری از هتروسیکل ها مانند کینازولین ها مورد استفاده قرار می گیرند. روش های گزارش شده در منابع برای سنتز بنزوکسازین-4-اون های 1 فراوان است، ولی روش های محدودی برای سنتز 2،1-دی هیدرو-(H4)-1،3-بنزوکسازین -4-اون ها گزارش شده است. با توجه به فعالیت ها و کاربردهای زیاد این ترکیب‎ها، دست یابی به روش های مختلف سنتزی و نیز بهینه سازی روش-های قبلی برای سنتز این هتروسیکل ها از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. در این پژوهش، ارائه روشی ساده و مناسب برای سنتز N-(4-کلروبوتانویل)-2،1-دی هیدرو-(H4)-1،3-بنزوکسازین-4-اون های 5 در شرایط ملایم و با استفاده از مواد اولیه ساده ارائه شده‎است. ابتدا از واکنش تراکمی آنترانیلیک اسید با مشتق های بنزآلدهید، شیف-باز های 4 تهیه و سپس در مجاورت 4-کلروبوتانویل کلراید و تری اتیل آمین، واکنش حلقوی شدن و آسیل دار شدن شیف-باز های تهیه شده انجام می شود (طرح 1). وجود گروه فعال C-Cl در انتهای زنجیر آلکیل 5، انجام واکنش های بیشتر روی این ترکیب ها را امکان پذیر نموده و خواص دارویی و کاربرد های صنعتی آن ها را افزایش می دهد. در مرحله بعد، پس از جداسازی و خالص سازی فراورده ها، ساختار آن ها با استفاده از تکنیک های مختلف طیف سنجی مانند IR، NMR و Mass، بررسی و تایید شد.

پژوهش حاضر بر روی طراحی و تهیه ی نانوکاتالیزگرهای هیبریدی ناهمگن جدید بر پایه ی نیمه هادی های اکسید فلزی متمرکز شده است. در همین راستا فوتوکاتالیزگرهای فعال تحت تابش نور مرئی کارآمدی با استفاده از روش های هیدروترمال و سل-ژل تهیه شدند. نانوفوتوکاتالیزگرهای تهیه شده با استفاده از روش های دستگاهی FT-IR، FE-SEM، EDS،TEM ، PEC،UV-Vis ،DRS ، BET، XRD و PL شناسایی شدند. از نانوهیبریدهای Co-TCPP@TiO2/BiVO4 و TiO2@Ag/Cu-SB و نانو کامپوزیت پلاسمونی Ag/β-Ag2WO4/BiVO4 به عنوان فوتوکاتالیزگر در اکسایش انتخابی الکل های آروماتیک و نانومواد GCN@MoS3 و Co5POM-NC در تولید فوتوکاتالیزی هیدروژن از آب تحت تابش نور مرئی استفاده شد. نانو هیبرید Co-TCPP@TiO2/BiVO4 از اتصال کووالانسی نانو کامپوزیت TiO2/BiVO4 به کمپلکس پورفیرین از طریق گروه پل شونده کربوکسیلات به دست آمد. بازده واکنش فوتوکاتالیزی با اکسیژن هوا و یا TBHP تحت تابش نور مرئی به 85% رسید که در مقایسه با نانو کامپوزیت TiO2/BiVO4 افزایش قابل ملاحظه ای داشت. این افزایش کارایی به افزایش شدت جذب نور توسط کمپلکس کبالت پورفیرین نسبت داده شد. نانو کامپوزیت سه تایی Ag/β-Ag2WO4/BiVO4 نیز به عنوان یک جامد ناجور اتصال Z-گونه، بازده بالایی در تولید آلدهیدها از الکل های آروماتیک، در حضور آب اکسیژنه و در مقایسه با سایر اجزای آن نشان داد. این عملکرد عالی ناشی از رزونانس پلاسمونی سطح (SPR) نانوذره های نقره فلزی متصل به سطح Ag2WO4/BiVO4 می باشد که شرایط انتقال سریع حامل های بار و جدایش مناسب آن ها را فراهم می نماید. همچنین در این مطالعه نانو هیبرید TiO2@Ag/Cu-SB که از اتصال مستقیم TiO2@Ag با کمپلکس شیف باز مس به دست آمد، کارایی کاتالیزگری بیشتری در واکنش اکسایش انتخابی الکل ها تحت تابش نور مرئی و در حضور آب اکسیژنه نشان داد. در این مورد افزایش کارایی کاتالیزی را می توان به هر دو عامل جدایش موثر جفت اکسایتون های الکترون- حفره و SPR نسبت داد که از بازترکیب بارها جلوگیری می شود. در ادامه شرایط بهینه واکنش فوتوکاتالیزی با تغییر عواملی همچون دما، نوع حلال، اکسنده به دست آمد. همچنین پایداری این فوتوکاتالیزگرهای ناهمگن با توجه به عدم تغییر کارایی کاتالیزگری آن ها طی چندین بار بازیابی و استفاده ی مجدد تایید شد. به منظور تولید هیدروژن تحت تابش نور مرئی، فوتوکاتالیزگر GCN@MoS3 از تثبیت مولیبدن سولفید به عنوان کمک کاتالیزگر بر روی صفحه های کربن نیترید گرافیتی با مساحت سطح بسیار بالا تهیه و شناسایی شد و در ادامه در واکنش تولید هیدروژن از آب مورد استفاده قرار گرفت. این فوتوکاتالیزگر کارایی بالا در تولید فوتوشیمیایی هیدروژن با سرعت 8190 میلی مول بر ساعت از منابع تجدیدپذیر و فراوان نور مرئی از خود نشان داد. همچنین از نانو خوشه ی Co5POM-NC حاصل از واکنش خود تجمعی نمک سزیم کمپلکس پنتا کبالت پلی تنگستات با استفاده از سورفکتانت و تابش امواج فرا صوت به عنوان نانوکاتالیزگر ناهمگن در یک سیستم چند جزئی استفاده شد. این نانو کاتالیزگر ناهمگن افزون بر پایداری، کارایی بالایی با بازده کوانتومی 1/12 درصد در تولید هیدروژن تحت تابش نور مرئی نشان داد.

1،3-بنزوکسازین-4-اون ها گروه مهمی از N-هتروسیکل ها هستند که به علت دارا بودن خواص دارویی، بیولوژیکی، کاربرد های صنعتی و همچنین استفاده از آن ها به عنوان مواد اولیه و یا حد واسط در سنتز سایر هتروسیکل ها بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. در مقایسه با 1،3- (H4)-بنزوکسازین-4-اون ها ، روش های سنتزی گزارش شده برای سنتز 2،1-دی هیدرو-(H4)-1،3-بنزوکسازین-4-اون ها بسیار محدود می باشد. در این تحقیق، ابتدا با استفاده از واکنش تراکمی بین مشتقات آنترانیلیک اسید 1 و گلی اکسال 2 در دمای اتاق، شیف-بازی های 3 سنتز شده، سپس، با حلقوی کردن آن ها در استیک انیدرید، سنتز بیس N-آسیل-2،1-دی هیدرو-(H4)-1،3-بنزوکسازین-4-اون های4 انجام شد (شمای 1). از امتیازهای این روش، استفاده از شرایط ملایم، مواد اولیه ساده و در دسترس، زمان نسبتاً کوتاه واکنش ها و بازده بالای محصول ها می باشد. همچنین، مرحله آسیل دار شدن و حلقوی شدن بدون نیاز به استفاده از کاتالیست بوده و جداسازی و خالص سازی محصول ها در همه مراحل واکنش به سادگی انجام شده است. پس از جداسازی و خالص سازی ترکیب های سنتز شده، ساختار آن ها با استفاده از تکنیک های مختلف طیف سنجی شناسایی و تایید شد.

در این رساله، بر اساس اصول شیمی سبز، پلی اکسومتالات های نوع ساندویچی: K11H[(HOSnOH)3(PW9O34)2].20H2O، K9H5[(HOSnOH)3(SiW9O34)2].30H2O، K9(NH4)H2[(OCe)3(PW9O34)2].20H2O، Na12[WCo3(H2O)2(CoW9O34)2].25H2O و Na12[WZn3(H2O)2(ZnW9O34)2].46H2O با استفاده از روش های ساده، ارزان قیمت و مواد تجاری در دسترس سنتز شدند. همچنین، فرم اسیدی پلی اکسومتالات ساندویچی کبالت (H9Na3[WCo3(H2O)2(CoW9O34)2].37H2O) برای اولین بار توسط روش ساده تعویض کاتیونی به کمک رزین اسیدی تهیه شد. سپس، چندین کاتالیزگر جدید به کمک برهمکنش های الکتروستاتیک و اتصالات کووالانسی مابین پلی اکسومتالات های ساندویچی و بستر مورد نظر، تهیه شدند. نانو-کامپوزیت های جدیدی توسط قرار گرفتن پلی اکسومتالات های ساندویچی در حفرات چهارچوب فلز-آلی متخلخل ((Cr)MIL-101) توسط روش ساده تعویض آنیونی و تثبیت هترو پلی اسید ساندویچی کبالت بر روی سطح نانوهیبریدی از H6Cu2[PDA]6.5[GeW9Cu3O37].11H2O (PDA= p-phenylenediamine) و نانوذرات مغناطیسی GO/Fe3O4، تهیه شدند. تشکیل نانوکامپوزیت ها توسط روش های FT-IR، TGA، BET، SEM، EDX،VSM ،ICP و XRD پودری، تایید شدند. فعالیت کاتالیزگری نانو کامپوزیت ها در اکسایش سولفیدها، تشکیل پیوند C-C و واکنش سه جزیی مانیک مورد بررسی قرار گرفت. روشی ساده در جهت سنتز هیبرید معدنی-آلی جدیدی بر پایه پلی اکسومتالات ساندویچی قلع و لیگاند 2- آمینو پریدین گزارش شد و ساختار بلوری آن برای اولین بار توسط XRD تک بلور شناسایی شد. هیبرید معدنی-آلی (P2W18Sn3/2-AP)، به دلیل پایداری ساختاری، به عنوان کاتالیزگر در واکنش اکسایش انتخابی سولفید در حلال آب و در دمای اتاق مورد استفاده قرار گرفت. همچنین، هیبرید معدنی-آلی با روش ساده بارورسازی روی نانو ذارت تیتانیوم دی اکسید دوپه شده با فلز نئودیمیوم (Nd-TiO2) بارگذاری شد. نانوکامپوزیت جدید Nd-TiO2@P2W18Sn3/2-AP به عنوان فوتوکاتالیزگری موثر و قابل بازیاب در تخریب رنگ متیلن بلو مورد استفاده قرار گرفت. در این نانو-کامپوزیت ها، پلی اکسومتالات های ساندویچی به عنوان گونه های فعال کاتالیزگری ایفای نقش می کنند. نتایج نشان می دهند که فعالیت کاتالیزگرهای ناهمگن بر پایه پلی اکسومتالات ها به صورت قابل توجهی افزایش یافته و کاتالیزگرها در محیط واکنش پایدار و به راحتی جداسازی و چندین بار بدون کاهش قابل ملاحظه فعالیت، مورد استفاده مجدد قرار گرفتند. نانوکامپوزیت های تهیه شده دارای مزیت های زیادی می باشند، از جمله: روش تهیه ساده، واکنشگرهای ارزان قیمت و پایدار، غیرسمی بودن، پایدار بودن در محیط واکنش، فعالیت و گزینش پذیری بالا، جداسازی آسان از مخلوط واکنش و قابلیت استفاده مجدد بدون کاهش قابل ملاحظه فعالیت. در نتیجه، رعایت اصول مورد نظر شیمی سبز مانند دوستدار محیط زیست بودن و به صرفه بودن از لحاظ اقتصادی، سنتز و به کارگیری کاتالیزگرهای جدید را قابل قبول کرده است.

در این رساله، پلی اکسومتالات ساندویچی [(OCe)3(PW9O34)2]12- (Ce3W18)توسط روش ساده تعویض آنیونی در بین لایه های هیدروکسید لایه ای دوگانه(LDHs) Mg3Al@NO3، لایه های LDHs مغناطیسی Fe3O4@Mg3Al@NO3 و لایه های LDHs اصلاح شده با لیگاند تریس (هیدروکسی متیل)-آمینومتان Tris-LDH-CO3 جایگزین گردید. جایگزینی آنیون Ce3W18 در فواصل بین صفحات لایه-های LDHs و تشکیل نانوکامپوزیت های Mg3Al@Ce3W18، Fe3O4@Mg3Al@Ce3W18 و Tris-LDH-Ce3W18 بوسیله تکنیک های FT-IR، TGA، XRD، FESEM، TEM، EDX، VSM و BET تایید شد. فعالیت نانوکامپوزیت های Mg3Al@Ce3W18، Fe3O4@Mg3Al@Ce3W18 و Tris-LDH-Ce3W18 به عنوان کاتالیزگر به ترتیب در واکنش های اکسایش انتخابی سولفیدها به سولفون، تخریب رنگ متیلن بلو و واکنش اکسایش پیریدین و مشتقاتش به پیریدین N-اکسیدها در مجاورت هیدروژن پراکسید (%30) به عنوان اکسیدکننده سبز در دمای اتاق مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین از نانوکامپوزیت Mg3Al@Ce3W18 برای سنتز آریل سولفونیل بنزن دی اُل ها از طریق جفت شدن اکسایشی بنزن دی اُل ها و نمک های آریل سولفینیک اسیدها با استفاده از اکسیژن هوا به عنوان اکسید کننده در حلال آب و در دمای اتاق استفاده شد. نانوکامپوزیت های تهیه شده دارای مزیت های زیادی از جمله غیرسمی بودن، پایدار بودن در محیط واکنش، فعالیت و گزینش پذیری بالا، جداسازی آسان از مخلوط واکنش و قابلیت استفاده مجدد بدون کاهش قابل ملاحظه فعالیت هستند

در این رساله، برخی مشتقات کینون دی ایمین به عنوان پذیرنده مایکل از طریق اکسایش الکتروشیمیایی ترکیبات ارتو و پارافنیلن دی آمین تولید شدند و کاربرد آنها در غیاب و همچنین در مجاورت هسته دوست های مختلف در سنتز ترکیبات جدید آلی به همراه مطالعات مکانیسمی با استفاده از تکنیک ولتامتری چرخه ای و کولومتری مورد بررسی قرار گرفت. سنتز ترکیبات مورد نظر با بازده اتمی و بازده انرژی بالا، در دما و فشار محیط و بدون نیاز به کاتالیست یا هر ترکیب اکسید کننده انجام شد. استفاده بیشتر از شرایط ایمن و همسو با اصول شیمی سبز از مزایای روش های استفاده شده در این رساله نسبت به روش های معمول است. کارهای انجام شده در این رساله شامل 5 بخش است: در بخش اول، تشکیل پیوند C-C بین N و N-دی فنیل بنزن-1،4-دی آمین (DPD) و ترکیبات CH-اسید به عنوان هسته دوست با استفاده از روش الکتروشیمیایی زوجی همگرا انجام شد. داده های به دست آمده نشان داد N، N-دی فنیل پاراکینون دی ایمین حاصل از اکسایش الکتروشیمیایی DPD در واکنش افزایش مایکل با هسته دوست ها از طریق مکانیسم EC شرکت کرده و تبدیل به محصولات می شود. واکنش ها در شرایط ملایم و مطابق با اصول شیمی سبز با بازده بالا انجام می شوند. در بخش دوم، رفتار الکتروشیمیایی دو ترکیب 2-ADPA و 4-ADPA در غیاب هسته-دوست بررسی شد. نتایج نشان داد در غیاب هسته دوست، دیمری شدن اتفاق می افتد و دیمرهای مناسبی از دو ترکیب فوق به سادگی از طریق اکسایش آندی 2-ADPA و 4-ADPA با بازده و خلوص بالا تحت شرایط ملایم سنتز شدند. در بخش سوم، مشتقات N1-فنیل-4-(سولفونیل) بنزن-1،2-دی آمین از طریق اکسایش آندی 2-ADPA در مجاورت ترکیبات سولفینیک اسید به صورت مکان گزین سنتز شدند. پاراکینون دی ایمین ایجاد شده از اکسایش آندی 2-ADPA در واکنش افزایش مایکل با سولفینیک اسیدها شرکت کرده و به محصولات تبدیل می شود. این روش تحت شرایط سازگار با محیط زیست و هم سو با اصول شیمی سبز منجر به تولید محصولاتی با خواص شبیه داپسون می شود. به علاوه، جزییات مکانیسمی سولفونیل دار شدن مکان گزین 2-ADPA مطالعه شد و در این راستا، اثرات بار روی مراکز واکنش پذیرنده مایکل و تاثیر آن بر انتخاب گزینی واکنش مایکل در سطح تئوریPBE/def2-SVP مطالعه شد. بر روی محصولات، تست های فعالیت آنتی باکتریالی در محیط خارج از بدن در مقابل باکتری های اشریشیا کل

در این رساله، کمپلکس های فلزات واسطه Pd، Ni و Cu(II)بر پایه نانو حفره های سیلیـکاتی MCM-41 و SBA-15سنتز شدند و به عنوان نانوکاتالیزگرهای ناهمگن کارآمد و قابل بازیافت برای واکنش های جفت شدن C–C، C–O و C–N در مجاورت تری فنیل قلع-کلرید، فنیل بورونیک اسید و آریل هالیدها و همچنین برای سنتز برخی از هتروسیکل ها نظیر کینازولین دی اون ها، پلی هیدروکینولین ها و فتالیمیدها مورد استفاده قرار گرفتند. MCM-41 از طریـق روش هیدروترمال و سل-ژل با استفاده از تترا اتیـل اورتوسیلیـکات به عنوان منبع سیلیس و CTAB به عنوان قالب تهیه شد. SBA-15 از طریق روش هیدروترمال با استفاده از پلورونیک P123 به عنوان قالب سورفاکتانت تهیه شد. ساختار کاتالیست های سنتز شده و بازیافتی با استفاده از تکنیک های FT-IR، TGA ، SEM،EDS ،TEM ،XRD ،BET و ICP-OES شناسایی شد. کاتالیست های ناهمگن سنتز شده فعالیت کاتالیستی عالی و همچنین قابلیت بازیافت خوبی را در واکنش ها نشان دادند بطوریکه می توانند برای حداقل 5 بار بدون کاهش فعالیت کاتالیستی در این واکنش ها بازیافت و مورد استفاده مجدد قرار گیرند.

یک روش استخراج فاز جامد مغناطیسی، با استفاده از نانو کامپوزیت مغناطیسی گرافن/Fe3O4 عامل دار شده با آمینو اسید ال آرژنین برای تعیین انتخابی یون های مس به وسیله طیف سنجی جذب اتمی شعله ارائه شده است. تاثیر متغیر های مختلف بر روی استخراج از جمله pH، نوع و حجم حلال شوینده، مقدار کامپوزیت و زمان سونیکیت مورد مطالعه و بررسی قرار گرفتند. در این روش به 100میلی لیتر محلول آبی حاوی 25 میکروگرم بر لیتر یون Cu2+ که در5 pH = تنظیم شده است، 009/0 گرم کامپوزیت اضافه شده و به مدت 14 دقیقه در التراسونیک قرار داده شد. بعد از جمع آوری کامپوزیت توسط آهنربا، یون های جذب شده به وسیله 2 میلی لیتر نیتریک اسید 1/0 مولار واجذب و مستقیماً به دستگاه جذب اتمی شعله تزریق گردید. اثر یون های مداخله کننده نیز مورد بررسی قرار گرفت. تحت شرایط بهینه با حجم نمونه 100 میلی لیتر، فاکتور تقویت برابر با 8/36 بدست آمد. حد تشخیص بدست آمده برای روش برابر 96/1 نانوگرم بر میلی لیتر بود و درصد انحراف استاندارد نسبی برای هشت مرتبه اندازه گیری برابر با 81/3% بدست آمد. این روش به خوبی برای تعیین مس در نمونه های حقیقی آب و برنج مورد استفاده قرار گرفت.

سنتز کیینازولین-4-اون ها بعلت دارابودن خواص مهم دارویی و بیولوژیکی و همچنین کاربرد گسترده آن ها در سنتز سایر هتروسیکل-های مهم دارویی، بسیار مورد توجه می باشند . بنابراین دستیابی به روش های جدید و نیز بهینه سازی روش های قبلی برای سنتز این ترکیبات از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. در این پژوهش، ابتدا از واکنش آنترانیل آمید و آنترانیلیک اسید با آریل آلدید ها، شیف بازهای مربوطه را سنتز کرده، سپس واکنش حلقوی شدن شیف بازهای سنتز شده در مجاورت فنیل ایزوسیانات و اتیل ایزوتیوسیانات مورد بررسی قرار گرفت. ساختار ترکیبات سنتز شده پس از جداسازی و خالص سازی، با استفاده از تکنیک های مختلف طیف سنجی و همچنین مقایسه اطلاعات طیفی و خصوصیات فیزیکی به دست آمده با نمونه های سنتز شده قبلی، بررسی و شناسایی شدند. نتایج نشا داد در حلال PEG واکنش به صورت تک-ظرفی و بدون نیاز به جداسازی شیف بازهای حاصل از آنترانیل آمید انجام پذیر است. مشتقات 2-تیوکسوکینازولین-4-اون ها با بازده خوبی سنتز شدند.

4،1-دی هیدروپیریدین ها دسته مهمی از ترکیبات هتروسیکلی هستند که کاربرد های زیادی در صنعت دارویی دارند. بنابراین به عنوان یکی از اهداف سنتزی جذاب در شیمی الی می باشند. در پژوهش حاضر، واکنش چند جزئی بین امین های نوع اول، دی متیل استیلن دی کربوکسیلات و آریلیدین مالونیتریل برای سنتز 4،1-دی هیدروپیریدین ها مورد استفاده قرار گرفت. واکنش ها در شرایط ملایم، به صوت تک ظرفی و بدون نیاز به استفاده از کاتالیست انجام شده و 4،1-دی هیدروپیریدین ها با بازده خوب سنتز شدند. ساختار محصول های تشکیل شده با استفاده از تکنیک های مختلف طیف سنجی تایید شد.

کینازولین-4-اون ها و بنزوکسازین-4-اون ها به علت دارا بودن خواص مهم دارویی و بیولوژیکی و همچنین استفاده از آن ها به عنوان ماده اولیه یا حدواسط در سنتزهای آلی بسیار مورد توجه بوده اند. روش های زیادی برای سنتز این ترکیبات گزارش شده است، ولی از آنجایی که بسیاری از روش های موجود دارای معایبی نظیر استفاده از واکنش گرهای سمی و گران قیمت، زمان طولانی واکنش و بازده پایین می باشند، ارائه روش های جدید و نیز بهینه سازی روش های قبلی برای سنتز این ترکیبات از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. در این تحقیق، ابتدا از واکنش آنترانیل آمید و آنترانیلیک اسید با آریل آلدئیدها، شیف- بازهای مربوطه سنتز شده، سپس در مجاورت بنزن سولفونیل کلراید، سنتز 2-آریل کینازولین-4-اون ها (شمای 1) و بنزوکسازین 4-اون ها (شمای 2) مورد بررسـی قرار گرفت. محصولات در شرایط ملایم، با جداسازی آسان و بازده خوب تا عالی تشکیل شدند. ساختار ترکیبات سنتز شده، پس از جداسازی و خالص سازی، با استفاده از تکنیک های مختلف طیف سنجی و همچنین مقایسه اطلاعات طیفی و خصوصیات فیزیکی به دست آمده با نمونه های سنتز شده قبلی، بررسی و شناسایی شدند. نتایج نشان می دهد سنتز مشتقات 2-آریل کینازولین-4-اون در حلال PEG به صورت تک-ظرفی و بدون نیاز به جداسازی شیف- بازهای حدواسط امکان پذیر می باشد.

استفاده از انواع اپوکسیدها به عنوان مواد اولیه یا حدواسط های مناسب در سنتز ترکیبات آلی به-ویژه هتروسیکل ها از اهمیت زیادی برخوردار بوده و همواره مورد توجه بوده است. تشکیل فضاویژه 1،3-دی اکسولان ها از طریق واکنش های حرارتی یا واکنش های نوری، از طریق انتقال الکترون در مجاورت پذیرنده الکترون مناسب در منابع گزارش شده است. در این پژوهش، ابتدا آلفاـ اپوکسی کتون های 1 در آزمایشگاه تهیه شده، سپس با روشی ساده و در شرایط ملایم، از واکنش آن ها با استن در مجاورت کاتالیست آهن تری کلرید، سنتز تک ظرفی ترکیبات 2،2-دی متیل-4-آرویل-5-آریل-1،3-دی اکسولان 2 مورد بررسی قرار گرفت. ترکیبات مورد نظر با بازده و خلوص بالا تشکیل شده اند. ساختار محصولات تشکیل شده با استفاده از تکنیک های مختلف طیف سنجی شناسایی و تایید شده است.

NH-ایزوایندول-3،1(2H)-دی اون ها (فتالیمیدها) دسته مهمی از ترکیبات هتروسیکل می باشند که به علت دارا بودن خواص صنعتی و کاربردهای گسترده ی بیولوژیکی و دارویی، بسیار مورد توجه هستند. برخلاف کاربرد گسترده این ترکیبات، روش های گزارش شده موجود در منابع برای سنتز آن ها محدود است. بنابراین، بررسی و دستیابی به روش های نوین و ساده ی سنتزی در تهیه این دسته مهم از هتروسیکل ها از اهمیت زیادی برخوردار می باشد. در این پژوهش، با روشی ساده، از واکنش انیدریدهای حلقوی 5 عضوی آروماتیک (مشتقات فتالیک انیدرید) و آلیفاتیک با گوانیدینیم هیدروکلراید در مجاورت تری اتیل آمین و کاتالیست آهن(III) کلرید بدون آب، مشتقات NH-ایزوایندول-3،1(2H)-دی اون ها در شرایط ملایم سنتز شدند. پس از جداسازی و خالص سازی، ساختار محصولات تشکیل شده با استفاده از تکنیک های مختلف طیف سنجی شناسایی و تایید شده است.

هتروسیکل های دارای اتم گوگرد دسته مهمی از ترکیبات بوده که به علت کاربردهای فراوان مورد توجه می باشند. یک گروه خیلی مهم از هتروسیکل های سولفوردار، ترکیبات دارای گروه عاملی دی تیوکربامات می باشند. این ترکیبات در بسیاری از مواد بیولوژیکی مهم وجود داشته و دارای خواصی از قبیل خاصیت ضد میکروبی، ممانعت از رشد سلول های سرطانی، ضد التهابی و غیره می باشند. در این پژوهش، تعدادی ازهتروسیکل های سولفوردار جدید دارای گروه عاملی دی تیوکربامات با استفاده از روش ملایم و بدون نیاز به استفاده از کاتالیست سنتز شده اند. روش های مختلفی برای سنتز هتروسیکل های سولفوردار در منابع گزارش شده است اما بیشترآنها تحت شرایط سخت انجام پذیرند و نیاز به چندین مرحله جداسازی دارند و زمان های واکنش بسیار طولانی می باشد. ترکیبات جدید سنتز شده دارای خواص بیولوژیکی بوده و می توان از آنها به عنوان حدواسط های سنتزی برای تشکیل ترکیبات پیچیده بیولوژیکی استفاده کرد.

انامینون ها حدواسط های آلی مهمی برای سنتز انواع هتروسیکل ها و ترکیبات دارویی هستند. در سال های اخیر واکنش تعدادی از انامینون های حاصل از 3،9 -دی کتون های خطی و حلقوی با انجام گرفته و منجر به سنتز مشتقات 3-آلکیلیدن پیرولهای پر استخلاف شده )DBA( دی بنزوئیل استیلن است. در این پژوهش از واکنش دی بنزوئیل استیلن و مشتقات انامینونی که طی واکنش ترکیبات وینیله شده THF/H2O -4 هیدروکسی کومارین با آمینهای نوع اول تشکیل میشوند، در محیط 1 ترکیبات H NMR دینامیک در طیف NMR در موقعیت 3 مشتقات آمینوکومارین سنتز شدهاند. رفتار با پروتون C-N و همچنین برهمکنش پری پیوند C-C مذکور در نتیجه چرخش ممانعت شده حول پیوند حلقه آروماتیک مشاهده شده است.

بنیان 3،1-تیازینان هسته فعال سفالوسپورین می باشد که یکی از آنتی بیوتیـک های β-لاکتام پرکاربرد به شمار می رود. 3،1-تیازینان ها کاربردهای بسیاری دارند، به طور مثال از آنها به عنوان داروهای آرام بخش، ضدسرطان، واکنشگر های ضـدمیکروب و عامـل کاهنده فعالیت سیستـم عصبـی مرکـزی استفاده می شود، علاوه بر این، فعالیت های بیولوژیکی متنوع دیگری نیز از این ترکیبات گزارش شده است. با این وجود، روش های معدودی برای سنتز این ترکیبات در منابع ذکر شده ست و از بین آنها واکنش آمین ها با واکنشگر های گران قیمت و سمی از قبیل تیوفسژن و ایزوتیوسیانات ها به عنوان روش عمومی برای سنتز این ترکیبات معرفی شده است. اخیراً، واکنش تک ظرفی آمین های نوع اول با کربن دی سولفید و آلکیل هالید ها در مجاورت کاتالیست گزارش شده است. همچنین گزارشی مبنی بر واکنش بین آمین های نوع اول، کربن دی سولفید و فوماروئیل کلرید نیز اخیراً ثبت شده است که منجر به تهیه ترکیبات 2-تیوکسو-1،3-تیازولیدین-4-اُن شده است. از طرف دیگر، بر اساس جستجوهای ما هیچ گونه گزارشی در مـورد واکنش بین آمیـن های نوع اول، کربن دی سولفید و آکریلوئیل کلرید تا کنون ارائه نشده است. در این پژوهش روشی موثر، جدید و بسیار ساده برای سنتز مستقیم مشتقات 2-تیوکسو-1،3-تیازینان-4-اُن ها از طریق واکنش سه جزئی و تک ظرفی آمین های نوع اول، کربن دی سولفید و آکریلوئیل کلرید، بدون استفاده از هیچ گونه کاتالیستی، در شرایط بدون حلال و در دمای اتاق گزارش می شود.

توسعه روش های سازگار با محیط زیست، موثر و دارای صرفه اقتصادی برای تهیه ترکیبات ارزشمند بیولوژیکی همچنان به عنوان چالش مهم در شیمی سنتزی مطرح است. H4-پیران ها و 2-آمینو-H4-کرومنها شالوده ساختاری بسیاری از محصولات طبیعی هستند. آنها، به دلیل توانایی های بالقوه گوناگون بیولوژیکی و داروئی نقش مهمی را در شیمی داروئی ایفا می کنند. با توجه به طیف گسترده فعالیت های بیولوژیکی این ترکیبات شیمی دان های سنتزی، مسیـر های متعددی برای تهیه این ترکیبات ارائه کرده اند. به هرحال، این روش ها اغلب، از معایبی مانند، بهره های متوسط، زمان طولانی واکنش، جداسازی و خالصسازی سخت و شرایط ناملایم واکنش رنج می برند. در این پژوهش، روش تک-ظرفی و سه جزئی آسان، مناسب و سازگار با محیط زیست برای تهیه H4پیران ها و 2-آمینو-H4-کرومن های چند عاملی، با استفاده از مایع یونی بازی 2-(2-هیدروکسیاتوکسی) آمونیوم فرمات (HEAF)، به عنوان کاتالیست، گزارش شده است. در این تحقیق روشهایی ارئه شده است که از مزایایی مانند بهره -های بالا، روش های تجربی آسان و ملایم، زمان کم واکنش، استفاده از مواد اولیه ارزان قیمت و در دسترس و جداسازی و خالص سازی آسان، بهره می برد.

آنترانیلیک اسید به علت واکنش پذیری دو گروه عاملی کربوکسیلیک اسید و آمین، به عنوان ماده اولیه مناسب و دردسترس، در سنتز بسیاری از هتروسیکل ها مانند کوئینازولین-ها، بنزودی آزپین ها، نیکوتین آمیدها و بنزوکسازین ها کاربرد دارد. ترکیبات (H4)-1،3-بنزوکسازین-4-اون ها، دسته مهمی از بنزوهتروسیکل ها هستند که بیش از یک قرن از سنتز و شناسایی آن ها می گذرد. برخلاف روش های فراوانی که برای سنتز ترکیبات (H4)-1،3-بنزوکسازین-4-اون ها در منابع گزارش شده است، بررسی ترکیبات 2،1-دیهیدرو-(H4)-1،3-بنزوکسازین-4-اون بسیار محدود می باشد. این ترکیبات، به عنوان ماده اولیه برای سنتز هتروسیکل های مهمی مانند 4،1-بنزو دی آزپین -5،2-دی اون ها و ایندوکسیل ها به کار میروند. در این تحقیق، یک روش ساده برای سنتز مشتقات اتیل 2-(2،1-دی هیدرو-(H4)-1،3-بنزوکسازین-4-اون)-2-اکسواستات ارائه شده است. ابتدا از واکنش مشتقات آنترانیلیک اسید 1 با آریل آلدئیدهای 2، شیف-بازهای 3 تشکیل می شوند. سپس واکنش حلقوی شدن با استفاده از اتیل کلرو گلی اگزیلات انجام شده و هتروسیکل-های 4 سنتز میگردند. ترکیبات مورد نظر در شرایط ملایم، با استفاده از مواد اولیه در دسترس، بدون استفاده از کاتالیست، با بازده بالا و جداسازی ساده تشکیل شده اند. ساختار محصولات تشکیل شده با استفاده از تکنیک های مختلف طیف سنجی شناسایی و تایید شده است.

H4-3،1-بنزوکسازین-4-اون ها گروه مهمی از ترکیبات هتروسیکل جوش خورده می باشند که به علت دارا بودن خواص صنعتی و کاربردهای گسترده ی بیولوژیکی و دارویی، بسیار مورد توجه هستند. فعالیت و رفتار شیمیایی بنزوکسازین 4-اون ها به واکنش پذیری کربن کربونیل C-4 در برابر حملات نوکلئوفیلی بستگی دارد. به همین علت، این ترکیبات به عنوان حدواسط در سنتز انواع هتروسیکل های فعال بیولوژیکی کاربرد دارند.اگرچه روش های زیادی برای سنتز مشتقات 2-آلکیل و 2-آریل این ترکیبات گزارش شده است، ولی روش های بسیار محدودی برای سنتز مشتقات H4-1،3-بنزوکسازین-4-اون های دارای گروه های عاملی فعال در موقعیت 2 نظیر 2-کربوکسیلات ها گزارش شده است. در این پژوهش، روشی ساده و مناسب برای سنتز مشتقات 2-اتوکسی-کربونیل-(H4)-1،3-بنزوکسازین-4-اون تحت شرایط ملایم گزارش شده است. ابتدا از واکنش مشتقات آنترانیلیک اسید با اتیل کلروگلی-اگزیلات، آمیدهای مربوطه تهیه شده، سپس آمیدهای سنتز شده در مجاورت گوانیدینیم کلراید حلقوی شده و مشتقات 2-اتوکسی کربونیل-(H4)-1،3-بنزوکسازین-4-اون ها سنتز شدند (شمای 1). همچنین در ادامه پژوهش، واکنش تک-ظرفی مشتقات آنترانیلیک اسید با اتیل کلروگلی اگزیلات در مجاورت تری اتیل آمین در حلالTHF، برای سنتز ترکیبات مذکور مورد مطالعه قرار گرفت(شمای 2). ساختار محصولات تشکیل شده با استفاده از تکنیک های مختلف طیف سنجی شناسایی و تایید شده است.

چکیده H4-3،1-بنزوکسازین-4-اون ها به عنوان طبقه ای مهم از ترکیبات هتروسیکل شناخته شده اند و جایگاه ویژه ای در صنایع دارویی دارند. استخلاف های 2-آمینو، 2-آلکوکسی و 2-آلکیل تیو-H4-1،3-بنزوکسازین-4-اون ها به عنوان قوی ترین بازدارنده های آنزیمی سرین هیدرولازها شناخته شده اند. به علت اهمیت ترکیبات 2-هترو-H4-1،3-بنزوکسازین-4-اون ها، ارائه روش های ساده و در عین حال کار آمد برای سنتز این ترکیبات توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. در این تحقیق روش های بسیار کارآمدی برای سنتز مشتقات 2-اتوکسی-(H4)-1،3-بنزوکسازین-4-اون ها تحت شرایط ملایم ارائه شده است. ابتدا با استفاده از واکنش مشتقات آنترانیلیک اسید و دی اتیل دی کربنات، حدواسط های کربامات تشکیل می شوند، سپس در واکنش با ترکیبات حلقوی کننده ساده مانند: 6،4،2- تری کلرو-[5،3،1]تری آزین (سیانوریک کلراید، TCT)، N,N'-دی سیکلو هگزیل کربو دی ایمید (DCC) و گوانیدینیم کلراید (GndCl)، محصولات اصلی بلافاصله تشکیل می شوند. استفاده از شرایط ملایم، مواد اولیه و حلال های قابل دسترس و غیر سمی، زمان بسیار کوتاه مرحله حلقوی شدن بدون استفاده از کاتالیست، جداسازی ساده محصولات در همه مراحل واکنش و راندمان های بسیار بالا از امتیاز های اصلی روش های ارائه شده در این تحقیق می باشند.

آنترانیلیک اسید و مشتقات آن به علت واکنش پذیری و خواص شیمیایی ویژه، به عنوان مواد اولیه مناسب در سنتز هتروسیکل های حاوی اتم نیتروژن مانند کوئینازولین-4-اون ها و کوئینازولین-2،4-دی-اون ها کاربرد گسترده ای دارند. کوئینازولین-4-اون ها و کوئینازولین-4،2-دی اون ها به علت دارا بودن خواص بیولوژیکی و دارویی بسیار مورد توجه هستند. در این پژوهش با روشی مناسب، سنتز تعدادی از مشتقات کوئینازولین-4،2-دی اون ، از واکنش حلقوی شدن مشتقات آنترانیلیک اسید با پتاسیم سیانات اسیدی در حلال پلی اتیلن گلیکول(PEG) تحت شرایط ملایم، گزارش شده است. همچنین در ادامه پژوهش، سنتز مشتقات 6،4،2-تری اکسو بنزو تری آزوسین-1-کربوکسامید، از واکنش مشتقات آنترانیلیک اسید با بنز آلدهید و سپس حلقوی کردن شیف بازهای حاصل با پتاسیم سیانات اسیدی در حلالPEG مورد مطالعه قرار گرفت. ترکیبات مورد نظر با بازده و خلوص بالا تشکیل شده اند. ساختار محصولات تشکیل شده با استفاده از تکنیک های مختلف طیف سنجی شناسایی و تایید شده است.

بنزوتیازول ها از سیستم های هتروسیکلی مهم هستند که دارای فعالیت های دارویی و بیوشیمیایی می باشند. در این پایان نامه، از سیستم متابوروسولفوریک اسید-هیدروکلریک اسید (MBSA-HCl)، به عنوان یک کاتالیزگر کار آمد، برای تهیه بنزوتیازول های حاصل از تراکم 2-آمینوتیوفنول و آلدهید های مختلف، با بازده های خوب و در دمای اتاق استفاده شده است. این کاتالیزگر، از واکنش متابوریک اسید با کلروسولفونیک اسید در محیط واکنش تولید و به کار گرفته شده است. این واکنش تراکمی، معمولا نیازمند دما و فشار بالا، زمان های واکنش طولانی و اغلب جداسازی مشکل بوده است در حالی که، در این روش شرایط بهینه ای حاصل و بر بسیاری از معایب ذکر شده غلبه شده است.

فتالیمیدها یا H1-ایزوایندول-1،3(H2)-دی اون ها دسته مهمی از هتروسیکل ها هستند که فعالیت-های بیولوژیکی قابل توجهی از خود نشان می دهند. آنها در سنتز گروهی از هتروسیکل ها حدواسط های مهمی بوده و به همین علت از نظر سنتزی مورد توجه ویژه می باشند. در این تحقیق، ابتدا با روشی ساده و مناسب، از واکنش مشتقات فتالیک انیدرید با نمک های سیانات و تیوسیانات در حلال سبز پلی اتیلن گلیکول (PEG) برای سنتز مشتقات NH-فتالیمید و از واکنش مشتقات فتالیک انیدرید با فنیل و اتیل ایزوسیانات و همچنین فنیل و اتیل ایزوتیوسیانات در PEG برای سنتز مشتقات NR-فتالیمیدهای مربوطه استفاده شده است. در مرحله بعد، پس از جداسازی و خالص سازی محصولات، با استفاده از تکنیک های مختلف طیف سنجی، اطلاعات طیفی و خصوصیات فیزیکی بدست آمده با نمونه های سنتز شده قبلی مقایسه و ساختار آنها شناسایی و تایید شده است. سادگی روش و تک ظرفی بودن واکنش بدون نیاز به استفاده از کاتالیست از مزایای این کار می باشد. همچنین، انجام این واکنش ها در محیط PEG بیانگر یک روش سبز می باشد.

،3-اکسازولیدین-2-تیون ها گروه مهمی از هتروسکیل های پنج عضوی هستند. مشتقات این ترکیبات به علت دارا بودن خواص بیولوژیک و فارماکولوژیک گوناگون بسیار مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته اند. در سال های اخیر توجه به سنتز اکسازولیدینتیون ها به خاطر کاربرد گسترده آنها افزایش یافته است. در این تحقیق، با روشی ساده و مناسب، از واکنش آلفا-اپوکسی کتون ها با تیواوره یا سدیم تیوسیانات در محیط یونی TBAC یا در حلال PEG و در مجاورت کاتالیست پارا-تولوئن سولفونیک اسید، تعدادی از مشتقات 4و5-دواستخلافی اکسازولیدین-2-تیون با بازده و فضاگزینی خوب و شیمی گزینی و مکان گزینی بسیار بالایی سنتز شده اند. ساختار ترکیبات سنتز شده، پس از جداسازی و خالص سازی با استفاده از تکنیک های مختلف طیف سنجی، شناسایی و تایید شده است. از مزایای این روش، تک ظرفی بودن آن است. بدین معنی که بدون نیاز به جداسازی حدواسط های مربوطه و خالص سازی آنها، واکنش تنها در یک ظرف انجام می شود. همچنین استفاده از معرف های ساده و با قابلیت های واکنش دهندگی متفاوت نظیر تیواوره و آنیون تیوسیانات که به سادگی به گروه های عاملی مطلوب قابل تبدیل می باشند، از نظر سنتزی بسیار حائز اهمیت است و تلاش موثری در سنتز ترکیبات مهم آلی می باشد.

بنزوتیازین ها گروه مهمی از ترکیبات هتروسیکل هستند که دارای خواص دارویی فراوانی می باشند. هدف این پژوهش بررسی واکنش بین مشتقات آنترانیلیک اسید، CS2 و یک باز مناسب غیر نوکلئوفیلی نظیر Et3N و DMAP و سنتز مشتقات بنزوتیازین-4-اون می باشد. سنتز این ترکیبات به صورت تک ظرفی بوده و بدون نیاز به جداسازی یا خالص سازی حدواسط های تشکیل شده، واکنش تا مرحله آخر به طور کامل انجام می گیرد. در این واکنش ها از حلال پلی اتیلن گلیکول ((PEG به علت سبز بودن و سهولت جداسازی آسان آن از محصولات، استفاده شده است. مراحل جداسازی و خالص سازی محصولات بسیار آسان بوده و بازده محصولات بالا می باشد. تاکنون گزارشی مبنی بر سنتز این ترکیبات در منابع گزارش نشده است.

(H4)-1،3- بنزواکسازین-4-اون ها گروه مهمی از هتروسیکل ها هستندکه به علت دارا بودن خواص دارویی و بیولوژیکی گوناگون، بسیار مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته و از سنتز و کاربرد آنها بیش از یک قرن می گذرد. اگر چه روش های گوناگونی برای سنتز H4-1،3- بنزو اکسازین-4-اون ها در منابع گزارش شده است، اما روش های سنتز مشتـقات N- استخلاف شده 1،2-دی هیدرو-(H4)-1،3-بنزواکسازین-4-اون ها بسیار محدود می باشد. آنها به عنوان ماده اولیه برای سنتز هتروسیکل های مهمی نظیر 1،4-بنزودی آزپین-2،5-دی اون ها و ایندوکسیل ها به کار می روند. دراین تحقیق، با روشی ساده و مناسب از واکنش مشتقات آنترانیلیک اسید با آریل آلدئیدها و سپس حلقوی کردن ایمین های تشکیل شده در فنیل ایزو سیانات تعدادی از مشتقات 1،2-دی هیدرو-(H4)-1،3-بنزوکسازین-4- اون ها با بازده و خلوص بالا سنتز می شوند. ساختار ترکیبات سنتز شده، پس از جداسازی و خالص سازی با استفاده از تکنیک های مختلف طیف سنجی، شناسایی و تایید شده است.

،3-اکسازولیدینون های گروه مهمی از هتروسکیل های پنج عضوی هستند. مشتقات این ترکیبات به علت دارا بودن خواص بیولوژیک و فارماکولوژیک گوناگون بسیار مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته اند. در سال های اخیر توجه به سنتز اکسازولیدینون ها به خاطر کاربرد گسترده آنها افزایش یافته است. در این تحقیق، با روشی ساده و مناسب، از واکنش آلفا-اپوکسی کتون ها با تیواوره یا سدیم تیوسیانات در حلال DMF و در مجاورت کاتالیست پارا-تولوئن سولفونیک اسید، تعدادی از مشتقات 4و5-دواستخلافی اکسازولیدین-2-اون با بازده و خلوص بالا سنتز شده اند. ساختار ترکیبات سنتز شده، پس از جداسازی و خالص سازی با استفاده از تکنیک های مختلف طیف سنجی، شناسایی و تایید شده است. از مزایای این روش، تک ظرفی بودن آن است. بدین معنی که بدون نیاز به جداسازی حدواسط های مربوطه و خالص سازی آنها، واکنش تنها در یک ظرف انجام می شود. همچنین استفاده از معرف های ساده و با قابلیت های واکنش دهندگی متفاوت نظیر تیواوره و آنیون تیوسیانات که به سادگی به گروه های عاملی مطلوب قابل تبدیل می باشند، از نظر سنتزی بسیار حائز اهمیت است و تلاش موثری در سنتز ترکیبات مهم آلی می باشد.

واکنشN- فنیل فرمامید با استر های استیلنی از قبیل آ لکیل پروپیولات ها یا دی آلکیل استیلن دی کربوکسیلات ها در مجاورت میزان کاتالیتیکی سدیم آزید در دی کلرومتان در دمای رفلاکس منجر به تشکیل به ترتیب دی آلکیل 2- (فرمیل آ نیلینو)- 2- بوتن دیوات ها و آلکیل 3- (فرمیل آنیلینو)- 2- پروپنوات ها با راندمان خوب می شود. رفتار NMR دینامیک در طیف1HNMR ترکیبات مذکور در نتیجه چرخش ممانعت شده حول پیوند N- فرمیل مشاهده شده است. انرژی آزاد فعالسازی برای این فرایند برابر KJ/mol2 ± 66-64 است.

هیدرولیز جهت گزین کتن ایمین های مشتق شده از NH-اسیدهایی نظیر N-آریل 2،2،2-تری کلرواستامید و آلکیل 2-آریل آمینو-2-اکسواستات و استرهای استیلنی در مجاورت ترشیو بوتیل ایزوسیانید در سیستم حلال (1:1) از H2O/THF بدون استفاده از کاتالیزور که منجر به تشکیل مخلوط دیاسترومرهایی دی الکیل-2-[(t)-بوتیل آمینو)کربونیل]-3- [(2،2،2-تری کلرو استیل) آنیلین] سوکسینات و دی آلکیل-2- [ (t)- بوتیل آمینو) کربونیل] سوکسینات با راندمان خوب ایجاد می شود. اثر دینامیک NMR در طیف 13C NMR از 2-[(t)-بوتیل آمینو)کربونیل]-3- [(2،2،2-تری کلرو استیل) آنیلین] سوکسینات مشاهده شد که ناشی از چرخش کمی اطراف پیوند N-آریل می باشد. انرژی آزاد فعال سازی (ΔG#) برای این فرایند Kjmol-1 9/37 است که این میزان منجر به فرایند آتروپ ایزومری می شود.

ایمین های با یک گروه آریل روی نیتروژن (شیف باز)، نسبت به اکسیژن یا آب پایدار هستند. آن ها به سرعت تهیه می شوند و مواد آغازگر مناسبی در سیستم های مهم بیولوژیکی هستند و از این رو جالب توجه می باشند. ایمین ها درواکنش با الکتروفیل ها و نوکلئوفیل ها به عنوان سوبستراهای جایگزین مناسب برای آلدهیدها، کتون ها و آمین ها در سنتزهای آلی استفاده می شوند. در این تحقیق، سنتز ایمیدهای حلقوی، سمی کاربازون ها، تیوسمی کاربازون ها و واکنش های ترانس ایمیناسیون مورد بررسی قرار گرفته است. واکنش ها همگی در یک ظرف واکنش و بدون نیاز به جداسازی و خالص سازی حدواسط ها انجام گرفته اند. بازده بالایی از محصولات تحت شرایط واکنش ملایم، با جداسازی ساده به دست آمد. ترک شدن آمین ها و آلدهیدها یا کتون ها در این واکنش ها به صورت درجا و بدون نیاز به هیدرولیز شیف باز صورت می گیرد. این کار می تواند بهبودی بر روش های قبلی در سنتزهای آلی باشد.

وینیل اترهای ایجاد شده از الکل ها و فنل ها بهترین سوبسترا برای سنتز ترکیبات مختلف در شیمی آلی هستند و کاربردهای وسیعی دارند. مطالعات زیادی برروی واکنش بین استرهای استیلنی و فنل ها انجام گرفته است. به طور کلی، فنل ها با استرهای استیلنی وارد واکنش می شوند و بسته به اینکه افزایش به صورت سین یا آنتی صورت بگیرد، فنوکسی مالئات و فنوکسی فومارات ها ایجاد می شوند. در مطالعاتی که در گذشته انجام گرفته بود، معمولا ایزومر فومارات محصول اصلی واکنش بود، زمان واکنش طولانی بود و بازده تولید محصولات کم بود و فضاگزینی قابل ملاحظه ای وجود نداشت. در این پروژه ما به طور ساده ترکیب دی متیل 2- فنوکسی مالئات را از واکنش بین فنل های استخلاف دار و دی متیل استیلن دی کربوکسیلات در مجاورت مقدار کاتالیکی تری متیل آمین در حلال دی کلرومتان سنتز کردیم. این واکنش فضاگزین و جهت گزین است و به طور عمده ایزومر مالئات تولید می شود. همچنین زمان واکنش کم بوده، بازده واکنش بالا و واکنش در شرایط آزمایشگاهی بسیار آسان انجام می گیرد و جداسازی محصولات به راحتی صورت می گیرد.

حلقه پیرازول جزء هتروسیکل های مهم است. مشتقات پیرازول به علت دارا بودن خواص بیولوژیک و فارماکولوژیک گوناگون بسیار مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته اند. در سال های اخیر توجه به سنتز پیرازول ها به خاطر کاربردهای گسترده آن ها افزایش یافته است. در این تحقیق، با روشی ساده و مناسب، از واکنش آلفا-اپوکسی کتون ها با نمک سمی کاربازید هیدرو کلراید در حلال اتانول یا DMF، تحت شرایط ملایم تعدادی از مشتقات 5،3-دی آریل-H1-پیرازول با بازده و خلوص بالا سنتز شده اند. ساختار ترکیبات سنتز شده، پس از جداسازی و خالص سازی با استفاده از تکنیک های مختلف طیف سنجی، شناسایی و تائید شده است. استفاده از هیدرازین و ترکیبات 1،3-دوعاملی شده، از عمومی ترین روش ها در سنتز پیرازول ها می باشند. ما واکنش ها را در حلال اتانول انجام دادیم که یک حلال سبز میباشد، با وجودیکه راندمان ها در حلال DMF نسبت به اتانول 10-15 % بیشتر می باشد، که این موضوع به دلیل حلالیت بیشتر نمک سمی کاربازید هیدروکلراید در حلال اتانول نسبت به DMFمی باشد. از مزایای این روش، تک ظرفی بودن آن است. بدین معنی که بدون نیاز به جداسازی حدواسط های مربوطه و جابه جا کردن یا خالص سازی آن ها، واکنش تنها در یک ظرف انجام می شود. همچنین در مقایسه با روش های دیگر، واکنش در مراحل کمتر، زمان کوتاه تر و تحت شرایط ملایم تر انجام می شود. استفاده از سمی کاربازید هیدروکلراید به عنوان واکنشگر به جای هیدرازین هیدرات از مزایای دیگر این روش است. نمک سمی کاربازید هیدروکلراید در مقایسه با هیدرازین هیدرات که سمیت بالایی دارد، سالم تر و استفاده از آن در واکنش های آلی آسان تر می باشد. به طور خلاصه، استفاده از واکنش مشتقات آلفا- اپوکسی کتون با نمک سمی کاربازید هیدروکلراید در محیط خنثی و بدون نیاز به استفاده از کاتالیست، روشی ساده، آسان و مناسب برای سنتز 3،5-دی آریل پیرازول ها (به عنوان یکی از مهمترین مشتقات پیرازول ها) می باشد.

مشتقات کوئینازولین-4،2- دی اون به علت دارا بودن خواص بیولوژیک و فارماکولوژیک گوناگون، بسیار مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته اند. آنها در سنتز گروهی از هتروسیکل ها حدواسط های مهمی می باشند و به همین علت از نظر سنتزی مورد توجه هستند. در این تحقیق، با روشی جدید و مناسب، از واکنش مشتقات آنترانیلیک اسید با نمک سمی کاربازید هیدروکلراید در حلالDMF و تحت شرایط رفلاکس یا تابش امواج ریز موج، تعدادی از مشتقات 3-آمینوکوئینازولین-4,2 - دی اون با بازده خوب و خلوص بالا سنتز شده اند. ساختار ترکیبات سنتز شده، پس از جداسازی و خالص سازی، با استفاده از تکنیک های مختلف طیف سنجی، شناسائی و تایید شده است. ازمزایای این روش، تک ظرفی بودن آن است. بدین معنی که بدون جداسازی حدواسط های مربوطه وجابه جاکردن یا خالص سازی آنها، واکنش تنها در یک ظرف انجام می شود. همچنین در ادامه این پژوهش، سنتز مشتقات 2،1-دی هیدرو (H4)-3،1- بنزوکسازین-4- اون ها مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. اگر چه روش های گوناگونی برای سنتز بنزوکسازین-4- اون ها در منابع گزارش شده است، اما روش های سنتز مشتقات 2،1- دی هیدرو این ترکیبات بسیار محدود می باشد. در این تحقیق از واکنش مشتقات آنترانیلیک اسید با آریل آلدئیدها و سپس حلقوی کردن حدواسط های ایجادی در استیک انیدرید، ترکیبات مورد نظر با بازده و خلوص بالا در یک ظرف واکنش تشکیل شده اند. سپس ساختار محصولات تشکیل شده با استفاده از تکنیک های مختلف طیف سنجی شناسائی و تایید شده است.

H1-ایزوایندول-1،3(H2)-دی اون ها (فتالیمیدها) به علت دارا بودن فعالیت های بیولوژیکی و داروئی، بسیار مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته اند. آنها در سنتز گروهی از هتروسیکل ها حد واسط های مهمی بوده و به همین علت از نظر سنتزی مورد توجه ویژه می باشند. در این تحقیق، با روشی ساده و مناسب، از واکنش مشتقات فتالیک انیدرید با پتاسیم سیانات، سدیم تیوسیانات و بیوره در حلال DMF یا اتانول آبی، تحت شرایط رفلاکس و بدون استفاده از کاتالیست، ایمیدهای مربوطه به سادگی و با بازده بسیار خوبی سنتز شدند. در مرحله بعد، پس از جداسازی و خالص سازی محصولات، با استفاده از تکنیک های مختلف طیف سنجی، اطلاعات طیفی و خصوصیات فیزیکی بدست آمده با نمونه های سنتز شده قبلی مقایسه و ساختار آنها شناسایی و تایید شده است. از مزایای این روش، تک ظرفی بودن آن است. بدین معنی که بدون جداسازی حد واسط های مربوطه و جابجا کردن یا خالص سازی آنها، واکنش ها تنها در یک ظرف انجام می شوند. همچنین، مراحل جداسازی و خالص سازی محصول نهایی بسیار ساده بوده و انجام این واکنش ها در محیط اتانول آبی، بیانگر یک روش سبز می باشد.

در این تحقیق با روشی ساده و مناسب، از واکنش دی بنزوئیل استیلن (DBA) و مشتقات ترکیب انامینوکربونیل که در طی واکنش در محیط THF/H2O از واکنش استرهای استیلنی با آمین های نوع اول تشکیل می شود، تعدادی از مشتقات 2- هیدروکسی-3- آلکیلیدن پیرول های پراستخلاف با بازده و خلوص بالا سنتز شده اند. ساختار ترکیبات سنتز شده، پس از جداسازی و خالص سازی، با استفاده از تکنیک های مختلف طیف سنجی، شناسایی و تایید شده اند. واکنش ارائه شده، یک روش ساده برای سنتز مشتقات 2- هیدروکسی-3- آلکیلیدن پیرول های پراستخلاف می باشد.

2،4(H3،H1)-کویینازولین دی اون ها به علت دارا بودن فعالیت های بیولوژیکی و داروئی، بسیار مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته اند. آنها حد واسط های مهمی در سنتز گروهی از هتروسیکل ها می باشند و به همین علت از نظر سنتزی مورد توجه می باشند. در این تحقیق، با روشی ساده و مناسب، از واکنش مشتقات آنترانیلیک اسید با پتاسیم سیانات یا اوره، در محیط آب یا DMAC ، تحت امواج مایکروویو، تعدادی از مشتقات کویینازولین دی اون با بازده و خلوص بالا سنتز شدند. ساختار ترکیبات سنتز شده، پس از جداسازی و خالص سازی، با استفاده از تکنیک های مختلف طیف سنجی، و همچنین مقایسه اطلاعات طیفی و خصوصیات فیزیکی بدست آمده با نمونه های سنتز شده قبلی، شناسایی و تایید شد. از مزایای این روش، تک ظرفی بودن آن است. بدین معنی که بدون جداسازی حد واسط های مربوطه و جابجا کردن یا خالص سازی آنها، واکنش ها تنها در یک ظرف انجام می شوند. همچنین، مراحل جداسازی و خالص سازی محصول نهایی بسیار ساده بوده و انجام این واکنشها در محیط آبی، بیانگر یک روش سبز می باشد.

در این تحقیق، کاربرد یکی از هتروپلی اسید های و پلی اکسومتالات های مهم یعنی تنگستوفسفریک اسید در یددارکردن آروماتیک ها و سنتز تیوکرومان ها شرح داده شده است.