متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : شیمی

گرایش : شیمی آلی

عنوان : بهره­ گیری از کاتالیزگرهای جدید در سنتز یک مرحله­ ای نووناگل

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران مرکزی

دانشکده علوم پایه، گروه شیمی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد (M.Sc)

گرایش : شیمی آلی

 

عنوان:

بهره­ گیری از کاتالیزگرهای جدید در سنتز یک مرحله­ ای نووناگل

استاد راهنما:

دکتر علی عزآبادی

استاد مشاور:

دکتر نادر زبرجد شیراز

زمستان 1392

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب

1 شیمی سبز  1

1.1     اصول شیمی سبز  3

1.1.1 پیشگیری   3

1.1.2 صرفه جویی اتمی   4

1.1.3 کاهش استفاده از مواد شيميایي خطرناک    5

1.1.4 طراحي براي مواد شيميایي ايمن تر  5

1.1.5 حلال ها و مواد کمکي ايمن تر  5

1.1.6 طراحي براي بهره وري انرژي   6

1.1.7 استفاده از ذخایر تجدید پذیر  6

1.1.8 کاهش مشتقات    7

1.1.9 کاتالیزگر  7

1.1.10      طراحي براي تخريب پذيري   9

1.1.11         آناليز لحظه به لحظه براي پيشگيري از آلودگي   9

1.1.12  شيمي ايمن­تر براي پيشگيري از حادثه  9

1.2      کوشش­ها و دستاوردهای شیمی سبز  10

1.2.1 سوختهای جایگزین   10

1.2.2 پلاستیك های سبز و تجزیه پذیر  11

1.2.3 بازطراحی واکنشهای شیمیایی   13

1.2.4 چندسازه­های زیستی   13

2 واکنش نووناگل  15

2.1           شرایط انجام واکنش     18

2.2   کاربردهای واکنش نووناگل   18

2.3     سنتز ترکیبهای ناجور حلقه  18

3 کاتالیزگر  26

3.1       انواع کاتالیزگرها 27

3.1.1 کاتالیزگر همگن   27

3.1.2 کاتالیزگر ناهمگن   28

3.1.3 کاتالیزگرهاي زیستی   28

3.2     کاتالیزگرهای استفاده شده برای واکنش نووناگل   28

3.2.1 آمین­ها و نمک­های آمونیوم  28

3.2.2 اسیدهای لوئیس     29

3.2.2.1        تیتانیوم تتراکلراید  29

3.2.2.2     کادمیوم یدید  29

3.2.2.3            روی کلرید  30

3.2.3 جامدهای معدنی و سطوح جامد  30

3.2.4 نمک فلزات قلیایی   30

3.2.5 کاتالیزگرهای فسفات    31

3.2.5.1      فسفات طبیعی بهینه شده 31

3.2.5.2            استفاده از کمپلکسهای فسفات به همراه بستر جامد  31

3.2.5.3        کاتالیزگرAlPO4-Al2O3 33

3.2.5.4     دی­آمونیوم هیدروژن فسفات    33

3.2.6 مایعات یونی   35

3.3             انجام واکنش نووناگل با بهره گرفتن از تابش ریزموج   36

4 آمینواسید  37

4.1       اهمیت و کاربرد پزشکی آمینواسیدها: 40

4.2        طبقه­بندی آمینواسیدها 41

4.2.1 آمینواسیدهای استاندارد  42

4.2.2 آمینواسیدهای کمیاب پروتئینی   42

4.2.3 آمینو اسیدهای غیر پروتئینی   43

4.3       طبقه بندی آمینواسیدها بر حسب نقش غذایی   43

4.3.1 آمینو اسیدهای ضروری   43

4.3.2 آمینواسیدهای غیر ضروری   43

4.4               طبقه بندی آمینواسیدها بر حسب ساختار شیمیایی   44

5 بخش تجربی   48

5.1        مشخصات دستگاه‌ها 49

5.2          مواد شیمیایی   49

5.3       بهینه سازی دمای انجام واکنش     50

5.4                بهینه سازی میزان کاتالیزگر  50

5.5         اثر حلال  51

5.6     روش کلی سنتز مشتق‌های غیراشباع  52

5.7                               اندازه‌گیری نقطه ذوب با بهره گرفتن از لوله مویین   53

5.8       سنتز مشتقات    54

5.8.1 سنتز مشتقethyl 3-(4-chlorophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate  54

5.8.1.1            نتایج آزمون رزونانس مغناطیس هسته  54

5.8.1.2           نتایج آزمون FT-IR   56

5.8.2 سنتز مشتقethyl 3-(4-bromophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate  57

5.8.2.1             نتایج آزمون رزونانس مغناطیسی هسته  57

5.8.2.2                                     نتایج آزمون FT-IR   61

5.8.3 سنتز مشتقethyl 3-(2-methoxy phenyl)-2-cyanoprop-2-enoate  62

5.8.3.1                 نتایج آزمون رزونانس مغناطیسی هسته  62

5.8.3.2               بررسی نتایج آزمون FT-IR   66

5.8.4 سنتز مشتق ethyl 3-(4-fluorophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate  67

5.8.4.1                              نتایج آزمون رزونانس مغناطیسی هسته  67

5.8.4.2                                    نتایج آزمون FT-IR   71

5.8.5 سنتز مشتق ethyl 3-(4-hydroxyphenyl)-2-cyanoprop-2-enoate  72

5.8.5.1                                 نتایج آزمون رزونانس مغناطیس هسته  72

5.8.5.2                         بررسی نتایج آزمون FT-IR   76

5.8.6 سنتز مشتق ethyl 3-(2-bromophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate  77

5.8.6.1               نتایج آزمون رزونانس مغناطیس هسته  77

5.8.6.2                                بررسی نتایج آزمون FT-IR   81

5.8.7 سنتز مشتق (4-fluorobenzylidene)malononitrile  82

5.8.7.1                             نتایج آزمون رزونانس مغناطیس هسته  82

5.8.7.2                  نتایج آزمون FT-IR   85

5.8.8 سنتز مشتق (4-chlorobenzylidene)malononitrile  86

5.8.8.1                     نتایج آزمون رزونانس مغناطیس هسته  86

5.8.8.2                            نتایج آزمون FT-IR   89

5.8.9 سنتز مشتق (4-bromobenzylidene)malononitrile  90

5.8.9.1                            نتایج آزمون رزونانس مغناطیس هسته  90

5.8.9.2                          نتایج آزمون FT-IR   93

5.8.10                            سنتز مشتق (4-methoxybenzylidene)malononitrile  94

5.8.10.1                       نتایج آزمون رزونانس مغناطیس هسته  94

5.8.10.2                         نتایج آزمون FT-IR   97

5.8.11                        سنتز مشتق ethyl 3-(4- N,N-dimethylamino phenyl)-2-cyanoprop-2-enoate  98

5.8.11.1                            نتایج آزمون رزونانس مغناطیس هسته  98

5.8.11.2                    نتایج آزمون FT-IR   102

6 مراجع  104

فهرست شکل­ها

شکل ‏2‑1: واکنش تراکمی نووناگل.. 16

شکل ‏2‑2: تشکیل محصول دوتایی در واکنش نووناگل.. 16

شکل ‏2‑3: ترکیبهای متیلن فعال مورد استفاده در واکنش نووناگل.. 17

شکل ‏2‑4: واکنش آلدهیدها و کتونها با مشتقات استونیتریل برای تهیه­ی آلکنها 17

شکل ‏2‑5: سنتز اسکلت پیرول از طریق اتیل استواستات و دی­استیل اُکسیم ایمینواستون دیکربوکسیلات… 19

شکل ‏2‑6: سنتز کومارینها از طریق واکنش نووناگل.. 19

شکل ‏2‑7: استفاده از واکنش نووناگل در سنتزهای با دیآستروگزینی بالا. 20

شکل ‏2‑8: سنتز بسپارهای نوری.. 21

شکل ‏2‑9: نمونه کاربرد واکنش نووناگل.. 22

شکل ‏2‑10: واکنش نووناگل و سپس واکنش همزمان دیلز – آلدر و جفت شدن سوزوکی.. 23

شکل ‏2‑11: سنتز مشتقات بیس پیرانو – 1،4 – بنزو کینونها 23

شکل ‏2‑12سنتز مشتقات 2-آمینو تیوفن از طریق واکنش نووناگل.. 24

شکل ‏2‑13: چند حلقه­ای تیوپیرانوکومارینها از واکنش نووناگل.. 25

شکل ‏2‑14: واکنش بیس پیریدیل و تتراپیریدیل در واکنش با ترفتالدهید یا ایزوترفتالدهید با ترکیبهای فعال شده. 25

شکل ‏3‑1: استفاده از تیتانیوم تتراکلراید به عنوان کاتالیزگر در واکنش نووناگل.. 29

شکل ‏3‑2: استفاده از کادمیوم یدید به عنوان کاتالیزگر در واکنش نووناگل.. 29

شکل ‏3‑3: استفاده از روی کلرید به عنوان کاتالیزگر در واکنش نووناگل.. 30

شکل ‏3‑4: ساختار کاتالیزگر دی­آمونیوم هیدروژن فسفات… 34

شکل ‏4‑1: ساختار شیمیایی یک نوع آمینواسید. 38

شکل ‏4‑2: ساختار شیمیایی آمینواسید سِرین.. 47

شکل ‏5‑1: واکنش نووناگل انجام گرفته در این پژوهش با بهره گرفتن از کاتالیزگر L-Serine. 52

شکل ‏5‑2: ساختار مولکولی ethyl 3-(4-chlorophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 54

شکل ‏5‑3: ساختار مولکولی ethyl 3-(4-chlorophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 54

شکل ‏5‑4: طیف HNMR محصول ethyl 3-(4-chlorophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 55

شکل ‏5‑5: طیف FT-IR محصول ethyl 3-(4-chlorophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 56

شکل ‏5‑6: ساختار مولکولی ethyl 3-(4-bromophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 57

شکل ‏5‑7: ساختار مولکولی ethyl 3-(4-bromophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 57

شکل ‏5‑8: طیف HNMR محصول ethyl 3-(4-bromophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 58

شکل ‏5‑9: طیف HNMR گسترش یافته محصول ethyl 3-(4-bromophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 59

شکل ‏5‑10: طیف HNMR گسترش یافته محصول ethyl 3-(4-bromophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 59

شکل ‏5‑11:طیف HNMR گسترش یافته محصول ethyl 3-(4-bromophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 60

شکل ‏5‑12: طیف FT-IR محصول ethyl 3-(4-bromophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 61

شکل ‏5‑13: ساختار مولکولی ethyl 3-(2-methoxy phenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 62

شکل ‏5‑14: ساختار مولکولی ethyl 3-(2-methoxy phenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 62

شکل ‏5‑15: طیف HNMR محصول ethyl 3-(2-methoxy phenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 63

شکل ‏5‑16: طیف HNMR گسترش یافته محصول ethyl 3-(2-methoxy phenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 64

شکل ‏5‑17: طیف HNMR گسترش یافته محصول ethyl 3-(2-methoxy phenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 64

شکل ‏5‑18: طیف HNMR گسترش یافته محصول ethyl 3-(2-methoxy phenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 65

شکل ‏5‑19: طیف FT-IR محصول ethyl 3-(2-methoxy phenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 66

شکل ‏5‑20: ساختار مولکولی ethyl 3-(4-fluorophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 67

شکل ‏5‑21: ساختار مولکولی ethyl 3-(4-fluorophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 67

شکل ‏5‑22: طیف HNMR محصول ethyl 3-(4-fluorophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 68

شکل ‏5‑23: طیف HNMR گسترش یافته محصول ethyl 3-(4-fluorophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 69

شکل ‏5‑24: طیف HNMR گسترش یافته محصول ethyl 3-(4-fluorophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 69

شکل ‏5‑25: طیف HNMR گسترش یافته محصول ethyl 3-(4-fluorophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 70

شکل ‏5‑26: طیف FT-IR محصول ethyl 3-(4-fluorophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 71

شکل ‏5‑27: ساختار مولکولی ethyl 3-(4-hydroxyphenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 72

شکل ‏5‑28: ساختار مولکولی ethyl 3-(4-hydroxyphenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 72

شکل ‏5‑29: طیف NMR محصول ethyl 3-(4-hydroxyphenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 73

شکل ‏5‑30: طیف NMR گسترش یافته محصول ethyl 3-(4-hydroxyphenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 74

شکل ‏5‑31: طیف NMR گسترش یافته محصول ethyl 3-(4-hydroxyphenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 74

شکل ‏5‑32: طیف NMR گسترش یافته محصول ethyl 3-(4-hydroxyphenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 75

شکل ‏5‑33: طیف FT-IR محصول ethyl 3-(4-hydroxyphenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 76

شکل ‏5‑34: ساختار مولکولی ethyl 3-(2-bromophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 77

شکل ‏5‑35: ساختار مولکولی ethyl 3-(2-bromophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 77

شکل ‏5‑36: طیف HNMR محصول ethyl 3-(2-bromophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 78

شکل ‏5‑37: طیف HNMR گسترش یافته محصول ethyl 3-(2-bromophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 79

شکل ‏5‑38: طیف HNMR گسترش یافته محصول ethyl 3-(2-bromophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 79

شکل ‏5‑39: طیف HNMR گسترش یافته محصول ethyl 3-(2-bromophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 80

شکل ‏5‑40: طیف FT-IR محصول ethyl 3-(4-hydroxyphenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 81

شکل ‏5‑41: ساختار مولکولی (4-fluorobenzylidene)malononitrile. 82

شکل ‏5‑42: ساختار مولکولی (4-fluorobenzylidene)malononitrile. 82

شکل ‏5‑43: طیف HNMR محصول (4-fluorobenzylidene)malononitrile. 83

شکل ‏5‑44: طیف HNMR گسترش یافته محصول (4-fluorobenzylidene)malononitrile. 84

شکل ‏5‑45: طیف FT-IR محصول (4-fluorobenzylidene)malononitrile. 85

شکل ‏5‑46: ساختار مولکولی (4-chlorobenzylidene)malononitrile. 86

شکل ‏5‑47: ساختار مولکولی (4-chlorobenzylidene)malononitrile. 86

شکل ‏5‑48: طیف HNMR محصول (4-chlorobenzylidene)malononitrile. 87

شکل ‏5‑49: طیف HNMR گسترش یافته محصول (4-chlorobenzylidene)malononitrile. 88

شکل ‏5‑50: طیف FT-IR محصول (4-chlorobenzylidene)malononitrile. 89

شکل ‏5‑51: ساختار مولکولی (4-bromobenzylidene)malononitrile. 90

شکل ‏5‑52: ساختار مولکولی (4-bromobenzylidene)malononitrile. 90

شکل ‏5‑53: طیف HNMR محصول (4-bromobenzylidene)malononitrile. 91

شکل ‏5‑54: طیف HNMR گسترش یافته محصول (4-bromobenzylidene)malononitrile. 92

شکل ‏5‑55: طیف FT-IR محصول (4-bromobenzylidene)malononitrile. 93

شکل ‏5‑56: ساختار مولکولی (4-methoxybenzylidene)malononitrile. 94

شکل ‏5‑57: ساختار مولکولی (4-methoxybenzylidene)malononitrile. 94

شکل ‏5‑58: طیف HNMR محصول (4-methoxybenzylidene)malononitrile. 95

شکل ‏5‑59: طیف HNMR گسترش یافته محصول (4-methoxybenzylidene)malononitrile. 96

شکل ‏5‑60: طیف HNMR گسترش یافته محصول (4-methoxybenzylidene)malononitrile. 96

شکل ‏5‑61: طیف FT-IR محصول (4-methoxybenzylidene)malononitrile. 97

شکل ‏5‑62: ساختار مولکولی ethyl 3-(4- N,N-dimethylamino phenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 98

شکل ‏5‑63: ساختار مولکولی ethyl 3-(4- N,N-dimethylamino phenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 98

شکل ‏5‑64: طیف HNMR محصول ethyl 3-(4- N,N-dimethylamino phenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 99

شکل ‏5‑65: طیف HNMR گسترش یافته محصول ethyl 3-(4- N,N-dimethylamino phenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 100

شکل ‏5‑66: طیف HNMR گسترش یافته محصول ethyl 3-(4- N,N-dimethylamino phenyl)-2-cyanoprop-2-enoate 101

شکل ‏5‑67: طیف HNMR گسترش یافته محصول ethyl 3-(4- N,N-dimethylamino phenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 101

شکل ‏5‑68: طیف FT-IR محصول ethyl 3-(4- N,N-dimethylamino phenyl)-2-cyanoprop-2-enoate. 102

شکل 5-69: شکل کلی واکنش انجام شده در این پژوهش …………………………………………………………..102

فهرست جدول­ها

جدول ‏4‑1: ساختار شیمیایی تعدادی آمینواسید چپ­گردان. 39

جدول ‏5‑1: نتایج بهینه سازی دما 50

جدول ‏5‑2: نتایج مربوط به بهینه سازی مقدار کاتالیزگر. 51

جدول ‏5‑3: نتایج مربوط به اثر حلال. 51

جدول 5‑4: نتایج به دست آمده طی مجموعه­ واکنش­های انجام گرفته……..102

چکیده

تشکیل پیوند کربن-کربن در شیمی آلی از اهمیت بسیاری برخوردار است. یکی از واکنش­هایی که منجر به تشکیل این پیوند می­گردد، واکنش تراکمی نووناگل می­باشد. محصولات این واکنش دارای کاربردهای گسترده­ای از جمله در صنایع دارویی، رنگ، پلیمر و . . . می­باشند.

در این  پژوهش سعی شده است تا شرایط انجام واکنش نووناگل به نحوی بهینه شود که هرچه بیشتر با ملاحظات زیست محیطی و اصول شیمی سبز مطابقت داشته باشد. پس از بهینه سازی دما و میزان کاتالیزگر و بررسی اثر حلال، مشخص شد که بهترین شرایط انجام واکنش در دمای °C90، درشرایط بدون حلال و در حضور آمینو اسید ِ اِل­سِرین به عنوان کاتالیزگر حاصل می­شود. در نهایت برای اثبات تشکیل محصولات از مشتقات مختلف، از آزمون­های HNMR، FT-IR و تعیین نقطه ذوب استفاده شد.

شیمی سبز

مقدمه

توسعه به معني برنامه ريزي جهت رسيدن جامعه از وضع فعلي به وضع مطلوب تر است و توسعه پايدار[1]، بدين مفهوم است که به گونه اي برنامه ريزي گردد، تا نسل هاي آينده در بر آوردن نيازهاي خويش دچار مشکل نشده، سرمايه هاي ملي دچار افت بها نشوند و به محيط زيست نيز آسيبي نرسد.

شيمي سبز در راستاي رسيدن به توسعه پايداردر سطح جوامع بشري مي باشد.

شيمي سبز شيميدان ها را در راستاي گسترش فرآيندها و محصولات بدون آلودگي و خطر هدايت مي نمايد. سنتز يک محصول شيميائي، نيازمند روش ايمن و استراتژي مناسب از نظر هزينه هاي توليد، مصرف و سلامت است.

آلودگي زيست محيطي و سهم واكنش هاي شيميائي و شيميدان ها در اين معضل موجب شده است كه دانشمندان به دنبال طراحي روش­هایی باشند كه تا حد امكان فاقد آلودگي باشند. شيمي سبز به طبقه بندي و تعريف اصولي مي پردازد كه در جهت نيل به اين هدف والا باشد.

شيمي سبز اصطلاحي است که براي اولين بار توسط پائول آناستاس، پيشنهاد شد. تعريف مختصر شيمي سبز چنين است: ابتکار، طراحي و کاربرد محصولات و فرآيندهاي شيميایي براي کاهش يا حذف استفاده و توليد مواد خطرناک. [[i]]

شيمي سبز يک فلسفه شيميایي است که طراحي محصولات و فرآيندهایي که استفاده يا توليد مواد خطرناک را کاهش يا حذف کنند، را تشويق مي کند. و در صدد است تا از آلودگي منابع جلوگيري کند يا آنها را کاهش دهد.

تعداد صفحه : 128

قیمت :14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

:        ****       serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  *** ***

جستجو در سایت : کلمه کلیدی خود را وارد نمایید :
 
 
Categories: شیمی