آمین دار شدن کاهشی ترکیبات کربونیل از واکنش های مهم در سنتز ترکیبات آلی بشمار می رود. استفاده از واکنشگرهای ارزان قیمت، انتخابی و با کارایی بالا، همواره مورد نظر شیمیدانان آلی بوده است. روش های متعددی برای این تبدیل کاهشی گزارش شده است که اکثر این روش ها دارای معایبی مانند پر هزینه بودن معرف، زمان طولانی واکنش، راندمان پایین، مشکل جداسازی و خالص سازی، سمیت بالا و شرایط سخت واکنش می باشند. در این پروژه آمین دار شدن کاهشی ترکیبات کربونیل با استفاده از معرف تجاری، در دسترس و ارزان سدیم بوروهیدرید و کاتالیزگر سلولز سولفوریک اسید در حلال اتانول تحت شرایط ملایم و خنثی و نیز بدون حلال در مدت زمان کوتاه انجام شد. دامنه واکنش ها شامل آلدهیدهای آروماتیک و آلیفاتیک، کتون های آلیفاتیک حلقوی و غیر حلقوی و آمین های آروماتیک و آلیفاتیک نوع اول و دوم می باشد. در سیستم هتروژن، حلال اتانول ترجیح داده می شود اما واکنش می تواند درتترا هیدرو فوران ، دی اتیل اتر، دُی کلرو متان و استو نیتریل با راندمان کمتر و زمان طولانی تر نیز انجام شود. واکنش به طور موثر در حضور گروه های عاملی قابل کاهش مانند c=c، سیانو و نیترو انجام شده است. در مقایسه با دیگر روش های کاهشی ترکیبات کربونیل مانند nabh3cn/meoh، بوران- پیریدین و هیدروژن دار شدن کاتالیزوری ، روش های انجام شده در این پروژه از راندمان بالاتر و محصولات جانبی کمتر برخوردار است.

سنتز بیس ایندولیل متانها و 3 و 3 –دی ایندولیل اکس ایندولها در از واکنش های مهم در سنتز ترکیبات آلی بشمار می رود. استفاده از واکنشگرهای ارزان قیمت، انتخابی و با کارایی بالا همواره مورد نظر شیمیدانان آلی بوده است. روشهای متعددی برای این سنتز گزارش شده است، که اکثر این روشها دارای معایبی مانند پر هزینه بودن تهیه کاتالیزگر، زمان طولانی واکنش، راندمان پایین، مشکل جداسازی و خالص سازی، سمیت بالا و شرایط سخت واکنش می باشند. در این پروژه سنتز بیس ایندولیل متانها و 3 و 3 –دی ایندولیل اکس ایندولها در مجاورت کاتالیزگرهای سلولز سولفوریک اسید و بتا سیکلو دکسترین سولفوریک اسید در حلال متانول،در شرایط بدون حلال و در حلال آب انجام شد. دامنه واکنش ها شامل آلدهیدهای آروماتیک و آلیفاتیک، کتون های آلیفاتیک حلقوی و غیر حلقوی و انواع ایندولها می باشد. در مقایسه با دیگر روش ها برای سنتز بیس ایندولیل متانها روش انجام شده در این پروژه از راندمان بالاتر و سمیت کمتری برخوردار است. دی ایندولیل متانها: این ترکیبات معمولاً از واکنش ایندولها (2هم ارز ) وترکیبات کربونیلی (1هم ارز) تهیه می شوند.این واکنشها معمولاً درحضور کاتالیزگر اسیدی اعم از پروتونی و یا لوئیس انجام می شود. تریس ایندولیل متانها : این ترکیبات از واکنش ایندولها (2هم ارز) با ایندول 3- کربآلدهید (1هم ارز) تهیه می شوند. دی ایندولیل اکس ایندولها: این ترکیبات از واکنش ایندولها (2هم ارز) با ایزاتین (1هم ارز) تهیه می شوند. خواص ضد سرطانی دی ایندولیل متانها چنانکه به اثبات رسیده در سلولهای سرطانی سینه دی ایندولیل متانها(dims ) با اثرات پلی تروپیک روی پیشرفت سلولهای سرطان زا و تعمیر dna فعالیت ضد سرطانی از خود نشان میدهند نتایج نشان میدهد که dims از رشد و تکثیر سلولهای سرطان سینه بسته به زمان و دوز آنها جلوگیری می کنند همچنین اثبات شده که این ترکیبات میتوانند وسیله مناسبی علیه سرطان پروستات نیز باشند. در برخی گیاهان در طی متابولیسم ایندولیل – 3 – کاربینولها (i3cs) تولید میشود که در محیط با ph پایین i3cs به محصولات پلیمری که مهمترین آنها 3 و 3 – دی ایندولیل متانها (dims) می باشند تبدیل می شود. سلولز در مولکول سلولز مولکول های ?- گلوکز نسبت به یکدیگر چرخش 180 درجه ای دارند. ضمن برقراری اتصال بین دو مولکول ?- گلوکز متصل به کربن 4 یک مولکول و oh کربن شماره 1 مولکول بعدی یک مولکول آب جدا می شود و پل اکسیژنی برقرار می شود. از سوی دیگر در مولکول سلولز امکان برقراری پیوندهای هیدروژنی نیز وجود دارد. پیوستن دو مولکول ?- گلوکزموجب تشکیل یک مولکول سلوبیوز می شود . هر 5 مولکول سلوبیوز با آرایش مکعبی شکل، بلور سلولز را به وجود می آورند. و از مجموعه بلورهای سلولز ، رشته ابتدایی یا مایسل سلولز تشکیل می شود مجموعه مایسلها ، میکروفیبریل سلولزی را بوجود می آورند که قطری حدود 25 نانومتر دارد. از مجموع حدود 20 میکروفیبریل ، ماکروفیبریل سلولزی تشکیل می شود. سلولز سولفوریک اسید سلولز سولفوریک اسید به آسانی به وسیله ی افزایش قطره قطره کلروسولفونیک اسید به مخلوط سلولز در حلال کلروفرم درo0c تهیه می شود. درنتیجه این عمل گاز hc1 فوراً از ظرف واکنش خارج می شود. سلولز سولفوریک اسید به عنوان یک اسید جامد وغیر نمگیر نسبت به هوا و رطوبت بسیار پایدار می باشد. واکنش ترکیبات کربونیلی با ایندولها بهترین روش برای تولید بیس ایندولیل متانها می باشد که کاتالیزگرهای گوناگون برای این سنتز در منابع مختلف گزارش شده است. بسیاری از این کاتالیزگرها دارای سنتز دشوار، هزینه زیاد و سمیت می باشند. همچنین زمان طولانی واکنش ها، سختی استخراج محصولات، استفاده از حلال های سمی و گران قیمت ما را بر آن داشت که در این پروژه با ایجاد روشی ساده، کارآمد و ملایم و شیمی گزین همراه با جداسازی ساده محصولات و کمترین دور ریختنی که از نظر اقتصادی و حفظ محیط زیست قابل توجه می باشد، در صدد رفع این مشکلات برآییم. در این راستا بر آن شدیم تا با استفاده از سلولز سولفوریک اسید و بتا سیکلو دکسترین سولفوریک اسید بعنوان کاتالیزگرهای جامد، هتروژن، مناسب از نظر حمل و نقل ، سازگار با محیط زیست و پایدار در هوا و رطوبت در سیستم هتروژن؛ در شرایط بدون حلال و همچنین در حلال آب به اهداف شیمی سبز نایل شویم که با استفاده از مواد اولیه ارزان قیمت و موجود در بازار و طی یک روش ساده بسهولت قابل تهیه می باشند. کاتالیزگرهای فوق به عنوان منابع اسیدی مناسب برای سنتز بیس ایندولیل متانها و دی ایندولیل اکس ایندولها می توانند بشمار آیند. به علت فواید مهم بیولوژیکی و دارویی مشتقات ایندولیل از جمله بیس ایندولیل متانها و دی ایندولیل اکس ایندولها یافتن راهی مناسب، سالم و مقرون به صرفه برای سنتز این ترکیبات بسیار مهم است.

?- برم دار کردن ترکیبات 1،3– دی کربونیل یک تبدیل مهم می باشد ، به طوریکه محصولات ?- برمه شده، به عنوان واحدهای ساختمانی برای سنتز مواد طبیعی به کار می روند. برم دار کردن این ترکیبات قبلا" با معرفهای مختلفی از قبیل مولکول برم، nbs/amberlyst-15 و اتیلن بیس(-n متیل ایمیدازولیوم)دی تری برومید[ebmidtb] انجام شده است. در اینجا ما یک روش مفید و فضاگزین برای ?- برم دار کردن ترکیبات دی کربونیل با استفاده از n- برمو ساخارین در حضور مقدار کاتالیزوری mg(clo4)2 در استونیتریل یا شرایط بدون حلال گزارش می دهیم. مرور بر منابع موید این واقعیت است که ترکیبات ?،?-دی برموکتون، ترکیباتی با خواص ضد باکتریائی و قارچ کش می باشند. همچنین این ترکیبات، یک حدواسط ارزشمند در سنتز آلی می باشند. سنتز ?،?-دی برموکتون ها قبلا" با استفاده از 2 نوع ماده اولیه گزارش شده است که عبارتند از: 1-استفاده ازآلکینها همراه با سیستمهایی از قبیل kbr/ h2o2/ moo42-, nbs, broh. 2- استفاده ازکتونها همراه با سیستمهایی از قبیل بنزیل تری متیل آمونیوم تری برمید(btma br3)، دی اکسان/ دی برمید/ سیلیکا ژل. اگرچه بیشتر این روشها با بازدهی های خوبی همراهند، ولی بیشتر آنها از یک یا چند ضعف برخوردارند، از قبیل استفاده از کاتالیست ها، اکسیدانت ها، تابش میکروویو و همچنین زمان طولانی واکنش. در اینجا ما یک روش مناسب برای تهیه ?،?-دی برموکتونها از آلکینها با کمک nbsacدر مخلوط استون – آب(1:1) گزارش می کنیم. –nبرموساخارین یک عامل اکسید کننده قوی و همچنین عامل برمه کننده است، که برای هالوژن دار کردن ترکیبات آروماتیک، اکسیداسیون تیول ها به دی سولفیدهای مشابه و اکسیداسیون الکلها به کار رفته است.

در این پروژه یک فرایند تک ظرفی ساده و ملایم برای متیل استری شدن اکسایشی مستقیم آلدهیدها با استفاده از معرف n- یدو ساخارین در ترکیب با کربنات پتاسیم در متانول ارائه شده است. در این فرایند متیل استرهای مختلف از آلدهیدهای متناظر در راندمان خوب تا عالی به دست می آید. همچنین در این پروژه 2- ایمیدازولین ها در فرایند تک ظرفی از آلدهیدها و اتیلن دی آمین از طریق حد واسط آمینال با استفاده از معرف n- یدو ساخارین در دمای اتاق تهیه می شوند. شرایط واکنش خیلی ملایم و ارزان قیمت است و برای انواع آلدهیدهای آروماتیک، هتروآروماتیک و آلیفاتیک در راندمان خوب تا عالی به کار برده می شود.

در این پروژه، نانو ذرات اکسید روی، اکسید تیتانیم و طلا با روش های ساده و ارزان مکانوشیمیایی، سل-ژل و رسوبگیری تهیه شدند و قطر ذرات آنها با روش های مختلف از جمله پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی و عبوری اندازه گیری شد. با توجه به فعالیت کاتالیزگری قابل توجه نانو اکسیدروی و نانو اکسیدتیتانیم در تعدادی از واکنش های آلی، آزمایش های متعددی برای بررسی فعالیت کاتالیزگری این نانوکاتالیزگرها در واکنش های n-فرمیل دارشدن آمین ها، تهیه بنزایمیدازول ها و کوئینوکسالین ها صورت گرفت. واکنش n- فرمیل دار شدن آمین های آروماتیک و آلیفاتیک در مجاورت نانواکسیدروی به عنوان کاتالیزگر در شرایط بدون حلال انجام شد. مشتقات بنزایمیدازول ها در مجاورت نانواکسیدروی به عنوان کاتالیزگر از دو طریق در شرایط بدون حلال از تراکم اورتو- فنیلن دی آمین ها و اسیدفرمیک و در محیط مایسل از تراکم اورتو- فنیلن دی آمین ها و اورتواسترها سنتز شدند. کوئینوکسالین ها در مجاورت نانواکسیدتیتانیم به عنوان کاتالیزگر ارزان و کارآمد از تراکم اورتو- فنیلن دی آمین ها و دی کتون ها سنتز شدند. همچنین نانوذرات طلا عاملدار شده آلدهیدی محلول در آب با توزیع یکنواخت به روشی آسان تهیه شد. با استفاده از شیمی ترکیبی پویا و نانوذرات طلای تهیه شده، سطح dna دو رشته ای کوتاه شناسایی شد.

در این رساله، ترکیبات هتروسیکلی مهم دارویی نظیر پیریدو[3?2-d]پیریمیدین ها و اسپیرواکسیندول ها در آب و اتانول به عنوان حلال های سبز در بازده های بالا با استفاده از کاتالیزگرهای سیلیکای مزوحفره sba-15 عامل دار شده با اسید یا باز آلی سنتز شدند. همچنین فعالیت آنتی اکسیدانی تعدادی از این ترکیبات سنتزی مورد بررسی قرارگرفتند. در بخش دوم کار تحقیقاتی، محتوای تام فنولی و فلاونوییدی، فعالیت های آنتی اکسیدانی و ضد باکتریایی عصارههای فلاونوییدی، پلی فنولی و آنتوسیانینی استخراج شده از گیاه آویشن مورد بررسی قرار گرفتند. همه ی عصاره ها مقاد یر قابل توجهی ترکیبات فنولی و فلاونوییدی و فعالیت آنتی اکسیدانی قوی نشان دادند. در ادامه روشی کارا و سریع برای سنتز سبز نانو ذرات نقره به وسیله ی کاهش نیترات نقره با استفاده از عصاره های آبی گیاه آویشن گزارش شد. نانو ذرات نقره سنتزی خواص ضد باکتریایی خوبی در مقابل باکتریهای گرم مثبت و گرم منفی بررسی شده با روش دیسکی نشان دادند.

در این پروژه، مایع یونی اسیدی n-متیل-2-پیرولیدینون فسفو تنگستات، [nmp]3pw12o40 به عنوان یک واکنشگر جدید و موثر برای محافظت گروه های عاملی مختلف در ترکیبات آلی معرفی شده است. این کاتالیزگر دوست دار محیط زیست و ارزان بوده و قابل بازیافت برای استفاده مجدد می باشد. در این مطالعه، تترا هیدرو پیرانیله شدن انواع الکل ها و فنول ها توسط 3،4-دی هیدرو-h?-پیران در مجاورت کاتالیزگر [nmp]3pw12o40 مورد بررسی قرار گرفت. کاتالیزگر [nmp]3pw12o40 به خوبی قادر است واکنش سیلیل دار کردن الکل ها و فنول ها بوسیله هگزا متیل دی سیلازان را تسریع نماید. الکل های نوع اول، دوم و سوم به خوبی فنول ها به سیلیل اتر های مربوطه در زمان کوتاه تبدیل می شوند. هم چنین محافظت از آمین ها با استفاده از دی ترشری بوتیل دی کربنات 2o(boc) نیز در مجاورت [nmp]3pw12o40 به خوبی و با بهره های عالی به انجام رسیده است. محافظت شیمی گزین گروه آمینی در مجاورت آمینو الکل ها و آمینو فنول ها بدون تشکیل هر گونه محصول جانبی انجام گرفته است.

هدف از اجرای این پژوهش تهیه آسان و راحت مشتقات ?،?- دی¬هیدرو¬کوینازولین?–( h?)¬اُن با استفاده از کاتالیزگر نانو تیتانیوم اکسید و بررسی واکنش در شرایط بدون حلال و یا در حلال و دمای¬های مختلف و پیدا کردن شرایط بهینه برای این واکنش¬ها می¬باشد .مراحل پژوهش برای سنتز مشتقات ?،?- دی¬هیدرو¬کوینازولین?–( h?)¬اُن شامل پیدا کردن شرایط بهینه با استفاده از آلدهید¬های مختلف و انجام واکنش آن¬ها با ارتو آمینو¬بنزآمید و همچنین آمین¬ها و آلدهید¬های مختلف و انجام واکنش آن¬ها با ایزاتوییک انیدرید می¬باشد.

- مقدمه 1-1- شیمی سبز علم شیمی نقش بنیادی در پیشرفت تمدن آدمی داشته و هر روزه ردپای آن در صنایع پزشکی، دارو سازی، کشاورزی، تجارت و غیره پر رنگ تر می شود. با این همه، علم شیمی در طی پیشرفت خود که همواره با سود رساندن به همراه است، آسیب های چشمگیری نیز به سلامت آدمی و محیط زیست وارد کرده است. از این رو کاهش یا حذف اثرات منفی ناشی از فرآیندهای شیمیایی و انتشار مواد خطرناک از جمله دغدغه های شیمیدانان است. به این منظور دانشمندان در تلاشند که تا حد امکان خطر ذاتی مواد را کاهش دهند و یا موادی جایگزین کنند که نقش آلایندگی کمتری داشته و یا آنکه راحت تر بازیافت شوند. هر نوع فعالیتی در این زمینه "شیمی سبز" خوانده می شود. شیمی سبز عبارت است از طراحی فرآورده ها و فرآیند های شیمیایی که بکارگیری و تولید مواد آسیب رسان به سلامتی آدمی و محیط زیست را کاهش می دهد و یا از بین می برد. یک دسته از مواد پرکاربرد، کاتالیزگرها و حلال ها که اغلب سمی و آتشگیرند در رده مهمترین عوامل آلاینده قرار دارند. مشکلات ناشی از جداسازی حلال ها و کاتالیزگرها از محصولات، بازیافت کامل آنها، مخاطرات زیست محیطی و هزینه هنگفتی که صرف کنترل آنها می شود، توجه محققان را به سمت استفاده از کاتالیزگر و حلال های سبز معطوف داشته است. طراحی محصولات و فرآیند های کم خطر از نظر محیطی، می تواند به وسیله دوازده اصل شیمی سبز هدایت شود. این اصول که یک دسته بندی از رهیافت های بنیادی و خط مشی های اساسی برای دستیابی به اهداف شیمی سبز می باشند. عبارتند از: 1- بهتر است از هدر رفت و اتلاف جلوگیری شود تا اینکه بخواهیم بعد از وقوع آن، به چاره اندیشی و پاکسازی بپردازیم. 2- روشهای سنتزی باید در جهت بیشینه کردن مشارکت همه مواد به کار گرفته شده برای دستیابی به محصولات نهایی در یک فرآیند، طراحی شوند. 3- روش های سنتزی باید بتوانند راهکارهای علمی برای استفاده و تولید موادی که دارای سمیت کم یا بدون سمیت برای سلامت انسانها و محیط هستند، ارائه دهند. 4- محصولات شیمیایی باید طوری طراحی شوند که با کاهش سمیت، کارآیی آنها تحت تاثیر قرار نگیرد. 5- استفاده از مواد کمکی مثل حلال ها، عوامل جداسازی و غیره در حد امکان، در موارد غیر ضروری صورت نگیرد. 6- با توجه به شرایط اقتصادی، فرآیندهای شیمیایی در دما و فشار معمولی و حداقل انرژی انجام شود. 7- تا حد امکان مراحل فیزیکی و شیمیایی واکش کوتاه شود. 8- از مود خامی استفاده شود که قابلیت تولید مجدد در طبیعت را داشته باشد. 9- از واکشنگرهای کاتالیزگری به جای واکنشگرهای استوکیومتری استفاده شود. 10- محصولات به صورت زیست تخریب پذیر باشند. 11- لازم است روش های تجزیه ای برای کنترل و هدایت فرآیندها نسبت به تولید مواد پر خطر توسعه داده شوند. 12- از مواد یا حالتی از مواد استفاده شود که کمترین قابلیت ایجاد حوادثی مانند: نشت، انفجار و آتش سوزی را داشته باشد.

در ابتدا 3-متیل-1-سولفونیک اسید ایمیدازولیوم هیدروژن سولفات (msim]hso4]) سنتز شد و با طیف سنجی مادون قرمز، رزونانس مغناطیسی هسته و آنالیز تجزیه حرارتی شناسایی شد. این ترکیب به عنوان یک مایع یونی در سنتز 3،4-دی هیدروپیریمیدین-2(1h)-تیون ها، تیازولو [2،3-a] پیریمیدین ها و دی هیدروکوینازولین ها تحت شرایط ملایم استفاده شد. سپس 1-متیل-3-(تری متوکسی سیلیل) پروپیل ایمیدازولیوم هیدروژن سولفات بر سطح نانو ذره اکسید آهن (iiو iii) پوشیده شده با سیلیکا (mnp-[pmim]hso4) تثبیت شد و با طیف سنجی مادون قرمز، رزونانس مغناطیسی هسته، آنالیز تجزیه حرارتی، آنالیز عنصری، میکروسکوپ الکترونی روبشی و عبوری شناسایی شد. فعالیت کاتالیزگری آن در سنتز آکریدین ها و مشتقات پیریدین در شرایط بدون حلال بررسی شد.