طراحی، سنتز و شناسایی سیلیکاهای جدید نانومتخلخل عامل دارشده با گروه ارگانوسولفونیک اسید و کاربرد آنها به عنوان کاتالیزورهای شکل گزین و قابل بازیافت در برخی تبدیلات آلی
Abstract
هدف اصلی این رساله سنتز ارگانوسولفونیک اسیدهای تثبیت شده بر پایه بسترهای مزوحفره سیلیکایی از نوع mcm-41 و sba-15 و کاربرد آنها در برخی از واکنش های اسید- کاتالیز می باشد. بر این اساس این پایان نامه به چهار فصل تقسیم شده است که در ادامه خلاصه ای از هریک از فصول توضیح داده خواهد شد: در فصل 1، مقدمه ای کلی در مورد خصوصیات و ویژگی های مواد مزوحفره بویژه بسترهای mcm-41 و sba-15 آورده شده است. خصوصیات ساختاری سولفونیک اسیدهای سنتز شده بر پایه بسترهای مزوحفره، روش های مختلف سنتز آنها (پیوند زدن و سل - ژل) و کاربرد آنها در برخی واکنش های شیمیایی بطور خلاصه مورد بحث قرار گرفته است. بر اساس این مرور در ادامه به اهداف کلی و رئوس مطالب این رساله پرداخته شده است. فصل 2 به سنتز سولفونیک اسید قابل بازیافت تثبیت شده بر پایه بستر نانوحفره mcm-41 می پردازد و شناسایی این کاتالیزور هتروژن با تکنیک های مختلف مانند آنالیز وزن سنجی حرارتی، جذب - واجذب نیتروژن، آنالیزهای سطح مانند bet و bjh و نیز تعیین قدرت اسیدی سطوح با ph متری مورد بحث قرار می گیرد. این کاتالیزور پس از سنتز و شناسایی در واکنش های تهیه تتراهیدروپیرانیل اترها از الکل ها، محافظت زدایی ترشیو-بوتیل دی متیل سایلیل اترها و سایلیله کردن الکل های مختلف با هگزامتیل دی سیلازان بکار گرفته می شود. دفعات زیاد بازیافت کاتالیزور در هریک از واکنش های فوق نشان از پایداری بالای سیستم هتروژن سنتزی دارد. در فصل 3 تهیه و شناسایی چند کاتالیزور آبگریز سولفونیک اسید جدید بر پایه mcm-41 به منظور سنتز کاتالیزور شکل گزین مورد مطالعه قرار گرفته است. در این راستا مفهوم نانوپلاستی یا بازسازی میکروحفره ای منظم برای اولین بار مطرح شده است. همچنین نتایج آزمایش های صورت گرفته نشان می دهد کاتالیزور سایلیله شده mcm-41-osime3-pr-so3h با کوچکترین اندازه حفره (21/1 نانومتر), بهترین نتایج را در تهیه شکل گزین تتراهیدروپیرانیل اترها از الکل های مختلف بدست می دهد. شناسایی دقیق کاتالیزورهای سنتزی به منظور بررسی نقش موقعیت گروه اسیدی و نیز اثر اندازه حفره در شکل گزینی مورد بررسی قرار گرفته است. در فصل 4 مطالعات جامعی در زمینه نقش آبگریزی کانال ها و همچنین اثر اندازه حفره ها در واکنش های پچمن و استرکر انجام شده است. این مطالعات نشان داده اند که از میان کاتالیزورهای سولفونیک اسیدی هتروژن مختلف، نانوراکتور sba-15-ph-pr-so3h, که در آن هر دو گروه آبگریز فنیل و گروه سولفونیک اسیدی درون کانال های کاتالیزور قرار گرفته اند, فعال ترین کاتالیزور در هر دو واکنش پچمن و استرکر می باشد. لازم بذکر است کاتالیزور مزبور در هر دو واکنش فوق با موفقیت قابل بازیافت بوده و به دفعات متوالی مورد استفاده قرار گرفته است.