22342

بررسي و مدل‌سازي مولكول‌هاي آلي خاموش كننده فلورسانس پورفيرين‌ها، جهت شناسايي بهترين حدواسط الكتروني در واكنش‌هاي كاتاليستي و فوتوكاتاليستي

كارشناسي ارشد

شيمي معدني

1399

1399/03/07

دكتر رخمت الله رحيمي

دكتر محمد حسين كشاورز

شيمي

چكيده امروزه كاربرد فوتوكاتاليستهاي پورفيريني به سرعت در حال افزايش است و حجم بسيار زيادي از اين مواد در قالب كاتاليست‌هايي براي شبيه‌سازي فرايند فوتوسنتز طبيعي ظاهر به كار ميرود. يكي از مزاياي اصلي استفاده ازفوتوكاتاليست‌هاي پورفيريني، ناحيه‌ي جذب گسترده امواج الكترومغناطيس مي‌باشد كه امكان استفاده از انرژي خورشيدي را فراهم مي‌كند. در اين پژوهش از يك پورفيرين ثابت TSPP و محلول در آب به عنوان فوتوكاتاليست مورد بررسي قرار ميگيرد. اين تركيب در حالت برانگيخته توانايي انتقال الكترون مناسبي دارد. براي افزايش راندمان انتقال الكترون از تركيبات آروماتيك به عنوان انتقال دهنده الكترون استفاده شده. مدل ارائه شده به بررسي سينتيك انتقال الكترون از پورفيرين برانگيخته به تركيباتي كه الكترون در اثر برخورد به آنها منتقل ميشود مي پردازد. اين بررسي از طريق رابطه‌ي كمي ساختار-فعاليت QSAR براي پيش بيني بهترين ساختار از نقطه نظر قدرت الكترون كشنده گي انجام صورت ميگيرد. ميزان قدرت خاموش كنندگي فلورسانس پورفيرين با تركيبات پذيرنده الكترون توانايي الكترون پذيري آنها را نمايش مي‌دهد. به همين منظور از معادله‌ي سينتيك خاموش‌سازي Quenching فلورسانس، مقادير عددي ثابت سرعت خاموش كردن فلورسانس كه به ثابت استرن-والمر Stern-Volmer CO2nstant معروف است و با Ksv M- اندازه‌گيري ميشود به عنوان فعاليت activity انتخاب و ارتباط آن با ساختار خاموش كننده به روش رگراسيون خطي چندگانه MLR بررسي ميشود. مدل هاي گزارش شده در اين پژوهش شامل يك مدل براي پيش بيني قدرت خاموش كردن فلورسانس ميباشدكه با بررسي مقادير پيش بيني شده ميتوان نسبت به پيش بيني راندمان واكنش اظهار نظر كرد. از سوي ديگر با توجه به Eq.2كه بازده كوانتمي فلورسانس دسته اي ديگر از تركيبات آروماتيك را پيش بيني مي كند ميتوان به يك پيش بيني موثر و قابل اعتماد در مورد بخش ابتدايي تمام واكنش هاي فوتوكاتاليستي كه همان جذب نور مي باشد دست يافت. همچنين ارزيابي و اعتبار سنجي مدل توسط پارامتر‌هاي آماري ضريب همبستگي (R) و كراس وليديشن (Q) توانايي مدل براي پيش بيني ساختار مورد نظر را تاييد مي‌كند.

1399/06/04

Investigation and modeling of organic molecules that quench the fluorescence of porphyrins to identify the best electron mediator in catalytic and photocatalytic reactions

5/27/2020 12:00:00 AM

Abstract: Today, the use of porphyrin photocatalysts is rapidly increasing, and a large amount of these substances have been appeared in the form of catalysts to simulate the process of natural photosynthesis. One of the main advantages of using porphyrin photocatalysts is their use in the visible region of electromagnetic waves, which allows the use of solar energy. In this study, a fixed and water-soluble porphyrin (TSPP) used as a photocatalyst. This CO2mpound is capable of transferring electrons in its excited state. To increase the efficiency of electron transfer to the biocatalyst part where the final stage of the reaction takes place. The bipyridine CO2mpounds have been used as an alternative for NADH as a natural electron carrier. The proposed model examines the kinetics of electron transfer from an electron carrier that can be replaced by NADH. This study performed through a quantitative structure-activity relationship to predict the best structure for electron transfer. The advantage of using the quenching CO2nstant of fluorescence with electron acceptor CO2mpounds shows their electron acceptability. For this end, the Fluorescence Quenching CO2nstant, a numerical CO2nstant value of the fluorescence quenching measurements, known as the Stern-Volmer CO2nstant Ksv M-, used as an activity for its relation to the extinguishing structure. The multiple linear regression method investigated as a powerful tool for predicting purposes. The models reported in this study include a model for predicting the power of quenching fluorescence, which can be used to predict the reaction efficiency by predicting values. On the other hand, acCO2rding to Eq., which predicts the quantum efficiency of fluorescence, another set of aromatic CO2mpounds, an effective and reliable prediction can be made about the initial part of all photocatalytic reactions, which is the absorption of light. Also, the evaluation and validation of the model by statistical parameters of CO2rrelation CO2efficient (R) and cross-validation (Q) CO2nfirms the model's ability to predict the desired structure.