22493

سنتز و شناسايي نانوكاتاليزگر جديد مغناطيسي هسته-پوسته عامل‌دار شده با 6،4،2 تريس (هيدرازينو)-5،3،1-تري‌آزين و بررسي عملكرد كاتاليزگري آن در سنتز تركيبات هتروسيكلي با رويكرد واكنش‌هاي چندجزئي

كارشناسي ارشد

علوم و فناوري نانو - نانوشيمي

1396

1399/06/29

دكتر علي ملكي

شيمي

نانوكاتاليزگرها، دسته‌اي از كاتاليزگرها مي‌باشندكه به منظور افزايش مساحت و كارايي آن‌ها توسط شيميدان‌ها پيشنهاد شده‌اند. نانوكاتاليزگرها داراي پايداري و گزينش‌پذيري بالا و فعاليت نسبتاً خوب هستند. اين خواص با بهينه كردن اندازه، شكل، ساختارهاي الكتروني، پايداري شيميايي و گرمايي نانو مواد ويژه به دست مي‌آيد. براي تغيير دادن و بهينه كردن خواص فيزيكي و شيميايي و براي استفاده هدفمند از آن‌ها به منظور تسهيل واكنش‌هاي شيميايي و يا تهيه‌ي محصولات جديد در زمينه هاي مختلف تحقيقاتي، معمولاً سطح اين نانو ذرات با گروه‌هاي مختلف شيميايي عامل‌دار مي‌شوند. به اين ذرات كه سايز آن‌ها در مقياس نانو مي‌باشد و سطح آن‌ها عامل‌دار شده است نانوذرات هسته/پوسته گويند. در طراحي ساختار اين نوع از نانوكاتاليزگرها معمولاً از هسته‌هايي استفاده مي‌شود كه داراي خاصيت مغناطيسي باشند. در نتيجه بعد از اعمال اثر در تسهيل واكنش‌ها و تكميل فرآيند واكنش، به راحتي با استفاده از يك آهنربا از مخلوط واكنش قابل جداسازي باشند. به عنوان مثال نانوكاتاليزگرها با هسته اكسيد آهن كه به واسطه‌ي حضور عنصر آهن خصلت مغناطيسي دارند. روي اين هسته مي‌توان پوسته‌ايي از جنس سيلان قرار داد و روي آن پوسته گروه عاملي مورد نظر را قرار داد كه بسته به نوع كاربردي كه براي نانوكاتاليزگر مد نظر مي‌باشد، اين تركيبات متفاوت هستند. اين پروژه در مورد سنتز و شناسايي نانوكامپوزيت متخلخل مغناطيسي با مورفولوژي كروي با روش آسان و بازده بالا مي‌باشد. به اين ترتيب كه ابتدا نانوذرات اكسيد آهن پوشش داده شده با سيلان سنتز شد. سپس 6،4،2 تريس (هيدرازينو)-5،3،1-تري‌آزين با نشستن بر روي سطح نانوذرات هسته/پوسته اصلاح شده با كلر عامل‌دار شد.. اين كاتاليزگر به عنوان كاتاليزگر ناهمگن قابل بازيافت در واكنش‌هاي سه‌جزئي تهيه‌ي طيف وسيعي از مشتقات تتراهيدروبنرو پيران كه داراي خواص مختلف زيستي و دارويي هستند به كار گرفته شد. اين تركيبات با ارزش با بهره‌هاي خوب تا عالي و تحت شرايط ملايم واكنش با خالص‌سازي آسان و كاهش قابل ملاحظه زمان واكنش تهيه شدند. اين كاتاليزگر فعاليت كاتاليزگري بالا و هم‌چنين پايداري قابل ملاحظه در محيط واكنش از خود نشان داد. هم‌چنين استفاده از اين كاتاليزگر براي محيط زيست بي‌ضرر مي‌باشد. به منظور تاييد ساختار اين كاتاليزگر از آناليزهاي متعددي نظير FT-IR، EDX، ،TGA، VSM، SEM و XRD استفاده شد. يكي از مهم‌ترين مزاياي اين كاتاليزگر قابليت بازيافت است كه پس از 6 بار استفاده در واكنش مدل هم‌چنان داراي خاصيت كاتاليزگري بالايي است. تأييد ساختار كاتاليزگر بازيافتي توسط FT-IR، EDX و VSM انجام شد. به علاوه اين كاتاليزگر داراي خاصيت مغناطيسي بالايي است. مقدار اشباع مغناطيسي كاتاليزگر در منحني VSM emu g−1 23 بود كه تأييدي بر اين مساله است. خاصيت مغناطيسي بالاي كاتاليزگر موجب مي‌شود كه فرآيند جداسازي با استفاده از يك مغناطيس خارجي به راحتي امكان‌پذير باشد.

1399/07/07

Synthesis and Characterization of a novel magnetic nanocatalyst core-shell functionalized with 2, 4, 6-tris (hydrazine) -1, 3, 5-triazine and its catalytic performance in the synthesis of heterocyclic compounds with a multi-component reaction approach

9/17/2021 12:00:00 AM

Nanocatalysts are groups of catalysts that have been proposed by chemists for increasing efficiency. Nanocatalysts have high stability and selectivity and relatively good activity. These properties are achieved by optimizing the size, shape, electronic structures, chemical and thermal stability of the nanomaterials. In order to optimize physical and chemical properties and to use them purposefully to facilitate chemical reactions or to produce new products in various research fields, the surface of these nanoparticles is usually functionalized with different chemical groups. These particles, whose size is nanoscale and whose surface area is functionalized, are called core / shell nanoparticles. For designing of the structure of this type of nanocatalysts, cores with magnetic properties are usually utilized. As a result, after applying the effect to facilitate the reactions and completion of the reaction process, they can be easily separated from the reaction mixture by using a magnet. For example, nanocatalysts with iron oxide core that have a magnetic property due to the presence of the iron element. Silane shells can be placed on the core, and on top of that, a group of functional group can be placed which depend on the type of application intended for the nanocatalyst This study is regarding the synthesis and characterization of a novel magnetic nanocomposite 2,4,6-trihydrazino-1,3,5-triazine-functionalized with silica-coated iron oxide nanoparticles (NPs) with porous morphology decorated with the spherical (NPs). Through co-precipitation of iron salts, magnetic (NPs) were obtained. In this regard, as-prepared 2,4,6-trihydrazino-1,3,5-triazine (THDT) was placed on the chlorine surface-modified iron oxide (NPs). This catalyst intensely accelerates the synthesis of highly functionalized tetrahydrobenzo[b]pyran. Employing this catalyst sequels excessive yield within the appreciable reduction of the reaction time. An outstanding matter is that the utilization of this catalyst equals environmental harmlessness. In order to confirm the structure of this catalyst, several analyzes such as FT-IR, EDX, TGA, VSM, SEM and XRD were applied. One of the most important advantages of this catalyst is its recyclability, which after 6 times in the model reaction still has high catalytic properties. The structure of the recycled catalyst was confirmed by FT-IR, EDX and VSM. In addition, this catalyst has high magnetic properties. The amount of magnetic saturation of the synthesized catalyst in the VSM curves was 23 emu g−1, which confirms the magnetic properties. The high magnetic properties of the catalyst make the separation process easily possible by using an external magnet.