توصيفگر ها :
واكنش هاي جفت شدن , واكنش سوزوكي , واكنش سونوگاشيرا , واكنش هك , پليمرهاي پرشاخه , هتروسيكليك كاربن
چكيده فارسي :
اين رساله شامل دو پروژه معرفي و مشخصهيابي دو كاتاليست مي¬باشد كه فعاليت هر يك از كاتاليست¬ها در واكنش¬هاي جفت¬شدن هك، سوزوكي و سونوگاشيرا به طور مجزا ارزيابي شد. در پروژه اول، كاتاليست ناهمگن كبالت/-Nهتروسيكليك كاربن پايدار شده بر بستر كيتوسان مغناطيسي (Co-NHC@MC) طراحي و ساخته شد. فعاليت كاتاليستي كاتاليست سنتز شده در واكنش¬هاي جفت¬شدن فنيل بورونيك اسيد¬هاي استخلاف¬دار و فنيل استيلن¬هاي استخلاف¬دار با آريل كلرايد¬ها تحت شرايط ملايم و با استفاده از حلال پلي اتيلن گليكول (PEG) ارزيابي شد. محصولات اين دو واكنش در دماي 70 و 100 درجه سانتيگراد و با استفاده از حلال PEG به ترتيب با بازده¬هاي 90 و 84 درصد بدست آمدند. ويژگي¬هاي شيميايي و فيزيكي كاتاليست سنتز شده به وسيله تست¬هاي متعددي مانند TEM, ICP, SEM-EDX, XPS ,FT-IR ,XRD و TGA بررسي شدند. به علاوه ساختار محصولات حاصله از واكنش¬ها به وسيله تكنيك¬هايي مختلف مثل 1HNMRو 13CNMR بررسي شدند.
در پروژه دوم، تهيه و فعاليت كاتاليستي كاتاليست نانوذرات كبالت پايدار شده به وسيله پليمر¬هاي پرشاخه تري آزين بر بستر كيتوسان مغناطيسي(Co (0)-HBT@MC) مورد مطالعه قرار گرفت. فعاليت كاتاليستي كاتاليست سنتز شده در واكنش¬هاي جفت¬شدن هك و سوزوكي (واكنش متيل اكريلات و فنيل بورونيك اسيد با آريل يدايد¬ها/برمايدها و كلرايد¬ها) ارزيابي شد. محصولات در دماي 90 درجه سانتيگراد با استفاده از مخلوط حلالهاي آب/N،N-دي متيل فرمآميد (DMF/H2O) و پتاسيم فسفات و پتاسيم كربنات به عنوان بهترين باز، با بازدهي¬هاي 94 و 90 درصد حاصل شدند. همانند پروژه اول، ويژگي¬هاي شيميايي و فيزيكي كاتاليست سنتز شده به وسيله آناليز¬هاي متعددي بررسي شدند. جهت ارزيابي قابليت تجديدپذيري و بازيابي، كاتاليست ها در هر دو پروؤه، كاتاليست در انتهاي واكنش با استفاده از ميدان مغناطيسي از مخلوط واكنش جدا شده و دوباره مورد استفاده قرار گرفت. نتايج نشان داد كه كاتاليست با حفظ فعاليت كاتاليستي قابليت استفاده مجدد را دارد.
چكيده انگليسي :
In this thesis, two catalysts were introduced, characterized, and their catalytic activities were separately explored in Heck, Suzuki, and Sonogashira cross coupling reactions. In the first project, a heterogeneous catalyst in which cobalt-NHC immobilized on magnetic chitosan nanoparticles was designed. The catalytic activity of the prepared catalyst was evaluated in cross-coupling of substituted phenylboronic acids and phenylacetylenes with aryl chlorides under mild conditions in PEG as a green, thermally stable, and commercially available solvent. Indeed, conclusive properties such as simple preparation and easy recovery ability of the magnetic catalyst can make this synthesized catalyst a promising candidate for examining it in other cross-coupling reactions. Besides, the ability of the synthesized catalyst to apply aryl chlorides in cited cross-coupling reactions is very advantageous because they are cheaper and commercially available than aryl iodides/bromides. The products were achieved in the presence of PEG as solvent with yields of 90 and 84 percent. The physio-chemical properties of synthesized catalysts were evaluated usingTEM, ICP, SEM-EDX, XPS, FT-IR, XRD, and TGA techniques. Moreover, the structures of the products were evaluated by different techniques such as 1HNMR and 13CNMR. After completion of the reaction, the recyclability of the catalyst was checked, and the catalyst was separated by an external magnet and reused. It was found that the catalyst has excellent catalytic activity and the proper recovery and reusability.
In the second project, the preparation and the catalytic properties of the cobalt nanoparticles immobilized on the hyperbranched polymer-functionalized nano magnetic chitosan were studied. After preparation and characterization of Co(0)-HBT@MC, its catalytic activity was assayed in cross-coupling of aryl chlorides ,bromids, and iodides with methyl acrylates and phenylboronic acids under mild conditions. The products were achieved in the presence of DMF/H2O as solvent and K3PO4 as the base with yields of 94 and 90 percent. The physio-chemical properties of catalyst were evaluated usingTEM, ICP, SEM-EDX, FT-IR, XRD, TGA techniques. The recyclability of the catalyst was checked, after completion of the reaction, the catalyst was separated by an external magnet and reused. It was found that these catalysts have excellent catalytic activity and the proper recovery and reusability.