بخشی از مقاله

خلاصه

در این پروژه، با آگاهی از خصوصیات و مزایای نانو کاتالیست زیرکونیوم تثبیت شده بر روی SBA-15 از آن به عنوان یک کاتالیزور هتروژن برای سنتز مؤثر -2آریل بنزایمیدازولها از واکنش تراکمی حلقهزایی -2,1فنیل دیآمین و آلدهید-های آروماتیک مختلف در دمای 50 درجه سانتیگراد تحت شرایط بدونحلال استفاده شده است، از مزایای این روش می-توان بدستآوردن محصول خالص، بازده خوب تا عالی، غیرسمیبودن و قابلیت بازیافت کاتالیزور برای دفعات زیاد و دوستدار محیطزیست بودن آن اشاره کرد.

.1 مقدمه

در سالهای اخیر سنتز بنزیمیدازول و مشتقات آن به علت دارا بودن فعالیت های بیولوژیکی متنوع[8-1] و قرار گرفتن این حلقه در داروهای مهم با تنوع درمانی مختلف مورد توجه بسیاری از شیمیدانهای آلی قرارگرفته است. این حلقه و مشتقاتش همچنین به عنوان حد واسط در سنتز آلی و معدنی بکارگرفته شده است .[11] باتوجه به این مهم، تاکنون چندین روش برای سنتز این ترکیبات از واکنش کربوکسیلیک اسیدها و مشتقات آنها - نیتریلها، ارتو استرها، ایمیداتها - با ارتوفنیلن دیآمین گزارش شده است.

روش دیگر گزارششده از واکنش تراکمی 1و -2دی آمینوبنزن با آلدهیدهای مختلف در حضور یک اسید به عنوان کاتالیزور در شرایط مختلف است.[18-12] به هرحال این روشها هرکدام ممکن است دارای یک یا چند محدودیت مانند زمان طولانی واکنش، استفاده از حلالهای سمی، واکنشگرهای خاص و گرانقیمت، شرایط سخت به دست آوردن محصول خالص - workup - و یا شرایط سخت دیگر باشند. در نتیجه توسعه و ارائه روشهای جدید و کار بیشتر برای فائقآمدن بر این محدودیتها، هنوز مورد نیاز و از اهمیت بالایی برخوردار است.

بهتازگی ناهمگنکردن کاتالیزورهای همگن بوسیله اتصال کوالانسی آنها به مواد متخلخل و منظم سیلیسی بهخصوص SBA-15 بهعنوان یک بستر و پشتیبان محکم کاتالیزور، نظر بسیاری از شیمیستها و صنعتگران را بهخود جلب کرده است .[21-19] همچنین استفاده از کاتالیزورهای اسیدی جامد در سنتزهای آلی و صنایع شیمیایی به جهت داشتن مزایای خوبی از جمله: قدرت اسیدی مناسب، نامحلول بودن در همه حلالهای آلی و قابلیت بازیافت چندین باره، پایداری حرارتی بالا، هزینه کم و مزایای دیگر مورد توجه بسیار قرار گرفته است

در روزهای اخیر، ارائه سنتزهایی با شرایط بدون حلال که از نظر زیست محیطی جزء فرایندهای شیمی سبز میباشند توجه زیاد شیمیستها را بهخود جذب کرده است. با توجه به نکات بالا و در ادامه کارهای تحقیقاتیمان برای توسعه و پیشنهاد روشهای جدید سنتزی حلقه بنزایمیدازول 24]،[23، در اینجا، یک روش سبز و آسان سنتزی برای تهیه -2 آریل بنزایمیدازولها با استفاده از کمپلکس شیفت-باز زیرکونیوم تثبیت شده بر روی SBA-15 به عنوان یک نانوکاتالیست موثر و کارآمد در شرایط بدون حلال گزارش میشود.

.2 شرح آزمایش

کلیه مواد اولیه استفاده شده در این پژوهش از جمله -2,1فنیلن دیآمین و آلدهیدهای آروماتیک مختلف از بالاترین کیفیت تهیه گردیده و از شرکت - Merck - خریداری شده است. طیف های رزونانس مغناطیسی هسته هیدروژن - 1HNMR - توسط اسپکترومتر 300 و 400 مگاهرتزی، مدل بروکر آلمان - Bruker - بدست آمد. طیف های مادون قرمز توسط دستگاه JASCO FT-IR ژاپن مدل 4200 ثبت شده است. طیفهای جامدات از طریق قرصهای KBr گرفته شده است. پیشرفت واکنشها به کمک کروماتوگرافی لایه نازک - TLC - کنترل شد.

-1-2 روش عمومی سنتز نانوکاتالیزور - SBA-15/Zr-Schiff-base -

1 میلیمول سالیسیل آلدهید و 1 میلیمول -3آمینو پروپیل تریمتوکسیسیلان به 5 میلیلیتر متانول اضافه کرده به مدت 3 ساعت در دمای اتاق بههم زده شد. سپس 0/5 میلیمول زیرکونیوم اکسی کلرید به آن اضافه شده و به مدت 3 ساعت دیگر بههم زده شد.

1/5 گرم از مزوپور SBA-15 فعالشده - مزوپور SBA-15 تهیهشده بهروش ژائو [25] که به طور جداگانه تهیه شده است به مدت 6 ساعت در اسید کلرید 6 مولار فعال کرده پس از شستشو دادن بوسیله آب دیونیزه، تحت خلا در دمای 120 درجه سانتیگراد بهمدت یک شب حرارت داده تا خشک شود. - را به مرحله قبل اضافه کرده و به-مدت یک شب بهمخورده و حلال در خلاء تبخیر شده و در دمای 80 درجه سانتیگراد برای بدستآوردن نانو کاتالیست موردنظر به مدت 8 ساعت خشک میگردد.

-2-2 روش عمومی تهیه ترکیبات 3 - a-l -

0/05 گرم از اورتو فنیلن دیآمین را ساییده و به مقدار مولی آن آلدهید آروماتیک مربوطه اضافه میگردد. بهمخلوط واکنش مقدار %10 وزنی کاتالیزور هتروژن SBA-15/Zrاضافه کرده کاملاً باهم مخلوط کرده و داخل حمام روغن با دمای 80 درجه سانتیگراد قرار میدهیم تا واکنش کامل شود - روند واکنش با کروماتوگرافی لایه نازک، TLC کنترل میشود - . پس از اتمام واکنش، رسوب را داخل اتانول حل کرده و با صافکردن کاتالیزور جدا میشود. به محلول مربوطه یخ/آب اضافه کرده، رسوب حاصل جدا میشود و با مخلوط آب و اتانول - 20:80 - شستشو داده که پس از خشکشدن محصول بهطور خالص بدست میآید.

.3 نتایج و بحث

ابتدا نانوکاتالیست Zr - IV - -Schiff-base.SBA-15 مطابق با گزارش قبلی ما [26] در آزمایشگاه سنتز گردید. دادههای فیزیکی با مشخصات اثبات ساختار گزارش شده قبلی بهطور کامل مطابقت داشت. ساختار شماتیک کاتالیزور در شکل 1 آمده است.

شکل :1 ساختار نانو کاتالیست سنتزی

در مرحله دوم، واکنش اورتو فنیلن دیآمین و -4 نیترو بنزآلدهید در حضور نانوکاتالیزور SBA-15/Zr با %30 درصد وزنی در شرایط بدونحلال و در دمای محیط به عنوان واکنش مدل انجام گرفت. بازده این واکنش در مدت 10 دقیقه %30 بدست آمد. سپس برای بهینه کردن واکنش تراکمی - تعیین نوع و بهترین مقدار درصد وزنی کاتالیزور و دمای مناسب - تحت شرایط یکسان آزمایشهای متعددی با حضور درصدهای وزنی و دماهای متفاوت انجام شد که مراتب در جدول 1 آورده شده است.

در متن اصلی مقاله به هم ریختگی وجود ندارد. برای مطالعه بیشتر مقاله آن را خریداری کنید