ساخت نانو کمپلکس مغناطیسی-Shife Base(Cu(II تثبیت شده بر روی Fe3O4و کاربرد آن به عنوان کاتالیزگر برای جفت شدن اکسایشی تیول¬ها- قسمت ۷

۱-۲-۲-۳- میکروسکوپ الکترونی روبشی ((SEM

 

میکروسکوپ الکترونی روبشی۲ یکی از ابزارهای مورد استفاده در فناوری نانو است که با کمک بمباران الکترونی تصاویر اجسامی به کوچکی ۱۰ نانومتر را برای مطالعه تهیه می کند. ساخت SEM سبب شد تا محققان بتوانند نمونه های بزرگتر را به سادگی و با وضوح بیشتر مطالعه کنند بمباران نمونه سبب می شود تا الکترنهایی از نمونه به سمت صفحه دارای بار مثبت رها شود که این الکترونها در آنجا به سیگنال تبدیل می شوند حرکت پرتو روی نمونه ، مجموعه ای از سیگنال ها را فراهم میکند که بر این اساس میکروسکوپ می ­تواند تصویری از سطح نمونه را بر صفحه کامپیوتر نمایش دهد ]۲۲ [.

 

برای دانلود متن کامل پایان نامه به سایت 40y.ir مراجعه نمایید.

 

۱-۳-۱- مقدمه ای بر خواص دی­سولفیدها و کاربردآن در شیمی آلی

 

دی سولفیدها دسته مهمی از ترکیبات آلی هستند که دارای فرمول عمومی R-S-S-R می باشند که R می ­تواند گروه های آروماتیک و یا آلیفاتیک باشد. دی­سولفیدها یکی از مهم­ترین ترکیبات گوگرددارهستند که با در اختیار داشتن مواد شیمیایی منحصر به­ فرد در فرایندهای بیولوژیکی و هم در سنتز ترکیبات آلی دارای اهمیت بسیاری می­باشند و حدواسط­های مهمی در محصولات طبیعی و ترکیبات دارویی هستند ]۲۳[. آن­ها در سولفنیل­دار کردن انولات­ها و دیگر آنیون­ها مورد استفاده قرار می­گیرند. چون دی­سولفیدها در مقایسه با تیول­ها نسبت به واکنش­های شیمیایی مانند اکسایش، آلکیل دار شدن، و آسیل­دار شدن پایدارتر هستند، می­توانند به عنوان گروه محافظ برای تیول­ها به کار روند ]۲۴[. در سال ۱۹۵۹ اولین واکنشگر تبدیل تیول­ها به دی سولفیدها، واکنشگر المانس ۵،۵ دی تیو بیس(۲-نیترو- بنزوئیک اسید) می­باشد که کاربرد بسیاری در پیوندهای پپتیدی و پروتئین­ها دارد ]۲۵[. تیول­ها جزء آن دسته از گروه­های عاملی هستند که به راحتی در اثر اکسایش اضافی به سولفونیک­اسید تبدیل می­ شود. به همین دلیل مطالعات گسترده­ای برای اکسایش کنترل شده­ی تیول به دی­سولفید انجام گرفته است. اکسایش تیول مرحله به مرحله صورت گرفته می­گیرد که در ابتدا دی­سولفید تشکیل می­ شود و ادامه اکسایش در نهایت منجر به تولید سولفونیک اسید خواهدشد]۲۶[. پیشرفت مراحل اکسایش به دی­سولفید، به واکنشگر اکسیدکننده و حلال بستگی دارد روش­های بسیاری برای تبدیل تیول به دی سولفید گزارش شده، اما بسیاری از آنها معایبی مانند زمان واکنش طولانی، در دسترس نبودن یا سمیت واکنشگر­ها و مشکل بودن جداسازی محصولات رنج می­دهند. بنابراین ارائه روش­های آسان و ایمن و معرفی واکنشگرهای پایدار برای اکسایش تیول به دی­سولفید ضروری می­باشد]۲۷[.

 

۱-۳-۲-کاربردهای بیولوژیکی دی­سولفیدها

 

در سیستم­های بیولوژیکی گروه­های تیول­ها توسط فلاوین­ها، سیتوکرومات­ها و دی­هیدرو­آسکوربیک­اسید به دی­سولفیدها اکسید می­شوند. از فرایندهای بیولوژیکی می­توان تبدیل تیول­ها به دی­سولفیدها در طبیعت، و تبدیل درونی سیستئین- ­­سیستئین که یک فرایند بیولوژیکی مهم در ارگانیسم­های زنده می­باشد نام برد]۲۸[.

 

۱-۳-۳- کاربردهای صنعتی دی­سولفیدها

 

دی­سولفیدها در فرایندهای صنعتی کاربرد فراوان دارند که ازآن جمله می­توان به استفاده از دی­سولفیدها به عنوان عامل ولکانیزه کننده برای لاستیک­ها و الاسترومر­ها اشاره کرد که به این مواد خاصیت کشسانی فوق العاده­ای می­دهند، از دیگر کاربردهای آن می­توان در صنعت عکاسی اشاره کرد، هم­چنین در صنعت نفت نیز برای رفع سمیت تیول­ها استفاده می شود]۲۹[.

 

۱-۴- معرفی واکنشگر پراکسید ­هیدروژن

 

پراکسید ­هیدروژن[۹] ترکیبی دوتایی از هیدروژن و اکسیژن با فرمول مولکولی H2O2و جرم مولکولی۳۴گرم بر مول، ترکیبی است با خاصیت اسیدی ضعیف که در محلول آبی سرد به آهستگی و در اثر گرما سریع تر تجزیه شده و به آب و اکسیژن تجزیه می­ شود.عمل تجزیه در محیط بازی سریعتر از محیط اسیدی صورت می­گیرد مایع بی رنگ، سنگین، قابل اختلاط درآب، سازگار با محیط زیست است محصولات جانبی آن آب و اکسیژن است به شدت اکسنده است ویژگی جالب آن تمایل به تجزیه شدن است. پتانسیل قوی آن اجازه می دهد که ازآن برای اکسیداسیون تعداد زیادی از ترکیبات آلی و معدنی مورد استفاده قرار گیرد ]۳۰[.
عکس مرتبط با محیط زیست

 

۱-۴-۱-کاربردهای پراکسید هیدروژن

 

لکه خون، قهوه، و غیره را می­توان به وسیله پراکسید ­هیدروژن پاک نمود. محلول غلیظ H2O2 به عنوان یک اکسیدان برای سوخت موشک­ها نیز مورد استفاده قرار می­گیرد. برخی از خمیردندان­ها و سایر اجسامی که برای پاک کردن دندان­ها بکار می­رود در موقع استفاده تولید پراکسید ­هیدروژن می­ کنند، اکسیژن این اکسید کننده دندان را سفید می­نماید. پراکسید ­هیدروژن در بی­رنگ کردن شاخ، پشم گوسفند، پنبه، کتان، کنف، کاه، چوب، کاغذ، و غیره بکار می­رود. رنگ بعضی لکه­های صورت را هم پراکسید ­هیدروژن تخریب می­ کند. اگر موی سیاه را پس از شستن با کربنات سدیم ( تا چربی آن برطرف شود) در محلول پراکسید ­هیدروژن بگذارند به رنگ روشن در می ­آید و اگر موی سیاه سر را با مخلوطی از پراکسید هیدروژن ۳۰ درصد و چهار قطره محلول ۲۵ درصد آمونیاک تر نمایند بور مایل به قرمز می­ شود. وجود آمونیاک از این جهت لازم است که پراکسید ­هیدروژن در حضور بازها سریع­تر اکسیژن می­دهد و در نتیجه موها سریع­تر بور می­شوند. مصرف مکرر آن برای مو مضر است زیرا مو را شکننده می­نماید. در جنگ جهانی دوم از پراکسید ­هیدروژن ۸۵ درصد برای اکسیداسیون سریع الکل در زیر دریایی­ها و موشک­ها استفاده می­کردند. در آزمایشگاه نیز به عنوان اکسید­کننده کاربرد دارد]۳۱[.
هشدار: در استفاده از پراکسید ­هیدروژن بایستی به خوبی دقت کنیم. تصاویر زیر اثر پراکسید ­هیدروژن غلیظ بر روی پوست را نشان می­دهد.

شکل(۱-۱)

 

۱-۵- اوره ­هیدروژن پراکسید

 

شکل( ۱-۲)

 

۱-۵-۱-کاربردهای اوره هیدروژن پراکسید

 

عمدتا به عنوان یک عامل ضدعفونی و سفیدکننده در صنایع آرایشی و دارویی استفاده می شود]۳۲[. این ترکیب به عنوان یک دارو برای سفید کردن دندانها، از بین بردن التهاب جزئی از لثه­ها و سطوح مخاطی دهان و لب از جمله سوزش دهان و دندان استفاده می شود و به عنوان یک معرف در آزمایشگاه برای جایگزین کردن پراکسید هیدروژن استفاده شده است ]۳۳ [.

 

۱-۵-۲-کاربرد اوره هیدروژن پراکسید در سنتز ترکیبات آلی

 

اوره هیدروژن پراکسید ترکیبی است بی­بو، بی­خطر و غیرسمی و سازگار با محیط زیست که در شیمی آلی به عنوان یک اکسنده ملایم برای سنتز ترکیبات آلی به کار برده می­ شود. در بازار جهانی به صورت یک پودر سفید رنگ بلوری تهیه می­ شود به همین دلیل به آسانی در سنتز ترکیبات از آن استفاده می­ شود.
فصل دوم:
مروری بر تحقیقات انجام شده

 

۲-۱- مروری بر واکنش گرهای سنتز دی سولفیدها

 

دی­سولفیدها حدواسط­های مهمی در محصولات طبیعی و ترکیبات دارویی هستند به همین علت همواره شیمیدانان درصدد سنتز این محصولات به روش­های نوین هستند. گزارش­های زیادی در سنتز دی سولفیدها گزارش شده است که به بعضی از آنها اشاره می­ شود.

 

۲-۱-۱- جفت شدن اکسایشی گروه های تیول­ها به دی سولفیدها با بهره گرفتن از پراکسید هیدروژن

 

محققین در سال ۲۰۱۴ از روش کاهش اکسید گرافن به عنوان کاتالیزگر تثبیت شده بر روی Silicotungstic و معرف پراکسید ­هیدروژن جهت اکسایش گزینش پذیری گروه­های تیول به دی­سولفید استفاده کردند (طرح ۲-۱) ،]۳۴[

طرح (۲-۱)
در سال ۲۰۱۴ اکسایش گزینش پذیری گروه­های تیول ­با روش ساده و سبز استفاده از پراکسید هیدروژن و کاتالیزگر تترا ­بوتیل ­آمونیوم­ یدید (TBAI) گزارش شده است که واکنش با عملکرد عالی و زمان واکنش کوتاه در شرایط دمای اتاق و بدون حلال صورت گرفته است (طرح۲-۲)،]۳۵[

طرح (۲-۲)
مکانیسم انجام واکنش:

طرح (۲-۳)
رجبی و همکارانش در سال ۲۰۱۳ اکسایش گزینش پذیری تیول ها به دی­سولفیدها را با بهره گرفتن از کاتالیزگر نانو ذرات ­اکسید آهن ساپورت شده در کنار پراکسید هیدروژن و حلال استونیتریل در دمای اتاق انجام دادند (طرح۲-۴)،]۳۶ [.

طرح (۲-۴)
قربانی­چقامارانی و همکارانش از هیدروژن پراکسید ­ساپورت ­شده بر روی پلی وینیل پلی پیرولیدون و سیلیکا سولفوریک و همجنین مقادیر کاتالیزگری ازیدید پتاسیم در سال ۲۰۱۲ استفاده کرده و اکسایش گزینش پذیری تیول ها به دی سولفیدها را انجام دادند (طرح۲-۵)،]۳۷[.

طرح(۲-۵)
مکانسیم انجام واکنش:

(طرح ۲-۶)
شجاعی وهمکارانش در سال ۲۰۱۱ بااستفاده از[۱۰]MO10O40H5PV2 به عنوان کاتالیزگر و پراکسید هیدروژن به عنوان اکسیدکننده در حلال­های مختلف اکسایش گزینش پذیری گروه­های تیول­ها به دی­سولفیدها را انجام دادند ( طرح ۲-۷)،]۳۸[.

(طرح ۲-۷)
گوکاوی[۱۱] و همکارانش در سال ۲۰۰۸ با بهره گرفتن از پراکسید­هیدروژن و کاتالیزگر کرومیک پتاسیم سولفات در دمای اتاق و حلال متانول اکسایش گزینش پذیری تیول­ها به دی سولفیدها را انجام دادند (طرح ۲-۸ )،]۳۹[.

(طرح ۲-۸)
ماسایوکی[۱۲]و همکارانش در سال ۲۰۰۲ اکسایش گزینش پذیری تیول­ها به دی سولفیدها را با بهره گرفتن از پراکسید هیدروژن در حضور مقداری از کاتالیزگر یدید با گزینش پذیری بالایی انجام دادند ( طرح ۲-۹)،]۴۰[.

(طرح ۲-۹)
مکانیسم انجام واکنش:

طرح (۲-۱۰)

 

۲-۱-۲- جفت شدن اکسایشی گروه­های تیول­ها به دی سولفید با بهره گرفتن از اوره هیدروژن پراکسید

 

در سال ۲۰۰۵ کرمی و همکارانش توانستند با بهره گرفتن از اوره ­هیدروژن­ پراکسید[۱۳] و مالئیک ­انیدرید[۱۴] به عنوان یک منبع انتقال اکسیژن در حضور حلال اتانول اکسایش گزینش پذیری تیول­ها به دی سولفید­ها را انجام دهند این واکنش تحت شرایط ملایم انجام گرفته، و محصولات به ­آسانی جداسازی شدند (طرح۲-۱۱)،]۴۱[.

(طرح ۲-۱۱)
مکانیسم انجام واکنش:

طرح (۲-۱۲)
همچنین کرمی و همکارانش در همین سال نیز توانستند با بهره گرفتن از کاتالیزگر آهن (III) تترا­فنیل پورفیرین[۱۵] و اوره هیدروژن پراکسید اکسایش گزینش پذیری تیول­ها به دی سولفیدها را انجام دهند (طرح۲-۱۳)،]۴۲[.

(طرح ۲-۱۳)

 

۲-۱-۳- اکسایش گزینش پذیری گروه­های تیول به دی­سولفید با بهره گرفتن از نانو ذرات مغناطیسی