پایان نامه بررسی نقش سدیم هیدروژن سولفات تثبیت شده روی نان سیلیکا جهت تهیه برخی از مشتقات کومارین

  • Code: # 31861

  • تعداد صفحات: 103
  • فرمت فایل: word
  • سال: 1393
  • مقطع: کارشناسی ارشد
  • دسته بندی: مهندسی شیمی
قیمت: ۳۵,۰۰۰ تومان
۶۵,۰۰۰ تومان
دانلود فایل
  • خلاصه
  • فهرست
  • خلاصه پایان نامه بررسی نقش سدیم هیدروژن سولفات تثبیت شده روی نان سیلیکا جهت تهیه برخی از مشتقات کومارین

    شیمی –گرایش شیمی آلی

    چکیده

    کومارین یا همان (2-H- کرومن-2- اون )  ومشتقات آن ها  ترکیباتی هستند که بیشتر صورت طبیعی در بسیاری از گیاهان از جمله  لوبیای تونکا وجود دارند. و  طبقه مهمی از خانواده ترکیبات  بنزوپیرون ها به شمار می آیند.

    کومارین ومشتقات آن در بسیاری از ترکیبات زیست فعال نظیر ضد انعقاد ،آنتی HIV،آنتی تومور، آنتی اکسیدان، ضد اضطراب ، ضد التهاب ،خواب آوری، حشره کش وکرم کش از ارکان اساسی به حساب می آید. مشتقات (2-H- کرومن-2- اون ) ها  یا همان  کومارین ها عمدتا از طریق واکنش های تراکمی  پگمن سنتز می شوند . این تراکم شامل مشتقات فولی در کنار  -کتو استرها در حضور کاتالیزور اسیدی تحت شرایط رفلاکس انجام می گیرد که راندمان مشتقات کومارین بدست آمده از این طریق بسیار پایین و در مدت زمان بالا می باشد. اگر چه روش های اصلاح شده زیادی مطرح گردیده اما هریک از این روش های پیشنهادی دارای معایبی از قبیل شرایط سخت ،راندمان کم،مدت زمان پایین ،  معرف های گران قیمت ،تشکیل محصولات جانبی وسختی کار بازیابی کاتالیزور مربوطه واستفاده مجدد کاتالیزور را دارا می باشند.در این کار پژوهشی ،ما با استفاده از واکنش های تراکمی پگمن در حضور مشتقات فنولی و اتیل استو استات وبا استفاده از سدیم هیدروژن سولفات تثبیت شده روی نانو سیلیس بعنوان کاتالیست روش موثری را جهت سنتز مشتقات کومارینی ارائه داده ایم. این روش دارای مزایای ، راندمان بالای محصول و انجام واکنش در مدت زمان اندک وسهولت خالص سازی وبی خطر برای محیط زیست می باشد

    کلید واژه ها: تراکمی پگمن ، سدیم هیدروژن سولفات ، نانو سیلیس ، کومارین ها

     

    -1- مقدمه

    کومارین که در ترکیبات خود با پسوند ( 2- H - کرومن-2- اون ) قابل شناسایی می باشدیک ماده کریستالی بی رنگ وخوشبو از خانواده بنزوپیرن ها میباشد. کومارین ها عمدتا بصورت  فنول در  بسیاری از گیاهان بویژه با غلظت بالا در لوبیای تونکا،گیاه  وانیل وجود دارد. تا بحال بیش از1300 نوع متفاوت از این ترکیبات شناسایی شده است. این ترکیب بعنوان ماده خوشبو کننده در عطر سازی  و همچنین بعنوان افزودنی در مواد غذایی کاربرد داشت که بدلیل ایجاد سمیت کبدی ممنوع گردیده است. کومارین ، همچنین پس از سنتز آزمایشگاهی  در سال 1868 بعنوان داروی ضد انعقاد شبیه به دی کومارول استفاده گردید، وارفارین نام تجاری این دارو (حاوی کومارین) است که بعنوان داروی  ضد انعقاد کاربرد دارد.]2-1[

    ازجمله فعالیت های زیست فعال ودارویی کومارین ومشتقات آن می توان به فعالیت خواب آوری، کرم کش ،حشره کش وفعالیت ضد انعقادی، ضد التهاب ، آنتی تومور ،آنتی باکتریال آن اشاره کرد.با توجه به اهمیت کومارین ومشتقات آن روش های متفاوتی را برای سنتز این ترکیبات ارائه داده اند که می توان به  واکنش تراکمی پکمن[1] ، پرکین[2]، رفورماتسکی[3]، ویتینگ[4]، کلایزن[5] و... اشاره کرد .که   واکنش تراکمی پکمن بدلیل سنتز راحت وارزان آن مورد توجه قرار گرفته است.این واکنش ها در حضور مشتقات فنولی و - کتواسترها در حضور معرف های اسیدی نظیر HCl، H2SO4، COOH، .. هم چنین کاتالیزورهای اسیدی جامد که بدلیل واکنش در مدت زمان طولانی وتحت دمای بالا زیاد وایجاد آلودگی از مازاد اسید در محیط کمتر مورد توجه قرار گرفتند.در سالهای اخیر نیز استفاده از اسید های لوییس نظیر،.... AlCl3 ،InCl3،Yb(OTf)3،  ZrCl4، که برخی از آنها حساس به رطوبت و نیاز به ایجاد شرایط خاص جهت انجام واکنش وهمچنین مکانیسم  واکنش آنها دردمای بالا ومدت زمان طولانی انجام می گیرد  . محققان اخیرا از کاتالیزور های حاوی هیدروژن سولفات های فلزی بعنوان منبع اسیدهای پروتون دار و لووییس استفاده کرده اند که هم ارزان قیمت وهم پایدارند که واکنش در محیط های ناهمگن انجام می گیرد].4-3[

    ساختار کومارین ها که عموما متشکل از حلقه بنزن متصل به گروه استری دارای پیوند دوگانه   و  غیر اشباع متصل به حلقه بنزن می باشد.

    ساختار کومارین را به صورت زیر مشاهده می کنیم.                                         

    (تصاویر در فایل اصلی موجود است)

    1-2- تاریخچه کومارین

    کومارین اولین بار در سال 1820 توسط ووگل[6] دانشمند آلمانی کشف گردید بطوریکه او به اشتباه اولین بار این ترکیب را بنزوییک اسید تصور می کرد.سپس دانشمند فرانسوی بنام گیوبورت[7] با مطالعاتی که انجام داد تشخیص داد که این ماده بنزوییک اسید نیست ودر مقاله بعدی در آکادمی دارویی رویال  ماده جدیدی بنام کومارین را مطرح کرد.

    پس از آنکه مطالعاتی  انجام گرفت ، بنابراین اولین بار در سال 1868 بوسیله شیمیدان انگلیسی ویلیام هنری[8]، کومارین در آزمایشگاه سنتز گردید.]2-1[

     

    1-3- عمده روش های سنتزآزمایشگاهی مشتقات کومارین

    1-3-1-تراکمی پکمن

    معمولا در آزمایشگاهها کومارین به روش های پرکین ، که  در اثر واکنش بین سالسیل آلدهید واسید انیدرید انجام می گیرد. و روش پکمن ، که در سال 1883 هنس وان پکمن دانشمند آلمانی بهمراه کارل دیوسبرگ[9] توانسنتد از واکنش تراکم بین  - کتواستر ومشتقات فنولی ، مشتقات کومارین را تهیه کنند. 

     

    1-3-2- واکنش پرکین

     واکنش ما بین سالسیل آلدهید واسید انیدرید که به واکنش پرکین معروف می باشد مطابق  واکنش زیر منجر به کومارین می گردد.

     

    Abstract:

    Coumarin or (2-H- chromen-2- one) and their derivatives are compounds that are naturally in many plants such as beans Tonka .that are an important class of  benzopyrone  compounds .Coumarinand its derivativesin manybioactive componentssuch asanticoagulants, anti-tumor, anti-oxidant, anti-anxiety, anti-inflammatory, anti HIV,sleeping,insecticidesand anthelminticare important elements .coumarin and their derivatives mainlythroughcondensationreactionspechmann synthesized. Thiscondensation  involves  phenol  and  β -ketoesters that   in  the presence ofan acidcatalystunderrefluxoccurs.but the efficiency ofcoumarinderivativesobtainedin this methodis verylowandthe reaction timeisup.

    Although a number of modified methods under improved conditions have been reported, but each of theseproposed methodshavedisadvantagessuchdifficult conditions, low product yields ,long reaction time , expensive reagent , side productsanddifficulty in  recoverthe catalystand reuseability of the catalysts.

    In thie work we repot an efficient method for the synthesis of coumarin using condensation reactions of phenols and ethyl acetoacetate  in the presence of nano silica supported with sodium hydrogensulfate as a catalyst. Thismethodhas advantages,such as  highyields andlowreactiontime, simple purification of theprocedure environmentally friendly procedure.

     

    Keywords:ethyl acetoacetate,nano silica supported with sodium hydrogensulfate,pechmann condensation,coumarin

  • فهرست پایان نامه بررسی نقش سدیم هیدروژن سولفات تثبیت شده روی نان سیلیکا جهت تهیه برخی از مشتقات کومارین

    فهرست:

    چکیده

    1-1- مقدمه. 1

    1-2- تاریخه کومارین.. 2

    1-3- عمده روشهای سنتزآزمایشگاه  مشتقات کومارین.. 3

    1-3-1- تراکم یپکمن.. 3

    1-3-2- واکنش پرکین.. 3

    1-4- روشهای رایج سنتزمشتقات کومارین.. 4

    1-5- خواص بیولوژیکی.. 7

    1-6- مکانیسم انجام واکنش پکمن.. 8

    1-7- متغیرهای اساسی.. 9

    1-7-1- فنولها 9

    1-7-2:  -کتواسترها 10

    1-8- تعریفنانومواد. 11

    1-9- نانوکاتالیست... 12

    1-9-1- ویژگیهای نانوکاتالیست... 13

    1-9-2- نانوسیلیس به روش سل– ژل.. 15

    1-9-3- روش انجام فرایندسل–ژل به روش شیمیایی.. 18

    1-9-4-  مراحل فرایندسل-ژل.. 20

    1-9-4-1- تهیه محلول همگن.. 20

    1-9-4-2- تشکیل سل (sol) 21

    1-9-4-3- تشکیل ژل.. 23

    1-10- اهمیت استفاده ازآمونیاک درفرایندتشکیل سل–ژل (نانوذرات سیلیس) 25

    1-11- اهمیتبهکارگیریهیدروژنسولفاتجهتتثبیتروینانوذره 25

    1-11-2- سدیم هیدروژن سولفات تثبیت شده روی سیلیس.... 26

    1-11-2-1- روشتهیهNaHSO4.SiO2 26

    1-11-3- کاربردهای سدیم هیدروژن سولفات تثبیت شده روی سیلیس.... 26

    1-12- هدف پژوهش.... 29

    1-13- پیشینه پژوهش ................................................................................................................................................30

    2-1- مشخصات کلی درباره حلالها،مواداولیه،دستگاههاوروش انجام کار 34

    2-1-1- حلالها 34

    2-1-2- مواداولیه. 35

    2-1-3- دستگاه ها 35

    2-2- روش کار 36

    2-2-1- روش تهیه نانوسیلیس.... 36

    2-2-2- روش تهیه کاتالیستNaHSO4.SiO2(nano) 36

    2-2-3- روش کلی سنتزمشتقات کومارین(2-H-chromen-2-one) 36

    2-2-3-1- نحوهسنتزترکیب، 4 - متیل-2- H - کرومن-2- اون.. 37

    2-2-3-2-  نحوه سنتزترکیب، 6- کلرو-4- متیل- کرومن-2- اون(کلروکومارین) 38

    2-2-3-3- نحوه سنتزترکیب، 7- کلرو– 4- هیدروکسی–کرومن- 2- اون.. 38

    2-2-3-4- نحوهسنتزترکیب، 8- کلرو- 4- متیل- کرومن– 2- اون.. 39

    2-2-3-5- نحوه سنتزترکیب، 6- نیترو-4- متیل– کرومن-2- اون (نیتروکومارین) 39

    2-2-3-6- نحوه سنتزترکیب، 7- نیترو -4- متیل-کرومن-2- اون.. 40

    2-2-3-7- نحوه سنتزترکیب، 8- هیدروکسی-4- متیل - کرومن-2- اون.. 40

    2-2-3-8- نحوه سنتزترکیب، 7- هیدروکسی-4- متیل- کرومن -2- اون.. 41

    2-2-3-9- نحوه سنتزترکیب، 4- متیل نفتو [b-1،2] پیران-2- اون.. 41

    2-2-3-10- نحوه سنتزترکیب، 6 – آمینو-4- متیل- کرومن-2- اون (آمینوکومارین) 42

    2-2-3-11- نحوه سنتزترکیب، 7و8 –دی هیدروکسی-4- متیل– کرومن-2- اون.. 42

    2-2-3-12- نحوه سنتزترکیب، 6- متوکسی- 4- متیل–کرومن- 2- اون (متوکسی کومارین) 43

    2-2-3-13- نحوه سنتزترکیب 7- متوکسی-4- متیل- کرومن-2- اون.. 44

    3-1- نتایج وبحث... 48

    3-1-1- نقش کاتالیزوردرسرعت واکنش.... 48

    3-2- مشتقات کومارین بهمراه واکنشهاوجداول.. 52

    3-2-1-  واکنش وجدول آماری ترکیب، 2- H - کرومن-2- اون.. 52

    3-2-1-2- بررسی طیفFT-IR.. 52

    3-2-2-  واکنش وجدول آماری ترکیب، 6- کلرو -4- متیل - کرومن-2- اون.. 53

    3-2-2-1- بررسی طیفFT- IR.. 54

    3-2-3- واکنش وجدول آماری ترکیب، 7- کلرو-4 - متیل-کرومن-2- اون.. 55

    3-2-4- واکنشوجدولآماریترکیب، 8- کلرو-4- متیل- کرومن-2- اون.. 56

    3-2-5- واکنش وجدول آماری ترکیب، 6- نیترو-4- متیل-کرومن-2-اون.. 57

    3-2-5-1- بررسی طیفFT-IR.. 58

    3-2-6- واکنش وجدول آماری ترکیب،7- نیترو-4- متیل-کرومن-2- اون.. 59

    3-2-7- واکنش وجدول آماری ترکیب، 8 – هیدروکسی-4- متیل– کرومن-2- اون  60

    3-2-7-1- بررسی طیفFT-IR.. 61

    3-2-8- واکنش وجدول آماری ترکیب، 4- متیل نفتو [b-1،2] پیران-2- اون.. 62

    3-2-8-1- بررسی طیفFT-IR.. 63

    3-2-8-2- بررسی طیف ………………………………………………………………………………1HNMR..64

    3-2-8-3- بررسی طیف13CNMR.. 66

    3-2-9- واکنش وجدول آماری ترکیب،6- آمینو-4- متیل- کرومن -2- اون.. 68

    3-2-9-1- بررسی طیفFT-IR.. 68

    3-2-9-2- بررسی طیف1HNMRدرCDCl3 70

    3-2-10- واکنش وجدول آماری،ترکیب  7- هیدروکسی- 4- متیل- کرومن-2-اون  71

    3-2-10-1- بررسی طیفFT-IR.. 72

    3-2-10-2- بررسی طیف1HNMRدرDMSO)) 73

    3-2-11- واکنش وجدول آماری ترکیب،  6 – متوکسی-4- متیل- کرومن-2- اون.. 75

    3-2-11-1-  بررسی طیفFT-IR.. 76

    3-2-11-2- بررسی طیف1HNMRدرCDCl3)) 77

    3-2-12- واکنش وجدول آماری ترکیب 7- متوکسی-4- متیل- کرومن-2- اون.. 79

    3-2-13- واکنش وجدول آماری ترکیب، 7 و8 –دی هیدروکسی- 4- متیل- کرومن-2- اون  79

    3-2-13-1-  بررسی طیفFT-IR.. 80

    3-2-13-2- بررسی طیف1HNMRدرDMSO.. 81

    3-2-13-3- بررسی طیف13CNMR.. 83

     3-3- جدول کلی سنتز مشتقات کومارین در این پژوهش..........................................................................................85

        3-3-1- بحث جدول( 3-16)................................................................................................................................88

    3-4- جدول مقایسه ای...............................................................................................................................................88

        3-4-1- بحث درباره جدول (3-17) 89

    نتیجه گیری.. 90

    پیشنهادات.. 91

     

    منبع:

     

     

    1- Guibourt, N. J. B. G. Histoire Abrégée des Droques Simples (Abridged History of Simple Drugs). Volume 2.Paris, L. Colas. 1820. pages 160-161.

    2- Guibourt, N. J. B. G. Histoire Naturelle des Drogues Simples, ... , 6th ed. Paris, J. B. Baillière et fils. 1869. bottom of page 377.

    3- Kennedy.R.O, Thornes.R.D,wiley and Sons: Chichester,1997.

     

    4-  Mitsuya.M, Suzuki.T, Koyama.T, Appl. Phys. Lett. 77(2000) 3272.

     

    5- Sasano.K, Takaya.J, Iwasawa.N, Am.J. Chem. Soc., 2013, 135, 10954-10957.

     

    6- Sashidhara.K. V, Palnati.G. R, AvulaS. R, Kumar.A, Synlett, 2012, 23, 611-621.

     

    7- Su.C. Chen.Z.-C,.Zhen.Q.-G, Synthesis, 2003, 555-559.

     

    8- Rao.H.S.P, Sivakumar.S, J. Org. Chem., 2006, 71, 8715-8723.

     

    9-.Qi.Y.Li.Z, Wang.H, Fu.X, Duan.C, Org.J. Chem., 2012, 77, 2053-2057.

     

    10- Majumdar.K.C, Ansary.I, Samanta.S, Roy.B, Synlett, 2011, 694-698.

     

    11-Yamamoto.Y, Kirai.N, Org. Lett., 2008, 10, 5513-5516.

     

    12- Weber, U.S.; Steffen, B.; Siegers, C.P. Res. Commun. Mol. Pathol.Pharmacol., 1998, 99, 193.

     

    13-  Patil, A.D.; Freyer, A.J.; Drake, S.E.; Haltiwanger, R.C.; Bean,M.F.; Taylor, P.B.; Caranfa, M.J.; Breen, A.L.; Bartus, H.R.; Johnson,R.K.; Hertzberg, R.P.; Westley, J.W. J. Med. Chem., 1993, 36,4131.

     

    14- Yun, B.S.; Lee, I.K.; Ryoo, I.J.; Yoo, I.D. J. Nat. Prod., 2001, 64,1238.

     

    15- Cheng, J.F.; Ishikawa, A.; Ono, Y.; Arrhenius, T.; Nadzan, A.Bioorg. Med. Chem., 2003, 13, 3647.

     

    16-  Zaha, A.A.; Hazem, A. Microbiologica., 2002, 25, 213.

     

    17- Whittaker, M.; Floyd, C.D.; Brown, P.; Gearing, A.J.H. Chem.Rev., 1999, 99, 2735.

     

    18- Maly, D.J.; Leonetti, F.; Backes, B.J.; Dauber, D.S.; Harris, J.L.;Craik, C.S.; Ellman, J.A. J. Org. Chem., 2002, 67, 910.

     

    19-VivekPolshettiwar, Rajender S. Varma, "Green chemistry by nano-catalysis", Green Chem, Vol. 12, pp. 743–754, (2010).

     

    20-Wei Liu, "CATALYST TECHNOLOGY DEVELOPMENT FROM MACRO- MICRO- DOWN TO NANO-SCALE", CHINA PARTICUOLOGY, Vol. 3, No. 6, pp. 383-394, (2005).

     

    21- Gupta.R,Paul.S,Loupy.A,synthesis,2007,34,2835-2838.

     

    22-Gopalakrishnan.M,Sureshkumar.P,Kanangarajan.V,Thanusu.j,and Thirunavukkarasu.S,J.Korean.Chem,Society,2007,4,51.

     

    23-Rostamizadeh.S,Shadjou,N,Amani.A,M,Balalaie.S,J.chinese. chem. Let,2008,19,1151-1155.

     

    24-Fulchand.C, Balaji. M, Jagdish. B, Milind. U, Madhav. W,Murlidhar .Shand Narayan. Sh , An Efficient Synthesis of Coumarins,2008.41-44.

     

    25-Kennedy.R.O, Thornes.R.D,Wiley and Sons: Chichester,1997.

     

    26 -A. Adronov, S. L. Gilat, J. M. J.Frechet, K. Ohta, F. V. R.Neuwahl, G. R. Fleming,

    J. Am.Chem. Soc. 122 (2000) 1175.

     

    27-Myers RB., Parker M., Grizzle WE. synthesis of stilbenecoumarin

    hybrid compounds & compounds has been reported as anticancer

    activity. J Cancer Res ClinOncol.1994; 12: 11-23.

     

    28-Ojala T. PhD Thesis, University of Helsinki, Helsinki, Finland.

    2001; 95-106.

     

    29-Thornes RD., Lynch G., Sheehan MW. Relationship between

    structure and Anti-Coagulant activity of coumarin derivatives. Lancet.

    1982; 2: 328-339.

     

    30-Velasco-Velazquez MA.,Agramonte-Hevia J., Barrera D.,Jimenez-Orozco A., Garcia-Mondragon MJ., Mendoza-PatinoN.Synthesis& biological evaluation of novel coumarin based inhibitors ofCDC25 inhibitors. Cancer Letts.2003; 19: 167-179.

     

    31-Vuky J., Motzer RJ.Synthesis & pharmacological evaluation ofcoumarin derivatives as cannabinoid receptor antagonist & inverse agonist& reported 5-sub.3-benzylcoumarin derivatives.UrolOncol.2000; 5:240-249.2005.

     

    32-Pechmann, H.; Duisberg, C. Chem. Ber.1883, 16, 2119.

    33- For a review, see: Org. React. 1953, 7, 1–58.

     

    34- Bose, A. K.; Pednekar, S.; Ganguly, S. N.; Chakraborty,G.; Manhas, M. S. Tetrahedron Lett. 2004, 45, 8351.

     

    35- Bose, A. K.; Manhas, M. S.; Pednekar, S.; Ganguly, S. N.;Dang, H.; He, W.; Mandadi, A. Tetrahedron Lett. 2005, 46,1901.

     

    36-Biginelli, P. Chem. Ber.1891, 24, 1317, 2962; Biginelli, P.Chem.Ber.1893, 26, 447.

     

    37-Kathuria A., Gupta A., Priya N., Singh P., Raj H.G., Prasad A.R., Parmar V.S., Sharma S.K.,Bioorg. Med. Chem., 17 (4), 1550, 2009.

     

    38-Musicki B., Periers A.M., Laurin P., Ferroud D., Benedetti Y., Lachaud S., Chatreaux F.,Haesslein J.L., IItis A., Pierre C., Bioorg. Med. Chem. Lett., 10, 1695, 2000.

     

    39-Inoue Y., Kondo H., Taguchi M., Jinbo Y., Sakamoto F., Tsukamoto G., J. Med. Chem., 37,586, 1994.

     

    40-Abdolmohammadi S., Balalaie S., Tetrahedron Lett., 48, 3299, 2007

    Rafael martinz-palou, Ionic liquid and microwave assisted organic synthesis : A green andsynergic couple, J. Mex. Chem. Soc., 51(4), 252-264, 2007.

     

    41-Khadijah M. Al- Zaydi, Microwave assisted synthesis, part 1: rapid solventless synthesis of 3- substituted coumarins and benzocoumarins by microwave irradiation of the corresponding enaminones, Molecules, 8, 541-555, (2003).

     

    42-Olayinka O. Ajani and Obinna C. Nwinyl, Microwave assisted synthesis and evalution of antimicrobial activity of 3 -{3- (s- aryl and s- hetero aromatic) acryloyl} -2H chromen- 2-one derivatives, Journal of Heterocyclic Chemistry, 47, 179-187, (2010)

  • ثبت سفارش
    عنوان محصول
    قیمت