Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Dinari,Hassan Hadadzadeh,Shadpour Mallakpour
محمد دیناری (استاد راهنما) حسن حداد زاده (استاد راهنما) شادپور ملک پور (استاد مشاور)
 
STUDENT
Parastoo Keshti Ara
پرستو کشتی آرا

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

A new economic method for the preparation of dendrimers containing metallic nanoparticles of ruthenium and copper to use as a catalyst in the catalytic reduction or hydrogenation reaction of organic compounds
In this thesis, the synthesis, characterization, and application of two new dendrimers have been reported through two different projects. In the first project, the first generation dendrimer was obtained from the reaction of hexakis(bromomethyl) benzene, vanillin, and potassium carbonate. TheFT-IRand 1 H-NMRdata confirmed the successful synthesis of the first generatiodendrimer. The second generation dendrimer was prepared by reaction of the first generation dendrimer with ortho -aminopyridine. Then, the final product was characterized byFT-IRand 1 H-NMR techniques. The second generation dendrimer and ruthenium(III) chloride hydrate were used for the synthesis of [Ru 6 (hexpyd)(DMF) 12 Cl 18 ]. Finally, the prepared Ru(III) complex was immobilized on a silica support. The silica-supported Ru(III) dendrimer was reduced by NaBH 4 in 2-methoxyethanol. The prepared nanoparticles (silica-supported dendrimer-encapsulated ruthenium metal nanoparticles) were characterized by ATR-IR, BET, XRD, FE-SEM, TEM, and ICP. According to the results, the size of dendrimer- encapsulated ruthenium metal nanoparticles was found to be 10-15 nm. The silica-supported dendrimer containing ruthenium metal nanoparticles were used as a catalyst for the hydrogenation of citral to 3, 7- dimethyl octanol in a temperature range of 85-110 o C and a H 2 pressure of 14 bar in an autoclave reactor. The reaction progress was monitored by gas chromatography and mass spectrometry (GC/MS). The results show that by increasing the reaction temperature at a constant pressure, the yield of the desired product (3, 7- dimethyl octanol) increases. In the second project, the first generation dendrimer was obtained from the reaction of hexakis(bromomethyl)benzene, vanillin, and potassium carbonate. Then, the second generation dendrimer was prepared by reaction of the first generation dendrimer with para -aminobenzoic acid. Then, the final dendrimer was characterized byFT-IRand 1 H-NMR techniques. In the next step, [Cu 6 (hexcard)(DMF) 18 ](TFA) 12 was synthesized by reaction of copper(II) chloride hydrate with the second generation dendrimer in DMF. The complex was characterized by FT-IR and CHN elemental analysis. For preparation of the copper metal nanoparticles, the Cu(II) dendrimer was reduced by NaBH 4 in 2-methoxyethanol. The dendrimer-encapsulated copper metal nanoparticles were characterized by FT-IR, BET, XRD, FE-SEM, HR-TEM, and ICP. According to the results, the size of dendrimer-encapsulated copper metal nanoparticles was found to be 4-10 nm. Finally, the dendrimer-encapsulated copper metal nanoparticles were used as a catalyst for the reduction of 4-nitrophenol to 4-aminophenol in 2-methoxyethanol. The reaction progress was monitored by UV-Vis spectroscopy. The UV-Vis spectra show an increase in the concentration of 4-aminophenol along with a decrease in the concentration of 4-nitrophenol. The presence of an isosbestic point at ? = 320 nm shows the reduction reaction proceeds through a one-step reaction without any detectable intermediate.
در این پایان نامه، سنتز، شناسایی و کاربرد دو نوع دندریمر جدید در قالب دو پروژه گزارش شده است. در پروژه اول، ابتدا دندریمر نسل اول از واکنش میان هگزاکیس(برمومتیل)بنزن، وانیلین و پتاسیم کربنات به دست آمد و با روش های FT-IR و 1 H-NMR شناسایی شد که نتایج نشان دهنده سنتز موفقیت آمیز دندریمر نسل اول بود. در مرحله بعد، دندریمر نسل دوم از برهمکنش میان دندریمر نسل اول و ارتو- آمینوپیریدین تهیه شد و محصول این مرحله با روش های FT-IR و 1 H-NMR شناسایی گردید. در ادامه، از دندریمر نسل دوم و نمک روتنیم(III) کلرید هیدرات برای سنتز کمپلکس [Ru 6 (hexpyd)(DMF) 12 Cl 18 ] استفاده شد. محصول این مرحله با روش های FT-IR و تجزیه عنصری CHN به طور کامل شناسایی شد. در نهایت کمپلکس تهیه شده بر روی بستر سیلیکاژل تثبیت گردید و سپس به منظور تهیه نانوذرات روتنیم فلزی در حضور سدیم بوروهیدرید کاهش داده شد. نانوذرات روتنیم فلزی کپسوله شده درون دندریمر با استفاده از روش های ATR-IR، BET، XRD، FE-SEM، TEM و ICP شناسایی شدند. طبق نتایج به دست آمده اندازه نانوذرات روتنیم کپسوله شده درون دندریمر در حدود 15-10 نانومتر به دست آمد. از دندریمر حاوی نانوذرات روتنیم فلزی تثبیت شده بر روی سیلیکاژل به عنوان کاتالیست واکنش هیدروژناسیون سیترال در دماهای 115- 85 درجه سانتی گراد و فشار 14 بار گاز هیدروژن درون یک رآکتور اتوکلاو استفاده شد که روند انجام این واکنش به کمک کروماتوگرافی گازی و طیف سنجی جرمی دنبال شد. نتایج نشان می دهند که با افزایش دمای واکنش در فشار ثابت، بازده تولید محصول ( 3و7- دی متیل اکتانول) افزایش می یابد. در پروژه دوم، ابتدا مانند پروژه اول، دندریمر نسل اول از واکنش میان هگزاکیس(برمومتیل)بنزن، وانیلین و پتاسیم کربنات به دست آمد. سپس دندریمر نسل دوم از واکنش دندریمر نسل اول و پارا - آمینوبنزوئیک اسید تهیه شد و با روش های FT-IR و 1 H-NMR شناسایی شد. در مرحله بعد، [Cu 6 (hexcard)(DMF) 18 ](TFA) 12 با استفاده از نمک مس (II) کلرید هیدرات و دندریمر نسل دوم سنتز شد. محصول این مرحله با روش های FT-IR و تجزیه عنصری CHN به طور کامل شناسایی شد. برای تهیه نانوذرات مس فلزی کپسوله شده درون دندریمر، کمپلکس [Cu 6 (hexcard)(DMF) 18 ](TFA) 12 در حضور سدیم بوروهیدرید کاهش داده شد. نانوذرات مس فلزی کپسوله شده درون دندریمر با روش های FT-IR، BET، XRD،FE-SEM ، HR-TEM و ICP شناسایی شدند که اندازه نانوذرات مس در حدود 10-4 نانومتر به دست آمد. در نهایت، از دندریمر حاوی نانوذرات مس به عنوان کاتالیست واکنش کاهش 4- نیتروفنول به 4- آمینوفنول استفاده شد. پیشرفت این واکنش با روش اسپکتروسکوپی UV-Vis دنبال شد. طیف های حاصل از اسپکتروسکوپی UV-Vis، کاهش غلظت 4- نیتروفنول و افزایش غلظت 4- آمینوفنول را در طول زمان نشان دادند. همچنین مشاهده نقطه ایزوبستیک در طول موج 320 نانومتر نشانگر تک محصول بودن واکنش در حضور این کاتالیست است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی