SUPERVISOR
Abdol reze Hajipour
عبدالرضا حاجی پور (استاد راهنما)
STUDENT
Mohaddeseh Seddighi
محدثه صدیقی طبالوندانی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386
TITLE
The synthesis and characterization of 3-carboxypyridinium hydrogensulfate ([Hcpy]HSO4) acidic ionic liquid and application of it for synthesis of benzoxanthenes, 3,4-dihydropyrimidin-2-(1H)-ons, aryl azides and aryl iodide
Over the last years, ionic liquids have been used as solvent or catalyst in organic synthesis. Br?nsted acidic ionic liquids also have been found abrupt improvement as catalyst or dual rule of catalyst and solvent in many reactions. The pyridinium-based ionic liquids have less attention versus other cations. So, the synthesis, characterization and application of 3-carboxypyridinium hydrogensulfate [Hcpy]HSO 4 as a green, efficient and inexpensive pyridinium-based Br?nsted acidic ionic liquid has been reported. The synthesis of benzoxanthenes have attracted considerable interest due to their biological and pharmaceutical properties. 3-Carboxypyridinium hydrogensulfate has been employed as efficient catalyst for one-pot condensation of 2-naphthol and aromatic aldehydes at 120 o C for synthesis of the corresponding 14H-dibenzo[a.j]xanthene. The reaction carried out under solvent-free conditions and the procedure gave the products in good to excellent yields under green conditions. Using less catalyst, straightforward isolation of products only with water and also reusability of catalyst were other advantages of this method. 3,4-Dihydropyrimidin-2(1 H )-ones are one class of multicomponent reactions. One of the most important methods for synthesis of this class of compound is the one-pot condensation of an aldehyde, ?-ketoester, and urea under acidic conditions, first reported by Biginelli. 3-Carboxypyridinium hydrogensulfate has been used as acidic catalyst for synthesis of these compounds at 120 o C under solvent-free conditions. The procedure gave the products in very short time with excellent yields. Aryl azides are versatile intermediates that due to azide group have been found wide application in organic synthesis since they can be used for preparation of a variety of heterocycles. The general procedure for preparation of aryl azides is using aromatic amines and nitrous acid in two steps: diazotization of the amine and subsequent treatment with sodium azide. The reaction must carry out at low temperature (0 o C) due to instability of diazonium salt in aques media. In continuation of our effort to study of application of [Hcpy] HSO 4 acidic ionic liquid, it was employed as acid source for synthesis of aryl azides from corresponding amines under grinding condition. The reaction carried out under green conditions at room temperature with short reaction times and the products obtained with excellent yields. The products were isolated and purified only with water without using any organic solvent. Furthermore, not only the producing diazonium salts are stable at producing time, but also can be restored for long time at room temperature. In continuation, this procedure was used for employing in Sandmeyer reaction. iodoaromatic compounds are the most useful synthetic building blocks in organic synthesis.
در سال های اخیر، مایع های یونی به دلیل داشتن مزایای زیاد کاربردهای فراوانی در نقش حلال و کاتالیست یافته اند. در این میان، مایع های یونی اسیدی نیز پیشرفت چشم گیری داشته و در تعدادی از واکنش ها به عنوان کاتالیست و یا نقش دوگانه حلال-کاتالیست ظاهر شده اند. از بین انواع کاتیون هایی که می توانند در سنتز مایع های یونی مورد استفاده قرار گیرند، کاتیون هایی با اساس پیریدینیوم کمتر از سایرین مورد توجه قرار گرفته است. لذا، در این پروژه سنتز و برخی کاربردهای مایع یونی 3-کربوکسی پیریدینیوم هیدروژن سولفات ([Hcpy]HSO 4 ) به عنوان یک مایع یونی اسیدی جدید، سبز، ارزان و کارا مورد بررسی قرار گرفته است. بنزوزانتن ها به دلیل داشتن خواص دارویی و بیولوژیکی گسترده، به شدت مورد توجه هستند. مایع یونی 3-کربوکسی پیریدینیوم هیدروژن سولفات، معرفی مناسب و کارا برای سنتز H14- دی بنزو[a,j] زانتن ها در واکنش تراکمی آلدهیدهای آروماتیک و 2-نفتول، در دمای 120 درجه سانتیگراد و در شرایط بدون حلال بوده است. در این روش با استفاده از مقادیر بسیار کم معرف و در زمان های کوتاه، محصولاتی با بازده بالا حاصل شده است. استخراج محصولات به روشی بسیار آسان و صرفاً با استفاده از آب، و همچنین قابلیت بازیابی و استفاده مجدد کاتالیست از دیگر مزایای این روش محسوب می شود. . 4،3- دی هیدروپیریمیدین-2-(H1)-اُن ها دسته ای از واکنش های چند جزئی هستند که خواص دارویی و بیولوژیکی گسترده ای دارند. یکی از مهمترین روش های سنتز این دسته از ترکیب ها، تراکم تک مرحله ای آلدهید، b-کتواستر و اوره در شرایط اسیدی قوی است که اولین بار توسط بیجینلی ارائه شد. در سنتز این ترکیبات نیز مایع یونی 3-کربوکسی پیریدینیوم هیدروژن سولفات به عنوان کاتالیزور اسیدی در دمای 120 درجه سانتیگراد و شرایط بدون حلال مورد استفاده قرار گرفت. این واکنش ها نیز در زمان های بسیار کوتاه با بازده بالا انجام شدند. آریل آزید ها از مهمترین و مفیدترین انواع حدواسط ها در شیمی آلی محسوب می شوند که به دلیل داشتن گروه عاملی آزید کاربرد های فراوانی داشته و برای تولید انواع ترکیب های هتروسیکل استفاده می شوند. روش عمومی سنتز آریل آزید ها با استفاده از آمین های آروماتیک و نیتروس اسید صورت می گیرد که به دلیل ناپایدار بودن نمک دی آزونیوم در محیط آبی باید در دمای کمتر از 5 درجه سانتیگراد انجام شود. در ادامه بررسی کاربردهای مایع یونی [Hcpy]HSO 4 ، از آن به عنوان منبع اسیدی در واکنش سنتز آریل آزید از آمین های آروماتیک به روش سایشی مورد بررسی قرار گرفت. این واکنش ها در دمای محیط و زمان کوتاه با بازده بسیار بالا انجام شده و استخراج محصولات بدون نیاز به حلال های آلی و صرفاً با استفاده از آب استخراج و خالص سازی شدند. از مزایای بسیار برجسته، پایداری نمک دی آزونیوم تهیه شده با این روش است که نه تنها به کنترل دما نیاز ندارد بلکه برای مدت طولانی پایدار است. در ادامه، این روش برای تولید آریل یدیدها نیز مورد استفاده قرار گرفت که ترکیبات آروماتیک یددار از واحدهای سازنده بسیار مهم در سنتز های آلی به خصوص برای تشکیل پیوند های کربن-کربن و کربن-نیتروژن محسوب شده و فعالیت های زیستی و دارویی فراوانی دارند. این واکنش ها هم در زمان های کوتاه با بازده بالا انجام شدند.