Skip to main content
SUPERVISOR
Mehran Ghiaci,HOSSEIN TAVAKOL
مهران غیاثی (استاد راهنما) حسین توکل (استاد مشاور)
 
STUDENT
Rezvan Shaikhi kamareji
رضوان شیخی کمارجی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388

TITLE

Synthesis and Characterization of Palladium Nanoparticles Embeded into Na-Y, Na-ZSM-5 Zeolites via a new Carbene N-heterocyclic Ligand and Study of their Applicability in the Sonogashira Reaction Using Shape-Selective Arylhalides.
The palladium-catalyzed Sonogashira cross-coupling reaction of terminal alkynes with aryl halides is one of the most valuable methods for the synthesis of internal arylated alkynes. This reaction is typically performed in the presence of catalytic amounts of a palladium complex and copper iodide with a base. Here we have demonstrated that Na-Y zeolite can serve as a suitable inorganic support for selective organic functionalization. In this project a new and simple route for synthesis of nano-sized Pd +2 particles into Na-Y and Na-ZSM-5 zeolites via a new carbene N-heterocyclic ligand has been developed. In the part one of the work N-Heterocyclic Carbene was used as the carbene ligand, an ionic liquid ( 1-butyl-3-methylimidazolium chloride ) was synthesized into the pores of zeolites and then C-H bond was activated by a weak base (acetate) for preparing the carbene. The synthesized carbene was coordinated with palladium ions. Different techniques such as FT-IR, XRD, UV-Vis, and TEM were used for characterization of the catalysts. TEM analysis reveals that well separated nano-sized (1-2 nm) palladium (+2) particles have been formed into the pore of the zeolites. The catalytic performance was examined in the Sonogashira reactions. The products were analyzed by GC and GC-MS. Furthermore The catalyst were effective for Sonogashira coupling. The Sonogashira reaction of some aryl iodides with phenyl acetylene was studied within 24 h at 80 °C in an environmental-friendly reaction system with DMF/H 2 O as solvents and without any copper and amine. The fate of reactants and the probability of forming products are determined by molecular dimensions and configurations. Therefore, only molecules whose dimensions are less than a critical size can enter into the pores and would have access to the catalytic sites for reaction. In the presence of [Pd(NHC)]-ZSM-5 the reaction of p-nitro iodobenzene, m-iodotoluene and m-bromo iodobenzene did not occur to an acceptable extent and it should be mentioned that the reaction did not occur on some other aryl halides such as m-nitro iodobenzene and m-iodoanisole. However, in the presence of [Pd(NHC)]-Y these substrates produced product with good yield. The catalysts can be recovered and recycled by a simple decantation. the reaction conditions were optimized for the reaction,The effect of various factors such as temperature, time and amount of catalysts were also optimized.
از دیرباز تحولات گسترده در علوم و فناوری، زندگی بشر را تحت تأثیر قرار داده و دگرگون ساخته است. ساخت دستگاه های الکترونیک و هزاران نوآوری دیگر در طول تاریخ، تأثیرات شگرفی در نحوه زندگی انسان ها به وجود آورده است. امروزه از نانوفناوری با کاربرد های عظیم آن به عنوان انقلابی یاد می شود که منشأ بسیاری از تحولات فناوری آینده خواهد بود. انقلاب صنعتی پر قدرتی که انتظار می رود برای هر فردی در کره زمین، سرمایه سلامتی و آگاهی، به دور از هر گونه آلودگی را، به ارمغان بیاورد. این قولی است که بینش نانوفناوری به بشریت می دهد. چالش مهم در تولید نانو ذرات این است که با کوچک شدن ابعاد ذرات (در حد نانومتر)، احتمال به هم پیوستن آن ها بسیار زیاد می شود. بنابراین فرایند تولید باید به گونه‌ای طراحی شود که این ذرات به هم نچسبند و به اصطلاح کلوخه نشوند، زیرا این پدیده موجب رشد ناخواسته ذرات می ‌شود. تثبیت نانو ذرات روی سطح بستر نامحلول تا حد زیادی از تجمع این ذرات جلوگیری کرده و باعث حفظ سطح زیاد آن ها می شود. همچنین این فرایند منجر به بازیافت آسان نانوذرات از محیط واکنش، استفاده مجدد از لیگاند ها و کمپلکس های گران قیمت نانو می گردد. ضمنا "به دلیل آزاد نشدن لیگاند، موجب آلودگی کمتر محیط زیست می شود. نوع لیگاند های کاربردی در ساخت این نانو کاتالیزو ها بسیار موثر می hy;باشد زیرا اندازه، شکل و ویژگی های سطح نانو ذرات توسط لیگاندکئوردینه کننده فلز کنترل می شود و همچنین خواص فیزیکی و شیمیایی نانو ذره فلزی با تغییر ماهیت لیگاند به شدت تغییر می کند. فلز های واسطه دربسیاری واکنش ها خواص کاتالیزوری بالایی را از خود نشان داده اند بویژه فلزاتی که توسط لیگاند hy;های کاربنی–N هتروسیکل تشکیل کمپلکس داده اند. با این نگرش ما برآن شدیم که با استفاده ازیک لیگاند جدید باخواص و ویژگی hy;های متفاوت، نانوذرات پالادیوم را درون حفره زئولیت سنتز و محبوس کنیم. با استفاده از روش های FT-IR، Uv-Vis و TEM، کاتالیزور سنتزی را شناسایی کرده و برای بررسی خاصیت کاتالیزوری و گزینش پذیری نانوذرات سنتز شده، واکنش سونوگاشیرا بر روی برخی آریل هالیدهای با ممانعت فضایی ساختاری و بدون ممانعت فضایی انجام شد. در صورت تشکیل نانو ذرات پالادیوم در درون حفره ها پیش بینی می شود که آریل هالید هایی می توانند واکنش سونوگاشیرا را انجام دهند که بتوانند وارد حفره زئولیتی شود و در غیر این صورت واکنش اتفاق نیفتد. با استفاده ازدستگاه های GC و GC-MS میزان راندمان و نوع محصول ها مشخص شد، و در نهایت بهترین شرایط دمایی و زمانی طی بهینه سازی انجام واکنش برای کاتالیزور مورد نظر بدست آمد. بازیافت کاتالیزور نیز در این واکنش مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد کاتالیزور سنتزی عملکرد بالایی را در انجام واکنش سونوگاشیرا دارد

ارتقاء امنیت وب با وف بومی