SUPERVISOR
Hossein Chiniforoushan,HOSSEIN TAVAKOL
حسین چینی فروشان اصفهانی (استاد راهنما) حسین توکل (استاد مشاور)
STUDENT
Leila Tabrizi
لیلا تبریزی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده شیمی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1390
TITLE
Synthesis and characterization of coordination polymers of Cd(II), Zn(II), Mn(II), Ni(II), nanopolymers of Ag(I), Au(I,III), nanocomplexes Sn(IV) and complexes Pd(II), Co(II), Ni(II) and their investigation in sensor, light-emitting and biological assay
In this thesis polymeric comlexes, nanopolymeric complexes, nanocomplexes and complexes with ligands sodium dicyanamide (dca), hexamethylenetetramine (hmt), mefenamic acid (Hmef), diclofenac sodium (dic), pyrazinamide (PZA), 4,4 ? -dicyanamidobiphenyl (bpH 2 ), 4-nitro phenylcyanamide(4-NO 2 pcyd), valproate sodium (valp), Imidazole(HIm), pyrazine (PYZ), lidocaine (LC), thiocyanate potassium (SCN) have been synthesized. . The synthesized compounds have been characterized by FT-IR, UV-Vis, 1 H-NMR spectroscopies, elemental analysis (CHN), single crystal X-ray and Scanning Electron Microscopic images (SEM). The polymeric complexes, CP1 = [Cd(µ-hmt)(µ-dca) 2 ] n ، CP2 = [Cd(mef) 2 (CH 3 OH)] n , CP3 = [Cd 2 (dic) 4 1.5(MeOH) 2 (H 2 O)] n , CP4 = {[Ni( µ1,5 -dca) 2 (µ-hmt)]H 2 O} n , CP5 = {[Mn(µ 1,5 -dca) 2 (PZA) 2 ](PZA) 2 } n , CP6 = {[Zn(µ 1,5 -dca) 2 (PZA) 2 ](PZA) 2 } n have been studied. The gas sorption ability of CP1 has been investigated for CO 2 , CH 4 , and N 2 under different temperatures (295 K, 195 K). Bindings of CP2 and CP3 with calf thymus DNA (CT-DNA), BSA and HSA were investigated by spectroscopic methods. Also, antibacterial, antifungal and cytotoxicity of CP2 and CP3 were studied. Antibacterial activities of CP4 also show greater activity than the reference antibiotic gentamycin against Klebsiella pneumonia. Magnetic susceptibility measurements revealed weak antiferromagnetic exchange interactions between the nickel centers bridged by long hmt and dicyanamides ligands. The CP5 was evaluated for in vitro antimycobacterial and antitumor activities. It demonstrated better in vitro activity against Mycobacterium tuberculosis than pyrazinamide and its MIC value was determined. CP6 was applied to organic electroluminescent (EL) devices as the emitting materials. The EL device emits cyan light originating from this polymer with high brightness and efficiencies. In other part , nanopolymeric complexes CPN7 = [(Au(I)-NCN-R-NCN-Au(III)-NCN-R-NCN-)] n , CPN8 = [Ag(4-NO 2 pcyd)] n have been studied. CPN7, Au nanowires are used in the fabrication of gas sensors. These nanosensors exhibit characteristics of high sensitivity to CO with the determination limit at 1 ppm at room temperature. Furthermore, the nanosensors exhibit a good selective determination of CO under exposure to CH 4 and NO 2 even at 1000 ppm; they can be used to detect low concentrations of CO at room temperature. CPN8 nanoparticle was immobilized on the surface of a glassy carbon electrode (GCE), and the electroactivity behavior was investigated by cyclic voltammetry and differential pulse voltammetry (DPV). The obtained CPN8-modified GCE showed high catalytic activity for the oxidation of dibucaine and naphazoline and also for the simultaneous determination of dopamine and acetaminophen. The nanocomplexes CN9 = [(SnMe 3 ) 2 (µ-bp)(H 2 O) 2 ], CN10 = [(SnMe 3 )(4-NO 2 pcyd)] also have been studied. The in vitro cytotoxicity of CN9 and CN10 was examined against different cancer cell lines. For CN9, a promising growth inhibitory effect against HeLa cells was observed that is slightly higher than that of cisplatin. Moreover, the antimicrobial activity of CN9 and CN10 against different strains of pathogenic bacteria and fungi were tested. The complexes C11 = [Pd(valp) 2 (HIm) 2 ], C12 = [Pd(valp) 2 (PYZ) 2 ], C13 = [Ni(NCS) 2 (LC) 2 ], C14 = [Ni(dca) 2 (LC) 2 ], C15 =[Co(dca) 2 (LC) 2 ], C16 = [Co(NCS) 2 (LC) 2 ], C17 = [Co(mef) 2 (HIm) 2 (CH 3 OH) 2 ] have been studied. The in vitro antimicrobial activity and cytotoxic potential of all the complexes were examined.
در این پروژه، پلیمرهای معدنی ، نانو پلیمرهای معدنی، نانو کمپلکسها و کمپلکسهای معدنی با لیگاندهای سدیم دی سیانامید (dca)، هگزامتیلن تتراآمین(hmt)، مفنامیک اسید (Hmef)، سدیم دیکلوفناک (dic)، پیرازین آمید (PZA)، 4و ´ 4- دی سیانامیدو بی فنیل (bpH 2 ) ، 4- نیترو فنیل سیانامید (4-NO 2 pcyd) ، سدیم والپروات ((valp، ایمیدازول (HIm)، پیرازین (PYZ)، لیدوکایین (LC)، پتاسیم تیوسیانات (KSCN) سنتز شده است. ترکیب های سنتز شده با روش های طیفسنجی مادونقرمز (IR)، طیفسنجی الکترونی (UV-Vis)، تجزیه عنصری (CHN) ، رزنانس مغناطیسی هسته پروتون 1 H NMR ، بلورنگاری پرتوایکس تکبلور X-ray و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی و شناسایی شده است. در بخش نخست پلیمرهای معدنی با فرمول های CP1 = [Cd(µ-hmt)(µ-dca) 2 ] n ، CP2 = [Cd(mef) 2 (CH 3 OH)] n ، CP3 = [Cd 2 (dic) 4 1.5(MeOH) 2 (H 2 O)] n ، CP4 = {[Ni(µ 1,5 -dca) 2 (µ-hmt)]H 2 O} n و نیز پلیمرهای CP5 و CP6 با فرمول کلی {[M(µ 1,5 -dca) 2 (PZA) 2 ](PZA) 2 } n که M به ترتیب Mn و Zn می باشند، مورد بررسی قرار گرفتند. پلیمر CP1 برای جذب سطحی گازهای N 2 ، CH 4 ، CO 2 در دو دمای 195 و 295 کلوین مورد استفاده قرار گرفت. در پلیمر های CP2 و CP3 ، برهم کنش با DNA ، BSA ، HAS و نیز ضد باکتری، ضد قارچی و سمیت سلولی در برابر انواع سلول های سرطانی مطالعه شد که خواص بیوشیمیایی بالای این پلیمر ها را نشان داد. در پلیمر CP4 خاصیت مغناطیسی برهم کنش آنتی فرومغناطیس در دمای پایین را ثابت کرد. هم چنین خاصیت ضدباکتری این پلیمر در برابر انواع باکتری ها مطالعه شد و با داروی جنتامایسین مقایسه شد. پلیمر CP5 برای ویروس بیماری سل ارزیابی شد و با داروی پیرازین آمید مقایسه شد که خاصیت بالای این پلیمر را در برابر ویروس بیماری سل نشان داد. خاصیت لومینسانس پلیمر CP6 مطالعه و برای ساخت دیود نشر نوری استفاده شد که باعث نشر نور آبی فیروزه ای و تبدیل نور سفید به نور آبی فیروزه ای می شود. در بخش دیگر نانوپلیمرهای معدنی با فرمول های CPN7 = [(Au(I)-NCN-R-NCN-Au(III)-NCN-R-NCN-)] n و CPN8 = [Ag(4-NO 2 pcyd)] n سنتز و شناسایی شدند. نانوپلیمر CPN7 برای ساخت حسگر گازی استفاده شد. این حسگر انتخاب پذیری بالایی به گاز CO در دمای اتاق و نیز دمای بالا دارد ، اما هیچ پاسخی به گازهای NO 2 و CH 4 نشان نمیدهد. حساسیت به گاز CO میتواند تا سطح m1 در دمای اتاق باشد که بسیار حساسیت بالاتری از حسگرهای ساخته شده تاکنون است. نانوپلیمر CPN8 بهعنوان اصلاحگر جهت اندازه گیری همزمان داروهای دیبوکایین و نفازولین، دوپامین و استامینوفن استفاده شده است. در بخش دیگر نانوکمپلکس های CN9 = [(SnMe 3 ) 2 (µ-bp)(H 2 O) 2 ] و CN10 = [(SnMe 3 )(4-NO 2 pcyd)] سنتز و شناسایی شدند. فعالیت ضد باکتری و ضد قارچی نانو کمپلکسهای CN9 و CN10 بیشتر از لیگاندهای آزاد بوده که فعالیت ضد باکتری بیشتر از ضد قارچی است. نانو کمپلکس CN9 اثر سمیت سلولی قابلتوجهی در برابر سلولهای سرطانی در مقایسه با لیگاندهای کوئوردینه نشده و CN10 و نیز داروی سیس پلاتین دارد. در بخش دیگر کمپلکس های [Pd(valp) 2 (HIm) 2 ] C11 =،[Pd(valp) 2 (PYZ) 2 ] C12 = ، C13 = [Ni(dca) 2 (LC) 2 ] [Ni(NCS) 2 (LC) 2 ] C14 = ، [Co(dca) 2 (LC) 2 ] C15 = ، [Co(NCS) 2 (LC) 2 ] C16 = و [Co(mef) 2 (HIm) 2 (CH 3 OH) 2 ] C17 = سنتز و شناسایی شده است. خواص ضد باکتری و ضد قارچی و نیز سمیت سلولی این کمپلکس ها در برابر انواع سلول های سرطانی بررسی شده و با داروی سیس پلاتین مقایسه شده است که خواص ضد باکتری و نیز ضد سرطانی بالای این کمپلکس hy;ها را نشان می دهد.