Skip to main content
SUPERVISOR
HOSSEIN TAVAKOL,Hassan Hadadzadeh
حسین توکل (استاد مشاور) حسن حداد زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
JAMAL ALDIN SHAKERI HARANDI
جمال الدین شاکری هرندی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388
In this thesis, two mononuclear complexes of Re(I), [ReCl(CO) 3 (py) 2 ] and [ReCl(CO) 3 (phen-dione)] and one dinuclear complex, [ReCl(CO) 3 (?-tptzH)Re(CO) 3 ], (where tptz-H is 2,4,6-tri(pyridine-2-yl)-2H- 1,3,5 triazine-1-ide) have been prepared and characterized by elemental analysis, FT-IR, UV- vis and NMR spectroscopies. Solid state structure of [ReCl(CO) 3 (?-tptzH)Re(CO) 3 ] complex was determined by single crystal X-ray crystallography. Red crystals of [ReCl(CO) 3 (?-tptzH)Re(CO) 3 ] were grown by slow evaporation in chloroform and toluene. This complex crystallized in monoclinic crystal system with space group of P 21/c , with the following unit-cell parameters: a (?) = 10.445(11), b (?) = 18.133(19), c (?) = 16.803(17), ? (?) = 90, ? (?) = 90.125, ? (?) = 90, Z = 4 and V (? 3 ) = 3182(6). In the dinuclear complex, coordination geometry around each of Re(I) is distorted octahedral, with bite angles of N(4)-Re(2)-N(5) (75?), N(2)-Re(1)-N(3) (74.04?) and N(2)-Re(1)-N(1) (71.70?) for the tptz-H ligand. Due to the configuration, the pyridyl group on the sp 3 -hybridized C(1) is tilted to such an extent that it is almost perpendicular to both the central triazine ring (76.18?) and the other pyridyl group (74.69?). The partially saturated triazine ligand, tptz-H, is coordinated as tridentate and bidentate chelate to each Re(I). Saturation of C(1) in tptz disturbs the aromaticity of triazine ring fllowed by two consecutive redox reactions. Due to the activation of the dinuclear complexes in the presence of alumina, an anation reaction occurs and one chloro ligand substiutes to one of Re(I) center. The thermodynamic parameters, 1 H-NMR, 15 N-NMR, 13 C-NMR, IR and Raman spectra, frontier orbitals( FOs ) energy and modified structure of the unsaturated and partially saturated dinuclear complex were calculated by DFT method. Photocatalytic activity of mono- and dinuclear complexes for reduction of CO 2 to CO in the presence of TEA, TEOA and NHEt 3 Cl was also studied. The results indicate a significant photocatalytic activity for each of complexes. Two catalytic cycles were proposed for reduction of CO 2 to CO by these complexes. In this catalytic cycles, Under photochemical conditions, the catalyst is initially excited with incident light, which allows for a metal-to-ligand charge transfer. Back-electron transfer is prevented by excited state quenching with triethylamine (TEA). This results in the radical ion pair [ReCl(CO) 3 (?-tptzH)Re(CO) 3 ] • - and Et 3 N •+ , which is the beginning of our catalytic cycle. Both radical ions must undergo immediate reaction to continue the process. Radical anion rhenium dissociates to a rhenium radical plus chloride, while Et 3 N •+ transfers a proton to a second molecule of TEA, generating a neutral radical CH 3 C • HNEt 2 and the triethylammonium ion. The two radicals then undergo a disproportionation reaction through TS1 to generate rhenium hydride and diethylvinylamine. At this point, insertion of CO 2 into the Re-H bond via TS2 yields rhenium complex with Re-O bond. This step forms the critical C-H bond. Dissociation of Re-O bond yields formate rhenium cation. The final step regenerates catalyst through reassociation of rhenium cation with chloride.
در این پایان‌نامه دو کمپلکس تک¬هسته¬ای از رنیم(I) با فرمول‌های [ReCl(CO)3(phen-dione)] و [ReCl(CO)3(py)2] و کمپلکس دو¬هسته¬ای [ReCl(CO)3(?-tptzH)Re(CO)3] که لیگاند tptz-H، 2 و 4 و 6- تری(پیریدیل-2-ایل)- H2- 1 و 3 و 5 تری¬آزین-1- اید است، سنتز و به کمک آنالیز عنصری، طیف‌سنجی‌های FT-IR، UV- vis و NMR شناسایی شده¬اند. ساختار حالت جامد کمپلکس [ReCl(CO)3(?-tptzH)Re(CO)3] با کریستالوگرافی اشعه- X تک بلور تعیین شد. بلورهای قرمز‌ رنگ براق کمپلکس [ReCl(CO)3(?-tptzH)Re(CO)3]، با روش تبخیرآرام در حلال¬های کلروفرم و تولوئن به دست آمد. سیستم بلوری این ترکیب مونو¬کلینیک و گروه فضایی آن P 21/c است، پارامترهای مربوط به آن عبارت¬اند از: (11)445/10a (?)= ، (19)133/18 b (?)=، (17)803/16c (?) =، 90 = (?)? ، 125/90(?) = ? ، 90?(?) = ، 4z = و (6)3182V(?3) = . کمپلکس دو هسته¬ای سنتز شده دارای دو مرکز Re(I) است که کره کوئوردیناسیون اطراف هر یک از این دو مرکز با یکدیگر متفاوت هستند. عدد کوئوردیناسیون هر یک از یون¬های Re(I) برابر شش است. در این کمپلکس لیگاند tptzH به صورت دو و سه دندانه به دو مرکز رنیم(I) کوئوردینه شده است. هر دو مرکز Re(I) که لیگاند tptz-H به صورت دو و سه دندانه به آنها متصل است، دارای انحراف هشت وجهی شدید اطراف مراکزRe(I) می¬باشند. ساختار لیگاند tptz اولیه تغییر یافته و یکی از کربن¬های حلقه تری¬آزینی لیگاند tptz در اثر واکنش ردوکس به صورت انتخابی اشباع می¬شود که در نتیجه، آروماتیسیته حلقه تری¬آزینی از بین می¬رود. همچنین در اثر فعال شدن کمپلکس بر سطح آلومینا پیوند قوی بین C-Cl در حلال CHCl3 می¬شکند و لیگاند کلرو (Cl-) به یکی از مراکز رنیم کوئوردینه می¬شود. برای بررسی دقیق علت اشباع شدن کربن حلقه تری¬آزینی از شیمی محاسباتی روش DFT کمک گرفته شد و وضعیت دانسیته الکترونی روی لیگاند tptz در هر دو کمپلکس اشباع [ReCl(CO)3(?-tptzH)Re(CO)3] و غیر اشباع [ReCl(CO)3(?-tptz)Re(CO)3] به دقت بررسی شد. ساختارهای بهینه شده، طیف¬های FT-IR، Raman و NMR، انرژی¬های اوربیتال¬های پیشانی کمپلکس¬های اشباع و غیر اشباع نیز مقایسه شدند. همچنین واکنش فتوکاتالیستی کاهش CO2 به CO توسط کمپلکس¬های [ReCl(CO)3(?-tptzH)Re(CO)3] و [ReCl(CO)3(phen-dione)] در حضور الکترون دهنده¬های TEA و TEOA و نمک NHEt3Cl انجام پذیرفت. نتایج حاکی از فعالیت بالای کمپلکس¬های سنتز شده در واکنش فتوکاتالیستی می¬باشد. دو چرخه کاتالیستی برای واکنش کاهش CO2 در حضور این دو کمپلکس نیز پیشنهاد شده است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی