پژوهش های شیمی
سال:1401 | دوره:5 | شماره:2 |تعداد مقالات:12

به دلیل تهدیدات شیمیایی و بیولوژیکی ناشی از حملات تروریستی نیاز به توسعه مواد خلاقانه و کاربردی جهت طراحی مواد جدید با قابلیت و کارایی بالا در جذب و تخریب عوامل شیمیایی فسفردار و گوگردی در محل ضروری به نظر می رسد تا از تهدید سلامتی پرسنل نظامی و غیرنظامیان در برابر این عوامل پیشگیری شود. در این مقاله نانوالیاف کامپوزیتی PAN/[POMo] با استفاده از فرایند الکتروریسی در شرایط محیطی بعد از بهینه سازی پارامترهای مختلف و تاثیر گذار بر روی نانوالیاف با میانگین قطر حدود 150 نانومتر تهیه شد. نانوالیاف مذکور قابلیت تخریب 2-کلرو اتیل اتیل سولفید و دی اتیل سیانو فسفونات را در دمای اتاق دارا می باشد به طوری که 2-کلرو اتیل اتیل سولفید در حضور این نانوالیاف و هیدروژن پراکساید بعد از حدود 2 دقیقه با کارایی و گزینش پذیری 100% به 2-کلرو اتیل اتیل سولفوکسید اکسید شد. دی اتیل سیانو فسفونات نیز به عنوان یک شبه عامل اعصاب در حضور نانوالیاف مذکور بعد از حدود 7 دقیقه با کارایی حدود 98% به ترکیبات غیر سمی تجزیه شد. نانوالیاف PAN/[POMo] قابلیت استفاده مجدد در هشت مرحله واکنش پی در پی را در تخریب عوامل شیمیایی بدون هیچ گونه کاهشی در راندمان از خود نشان داد.

در این مطالعه، با استفاده از محاسبات نظری توابع دانسیته DFT، واکنش های استخلافی COدر لیگاندهای سیکلوپنتادی انیل و ایندنیل در کمپلکس های [M(η5-Cp)(η1-Cp)(CO)2] (I) ، [M(η5-Cp)(η1-indenyl)(CO)2] (II) و [M(η5-indenyl)(η1-indenyl)(CO)2] (III) مورد بررسی قرار دادیم. واکنش های تفکیک اولین و دومین CO منجر به تشکیل کمپلکس های ساندویچی ، و می شوند. سد انرژی فعال سازی تفکیک CO برای کمپلکس های I، II و III محاسبه شد . محاسبات ما نشان می دهد که سد انرژی فعال سازی در واکنش های جانشینی اولین و دومین CO در کمپلکس های II و III در مقایسه با کمپلکس I بالا رفته است که بیان می کند جفت الکترون های پیوندπ در سیستم ƞ3 -ایندنیل در مقایسه با سیستم ƞ3 - سیکلوپنتادی انیل ویژگی نوکئونیلی کمتری دارد. هم چنین کمپلکس های I، II و III دو مسیر واکنش متفاوت از طریق تشکیل دو حد واسط مونوکرمونیل ایزومراندو واگزو طی می کند که در نهایت دریافتیم مسیر مستعدتربرای واکنش استخلافیCO از طریق حد واسط مونوکرمونیل ایزومراگزو است.واژه های کلیدی: نظریه توابع دانسیته ، سد انرژی فعال سازی، واکنش های استخلافی CO، لیگاند سیکلوپنتادی انیل ،لیگاند ایندنیل ،حدواسط مونوکرمونیل

چکیده: در این تحقیق دو چارچوب فلز-آلی برپایه فلز زیرکونیوم به نام های (MOF) UiO-66 و UiO-66(NH2) سنتز شده و به کمک طیف سنجی مادون قرمز (FT-IR)، پراش اشعه ی X پودری (PXRD) و جذب/واجذب گاز نیتروژن (BET) شناسایی شدند. در کنار این MOFها، دی متیل نیتروفنیل فسفات (DMNP) به عنوان یک شبه عامل عصبی سنتز شده و توسط طیف سنجی های فرابنفش-مرئی (UV-Vis) و رزونانس مغناطیسی هسته (NMR) شناسایی گردید. DMNP به دلیل دارا بودن شباهت خواصی و ساختاری به عوامل عصبی فسفره، به عنوان مدل جایگزین انتخاب شد تا کارآمدی MOFهای تهیه شده در حذف عوامل عصبی مورد مطالعه قرار گیرد. به منظور دنبال کردن غلظت DMNP در طول فرآیند حذف از طیف سنجی UV-Vis استفاده گردید. نتایج نشان داد چارچوب های UiO-66 و UiO-66(NH2) از توانایی بالایی در هیدورلیز کاتالیزوری DMNP در محیط آبی و بافر خنثی برخوردار می باشند. همچنین جذب DMNP از محیط آلی نیز مورد مطالعه قرار گرفت و نتایج نشان داد که مقادیر درصد حذف (R%) DMNP توسط جاذب های UiO-66 و UiO-66(NH2) به ترتیب برابر با 76.5و 66.8 درصد در 50 میلی لیتر محلول با غلظت ppm 50 می باشد. بررسی پایداری جاذب ها بعد از فرآیند جذب نیز از طریق تکنیک PXRD نشان داد که جاذب ها قابل بازیافت هستند.

در سال های اخیر سنتز ترکیبات هتروسیکلی با فعالیت های بیولوژیکی و دارویی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این کار تحقیقاتی یک چارچوب فلز-آلی بر پایه زیرکونیوم،NU-1000 (NU = Northwestern University) ، با مساحت سطح 2100 مترمربع بر گرم با روش حلال گرمایی از واکنش بین زیرکونیوم کلرید، 1،3،6،8-تتراکیس(4-کربوکسی فنیل)پیرن و بنزوئیک اسید در حلال دی متیل فرمآمید تهیه شد. این ساختار با استفاده از روش های مختلف مانند پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، جذب و واجذب گاز نیتروژن و آنالیز توزین حرارتی شناسایی شد. سپس از این چارچوب فلز-آلی، به دلیل تخلخل بالا، پایداری شیمیایی و گرمایی قابل توجه، به عنوان نانوکاتالیزگر ناهمگن برای سنتز مشتقات 3،2-دی-هیدورکوئینازولین-H)1(4-اون ها، واحد اصلی ساختاری در برخی ترکیبات دارای خواص بیولوژیکی، از واکنش سه جزیی ایزاتوئیک انیدرید با آمین های نوع اول (یا آمونیوم استات) و آلدهیدها تحت شرایط گرمایی بدون حلال استفاده شد. در شرایط واکنش، کاتالیزگر پایدار بوده و بدون از دست دادن فعالیت خود چندین بار قابل استفاده می باشد. این چارچوب نانوساختار شامل خوشه های هشت وجهی Zr6 و جایگاه های فعال اسید لوئیس می باشد. به کاربردن یک چارچوب فلز-آلی مزومتخلخل به عنوان کاتالیزگر ناهمگن در واکنش های سه جزیی تهیه 3،2-دی هیدورکوئینازولین-H)1(4-اون ها برای نخستین بار گزارش می شود.

در این مقاله به بررسی واکنش کمپلکس آلی فلزی پلاتین (II) با لیگاند سیکلومتاله و حاوی لیگاند کی لیت بیس(دی فنیل فسفینو)اتان ، [Pt (ppy) Me (dppe)] ، 2، که در آن لیگاند سیکلومتاله ppy ترکیب 2- فنیل پیریدین می باشد، در واکنش با کمپلکس آلی فلزی [Pt Me2 (dmso)2] ، 3، پرداخته شده است که محصولات [Pt (ppy) Me (dmso)] ، ’1، و کمپلکس [Pt Me2 (dppe)] ، 4، تشکیل می شود. در این واکنش نادر، محصولات حاصل از انتقال لیگاند کی لیت dppe از کمپلکس 2 به 4 تشکیل می شوند. این واکنش توسط طیف سنجی چند هسته ای NMR مورد مطالعه قرار گرفته و مکانیسم مهاجرت این لیگاند نیز پیشنهاد شده و از طریق محاسبات کامپیوتری DFT نیز مورد بررسی قرار گرفته است. با معرفی این واکنش پذیری می توان مسیری را برای محققین فراهم نمود تا انواعی از کمپلکس های دو هسته ای نامتقارن با لیگاند پلساز dppe را ایجاد نمود که از نظر ساختاری و خواص، می توانند ویژگی های جذابی داشته باشند.

خارش اورمیک یک علامت شایع در بیماران مبتلا به بیماری مزمن کلیه است که حدود یک سوم بیماران دیالیزی را تحت تاثیر قرار داده و کیفیت زندگی آنها را تا حد زیادی کاهش می دهد. استفاده از داروهای مشتق شده از گیاهان طبیعی می تواند راهی جایگزین برای محدود کردن و درمان خارش اورمیک در بیماران کلیوی باشد. این تحقیق برای ارزیابی پتانسیل ضد خارش برخی از ترکیبات زیست فعال نارنج انجام شده است. فرایند شبیه سازی داکینگ مولکولی برای برهمکنش 9 ترکیب طبیعی نارنج با محل های اتصال فعال موجود در چهار گیرنده پروتئینی مرتبط با مکانیسم خارش انجام شد. نتایج نشان داد که ترکیبات منتخب نارنج، گیرنده های کاپا-اپیوئیدی 4DJH، 6VI4، 6B73 و گیرنده جفت شده با پروتئین-G،5ZTY ، را به خوبی مهار می کنند و اثر بازدارندگی قویتری در مقایسه با داروی ضد خارش Gabapentin دارند. با توجه به امتیازات اتصال (DS) که در محدوده 8/72- تا 4/88- قرار می گیرند و همچنین مقادیر ثابت های بازدارندگی (Ki)، رویهمرفته بهترین فعالیتهای ضد خارش متعلق است به لیگاندهایNobiletin ، Caryophyllene، Naringenin و Tangeretin. نتایج اتصال نشان داد که می توان ترکیبات طبیعی نارنج را به عنوان منبع ارزشمندی برای مهار خارش اورمیک در نظر گرفت.

اندازه گیری ضریب شکست توتومرها به دلیل واکنش تعادلی که بین آن ها وجود دارد،مشکل می باشد. لذا در این مقاله، ما از روش های نظری از جمله شبیه سازی دینامیک مولکولی و نظریه تابعی چگالی برای به دست آوردن ضریب شکست برای توتومرهای مونوآمین و ایمیدازولیدین استفاده کردیم. برای محاسبه دانسیته عددی از شبیه سازی دینامیک مولکولی استفاده شد وبرای این منظور از میدان نیروی GAFF استفاده گردید. از سوی دیگر، محاسبات کوانتومی با سطح B3LYP و مجموع توابع پایهG**++ 6-311 برای بدست آوردن قطبش پذیری متوسط مولکولها انجام گرفت. با استفاده از دانسیته های بدست آمده و قطبش پذیری های متوسط، ضریب شکست مولکولها از معادله لورنتز-لورنز محاسبه گردید. نتایج نشان می دهد که مقادیر دانسیته برای توتومرهای حاوی حلقه پنج عضوی کمتر از توتومرهای خطی می باشند. همچنین مشخص شد که با افزایش طول موج، ضریب شکست هر دو توتومر کاهش می یابد. علاوه بر این یافته ها، نتایج بدست آمده نشان داد که تغییر گروه استخلافی بر مقادیر ضریب شکست تأثیر گذار می باشند.

دچکیده. در این مقاله، ابتدا ارتباط میان تابع چگالی حالت پایه ی الکترونی یک مولکول شیمیایی را با یک فضای پارامتری ساز از طریق حل معادله ی شرودینگر ا ز نظر می گذرانیم. سپس با استفاده از توابع چگالی الکترونی متناظر با هر مولکول، ساختارهای مولکولی را از دریچه ی نظریه ی اطلاعات مورد مطالعه قرار می دهیم. به این منظور به هر مولکول، خانواده ای پارامتری شده از توابع چگالی الکترونی نظیر کرده و کمیتی به نام اطلاعات فیشر برای آن ها درنظر می گیریم. در نهایت به کمک مدل ارائه شده، یک کران پایین برای خطای برآورد پیکربندی های هسته ای یک مولکول را به دست می آوریم. سپس مدل ارائه شده در مقاله را برای یون مولکول هیدروژن به کار گرفته و به کمک تابع چگالی الکترونی یون مولکول هیدروژن ، اطلاعات فیشر متناظر با این مولکول را محاسبه می نماییم. درنهایت، به کمک نامساوی کرامر-رائو، یک کران پایین برای خطای برآورد پیکربندی هسته ای یون مولکول هیدروژن به دست آورده و نتایج حاصل را به کمک آن توصیف می نماییم. پیش بینی می شود نتایج این پژوهش بتواند افقهای جدیدی را در بررسی و تحلیل کوانتومی پیکربندی زیرسامانه های مولکولی بگشاید.

یکی از ملزومات پردازش اطلاعات کوانتومی، قابلیت اعمال درگاه­های کوانتومی جهان شمول است. هر تحول یکانی کوانتومی را می­توان بر حسب این درگاه­ها با دقت دلخواه تجزیه کرد و تقریب زد. تشدید مغناطیسی هسته (NMR) یکی از روش­هایی است که برای آزمودن بسیاری از الگوریتم­های کوانتومی مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله، اولین پیاده سازی درگاه­های کوانتومی با استفاده از NMR در ایران گزارش می­شود. به طور مشخص، از اسپین­های کربن و هیدروژن در مولکول کلروفرم به عنوان بیت های کوانتمی استفاده کردیم و درگاه­های تک کیوبیتی و دو کیوبیتی را بر روی بیت های کوانتمی اعمال نمودیم. همچنین، کیفیت این درگاه­ها را با توموگرافی کوانتمی مورد ارزیابی قرار دادیم. نتایج به دست آمده نشان می­دهد که درگاه­های مورد نظر با کیفیت بالا (شباهت بیشتر از 99%) پیاده سازی شده­اند. این کار، راه را پیاده سازی آزمایشگاهی الگوریتم های کوانتمی برای کاربرد های محاسبات کوانتومی، سنجش کوانتمی دقیق و شبیه سازی های کوانتومی در ایران باز می­کند.

از واکنش کمپلکس cis,cis-[Pt2Me4(μ-SMe2)2], A, با دو اکی والان از لیگاند 2-(4،2-دی فلوئوروفنیل)پیریدین (dfppy) در دمای محیط و در حلال استون، کمپلکس سیکلومتاله شده [PtMe(dfppy)(SMe2)], 1, تهیه و با استفاده از طیف سنجی رزونانس مغناطیس هسته (NMR) شناسایی و خواص الکترونی آن از طریق طیف سنجی فرابنفش-مرئی (UV-vis) مورد بررسی قرار گرفت. واکنش پذیری کمپلکس 1 در مقابل یک اکی والان از لیگاند دودندانه فسفینی 2،1-بیس(دی فنیل فسفینو)اتان (dppe)، مورد بررسی قرار گرفت. این واکنش منجر به تولید کمپلکس [PtMe(κ1-C-dfppy)(dppe)], 2, گردید و ساختار این کمپلکس نیز با طیف سنجی NMR تأیید شد. در این کمپلکس لیگاند دی فسفینی به صورت کی لیت به مرکز پلاتینی متصل شده است و پیوند بین اتم نیتروژن حلقه کی لیت سیکلومتاله شده و فلز پلاتین شکسته شده است. برای پشتیبانی از داده های تجربی، ساختار این دو ترکیب با روش نظریه تابع چگالی (DFT) بهینه شد. همچنین برای یافتن بهترین نحوه ی اتصال این دو ترکیب به DNA، مطالعات داکینگ مولکولی بر روی آنها انجام شد.

هدف از انجام تحقیق حاضر، طراحی محتوا برای آموزش مفاهیم الکتروشیمی با نگاه فناورانه باتری برای دانشجویان کارشناسی شیمی است. در این تحقیق از تلفیق شیمی سبز با رویکرد STEM (علوم، ریاضیات ، مهندسی و فناوری) استفاده شده است. تحقیق حاضر از نوع کاربردی- توصیفی می باشد. محقّق ابتدا به جمع آوری اطلاعات و مطالعات کتابخانه ای پرداخته و سپس با بررسی کتب درسی مرتبط با موضوع تحقیق مانند شیمی و کتب مختلف علوم، پیش نیازهای لازم برای طراحی محتوای مورد نظر دانشگاه ها را بررسی کرده است. به منظور طراحی محتوای آموزشی و آموزش فعالیت های عملی در زمینه باتری، سر فصل هایی برای محتوا تعیین گردید. در ادامه با نظر سنجی که از دانشجویان به عمل آمد، اصلاحاتی در محتوا صورت گرفت. محتوا برای بازبینی مجدد در اختیارچهار تن از اساتید متخصص قرار داده شد. تلفیق شیمی سبز با رویکرد STEM و شیوه اجرای آن در طراحی محتوای کتب دانشگاهی مورد تایید اساتید واقع شد. پس از مشخص شدن سر فصل های تعیین شده اهدافی برای هر مبحث تعیین گردید. بر اساس اهداف تعیین شده طراحی محتوا انجام گرفت. نتیجه این پژوهش می تواند در طراحی محتوای کتب شیمی بر اساس رویکرد بین رشته ای در راستای اهداف شیمی سبز برای دانشجویان مورد استفاده قرار گیرد.

در مطالعه ی حاضر اثر نوع حلال، ترکیب نمک فلز مرکزی و تیمار حرارتی بر بازده و قدرت کوردیناسیون و محتوای آلی چارچوب های آلی-فلزی پایه منیزیم با آنالیز عنصری و اسپکتروسکپی مادون قرمز تبدیل فوریه بررسی گردیده است. چارچوب های آلی-فلزی مختلف با استفاده از نمک های مختلف فلز مرکزی و نیز حلالهای مختلف سنتز شدند. تشکیل MOF با FT-IR، EDX، UV-Vis.، و SEMتایید گردید. محتوی آلی نمونه های سنتزی با آنالیز عنصری تعیین گردید. نتایج نشان داد که محتوای آلی MOF وابسته به حلال و تیمار حرارتی بوده ولی مستقل از نوع نمک فلز مرکزی می باشد. با FT-IR قدرت کوردیناسیون Mg-O تشکیل شده بررسی و مقایسه گردید. نتایج نشان داد که نوع حلال و ترکیب نمک فلز به طور معناداری بر بازده و قدرت کوردیناسیون Mg-O تاثیرگذار است. نمک های فلزی و حلال هایی که قابلیت رقابت در فرآیند کوردیناسیون را ندارند، بازده را افزایش می دهند. پیوند تشکیل شده در حلال آپروتیک به واسطه نقش آن در تثبیت مواد واسطه فرآیند کوردیناسیون قوی تر از حلال پروتیک ارزیابی گردید. تیمار حرارتی محتوای آلی MOF را از طریق حذف حلال کوردینه شده کم می کند و نیز منجر به وقوع درجاتی از دیمریزاسیون مجدد لیگاند می شود. در مجموع نتایج مطالعه حاضر می تواند دروازه ای جدید را در مهندسی چارچوب های آلی-فلزی باز کند.