1.1اصول شيمي سبز3
1.1.1پيشگيري3
1.1.2صرفه جويي اتمي4
1.1.3کاهش استفاده از مواد شيميايي خطرناک5
1.1.4طراحي براي مواد شيميايي ايمن تر5
1.1.5حلال ها و مواد کمکي ايمن تر5
1.1.6طراحي براي بهره وري انرژي6
1.1.7استفاده از ذخاير تجديد پذير6
1.1.8کاهش مشتقات7
1.1.9کاتاليزگر7
1.1.10طراحي براي تخريب پذيري9
1.1.11آناليز لحظه به لحظه براي پيشگيري از آلودگي9
1.1.12شيمي ايمنتر براي پيشگيري از حادثه9
1.2کوششها و دستاوردهاي شيمي سبز10
1.2.1سوختهاي جايگزين10
1.2.2پلاستيك هاي سبز و تجزيه پذير11
1.2.3بازطراحي واکنشهاي شيميايي13
1.2.4چندسازههاي زيستي13
2واکنش نووناگل15
2.1شرايط انجام واکنش18
2.2کاربردهاي واکنش نووناگل18
2.3سنتز ترکيبهاي ناجور حلقه18
3کاتاليزگر26
3.1انواع کاتاليزگرها27
3.1.1کاتاليزگر همگن27
3.1.2کاتاليزگر ناهمگن28
3.1.3کاتاليزگرهاي زيستي28
3.2کاتاليزگرهاي استفاده شده براي واکنش نووناگل28
3.2.1آمينها و نمکهاي آمونيوم28
3.2.2اسيدهاي لوئيس29
3.2.2.1تيتانيوم تتراکلرايد29
3.2.2.2کادميوم يديد29
3.2.2.3روي کلريد30
3.2.3جامدهاي معدني و سطوح جامد30
3.2.4نمک فلزات قليايي30
3.2.5کاتاليزگرهاي فسفات31
3.2.5.1فسفات طبيعي بهينه شده31
3.2.5.2استفاده از کمپلکسهاي فسفات به همراه بستر جامد31
3.2.5.3کاتاليزگرAlPO4-Al2O333
3.2.5.4ديآمونيوم هيدروژن فسفات33
3.2.6مايعات يوني35
3.3انجام واکنش نووناگل با استفاده از تابش ريزموج36
4آمينواسيد37
4.1اهميت و کاربرد پزشکي آمينواسيدها:40
4.2طبقهبندي آمينواسيدها41
4.2.1آمينواسيدهاي استاندارد42
4.2.2آمينواسيدهاي کمياب پروتئيني42
4.2.3آمينو اسيدهاي غير پروتئيني43
4.3طبقه بندي آمينواسيدها بر حسب نقش غذايي43
4.3.1آمينو اسيدهاي ضروري43
4.3.2آمينواسيدهاي غير ضروري43
4.4طبقه بندي آمينواسيدها بر حسب ساختار شيميايي44
5بخش تجربي48
5.1مشخصات دستگاه‌ها49
5.2مواد شيميايي49
5.3بهينه سازي دماي انجام واکنش50
5.4بهينه سازي ميزان کاتاليزگر50
5.5اثر حلال51

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

5.6روش کلي سنتز مشتق‌هاي غيراشباع52
5.7اندازه‌گيري نقطه ذوب با استفاده از لوله مويين53
5.8سنتز مشتقات54
5.8.1سنتز مشتقethyl 3-(4-chlorophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate54
5.8.1.1نتايج آزمون رزونانس مغناطيس هسته54
5.8.1.2نتايج آزمون FT-IR56
5.8.2سنتز مشتقethyl 3-(4-bromophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate57
5.8.2.1نتايج آزمون رزونانس مغناطيسي هسته57
5.8.2.2نتايج آزمون FT-IR61
5.8.3سنتز مشتقethyl 3-(2-methoxy phenyl)-2-cyanoprop-2-enoate62
5.8.3.1نتايج آزمون رزونانس مغناطيسي هسته62
5.8.3.2بررسي نتايج آزمون FT-IR66
5.8.4سنتز مشتق ethyl 3-(4-fluorophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate67
5.8.4.1نتايج آزمون رزونانس مغناطيسي هسته67
5.8.4.2نتايج آزمون FT-IR71
5.8.5سنتز مشتق ethyl 3-(4-hydroxyphenyl)-2-cyanoprop-2-enoate72
5.8.5.1نتايج آزمون رزونانس مغناطيس هسته72
5.8.5.2بررسي نتايج آزمون FT-IR76
5.8.6سنتز مشتق ethyl 3-(2-bromophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate77
5.8.6.1نتايج آزمون رزونانس مغناطيس هسته77
5.8.6.2بررسي نتايج آزمون FT-IR81
5.8.7سنتز مشتق (4-fluorobenzylidene)malononitrile82
5.8.7.1نتايج آزمون رزونانس مغناطيس هسته82
5.8.7.2نتايج آزمون FT-IR85
5.8.8سنتز مشتق (4-chlorobenzylidene)malononitrile86
5.8.8.1نتايج آزمون رزونانس مغناطيس هسته86
5.8.8.2نتايج آزمون FT-IR89
5.8.9سنتز مشتق (4-bromobenzylidene)malononitrile90
5.8.9.1نتايج آزمون رزونانس مغناطيس هسته90
5.8.9.2نتايج آزمون FT-IR93
5.8.10سنتز مشتق (4-methoxybenzylidene)malononitrile94
5.8.10.1نتايج آزمون رزونانس مغناطيس هسته94
5.8.10.2نتايج آزمون FT-IR97
5.8.11سنتز مشتق ethyl 3-(4- N,N-dimethylamino phenyl)-2-cyanoprop-2-enoate98
5.8.11.1نتايج آزمون رزونانس مغناطيس هسته98
5.8.11.2نتايج آزمون FT-IR102
6مراجع104
فهرست شکلها
شکل ‏2-1: واکنش تراکمي نووناگل16
شکل ‏2-2: تشکيل محصول دوتايي در واکنش نووناگل16
شکل ‏2-3: ترکيبهاي متيلن فعال مورد استفاده در واکنش نووناگل17
شکل ‏2-4: واکنش آلدهيدها و کتونها با مشتقات استونيتريل براي تهيهي آلکنها17
شکل ‏2-5: سنتز اسکلت پيرول از طريق اتيل استواستات و دياستيل اُکسيم ايمينواستون ديکربوکسيلات19
شکل ‏2-6: سنتز کومارينها از طريق واکنش نووناگل19
شکل ‏2-7: استفاده از واکنش نووناگل در سنتزهاي با ديآستروگزيني بالا20
شکل ‏2-8: سنتز بسپارهاي نوري21
شکل ‏2-9: نمونه کاربرد واکنش نووناگل22
شکل ‏2-10: واکنش نووناگل و سپس واکنش همزمان ديلز – آلدر و جفت شدن سوزوکي23
شکل ‏2-11: سنتز مشتقات بيس پيرانو – 1،4 – بنزو کينونها23
شکل ‏2-12سنتز مشتقات 2-آمينو تيوفن از طريق واکنش نووناگل24
شکل ‏2-13: چند حلقهاي تيوپيرانوکومارينها از واکنش نووناگل25
شکل ‏2-14: واکنش بيس پيريديل و تتراپيريديل در واکنش با ترفتالدهيد يا ايزوترفتالدهيد با ترکيبهاي فعال شده.25
شکل ‏3-1: استفاده از تيتانيوم تتراکلرايد به عنوان کاتاليزگر در واکنش نووناگل29
شکل ‏3-2: استفاده از کادميوم يديد به عنوان کاتاليزگر در واکنش نووناگل29
شکل ‏3-3: استفاده از روي کلريد به عنوان کاتاليزگر در واکنش نووناگل30
شکل ‏3-4: ساختار کاتاليزگر ديآمونيوم هيدروژن فسفات34
شکل ‏4-1: ساختار شيميايي يک نوع آمينواسيد38
شکل ‏4-2: ساختار شيميايي آمينواسيد سِرين47
شکل ‏5-1: واکنش نووناگل انجام گرفته در اين پژوهش با استفاده از کاتاليزگر L-Serine52
شکل ‏5-2: ساختار مولکولي ethyl 3-(4-chlorophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate54
شکل ‏5-3: ساختار مولکولي ethyl 3-(4-chlorophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate54
شکل ‏5-4: طيف HNMR محصول ethyl 3-(4-chlorophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate55
شکل ‏5-5: طيف FT-IR محصول ethyl 3-(4-chlorophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate56
شکل ‏5-6: ساختار مولکولي ethyl 3-(4-bromophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate57
شکل ‏5-7: ساختار مولکولي ethyl 3-(4-bromophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate57
شکل ‏5-8: طيف HNMR محصول ethyl 3-(4-bromophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate58
شکل ‏5-9: طيف HNMR گسترش يافته محصول ethyl 3-(4-bromophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate59
شکل ‏5-10: طيف HNMR گسترش يافته محصول ethyl 3-(4-bromophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate59
شکل ‏5-11:طيف HNMR گسترش يافته محصول ethyl 3-(4-bromophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate60
شکل ‏5-12: طيف FT-IR محصول ethyl 3-(4-bromophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate61
شکل ‏5-13: ساختار مولکولي ethyl 3-(2-methoxy phenyl)-2-cyanoprop-2-enoate62
شکل ‏5-14: ساختار مولکولي ethyl 3-(2-methoxy phenyl)-2-cyanoprop-2-enoate62
شکل ‏5-15: طيف HNMR محصول ethyl 3-(2-methoxy phenyl)-2-cyanoprop-2-enoate63
شکل ‏5-16: طيف HNMR گسترش يافته محصول ethyl 3-(2-methoxy phenyl)-2-cyanoprop-2-enoate64
شکل ‏5-17: طيف HNMR گسترش يافته محصول ethyl 3-(2-methoxy phenyl)-2-cyanoprop-2-enoate64
شکل ‏5-18: طيف HNMR گسترش يافته محصول ethyl 3-(2-methoxy phenyl)-2-cyanoprop-2-enoate65
شکل ‏5-19: طيف FT-IR محصول ethyl 3-(2-methoxy phenyl)-2-cyanoprop-2-enoate66
شکل ‏5-20: ساختار مولکولي ethyl 3-(4-fluorophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate67
شکل ‏5-21: ساختار مولکولي ethyl 3-(4-fluorophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate67
شکل ‏5-22: طيف HNMR محصول ethyl 3-(4-fluorophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate68
شکل ‏5-23: طيف HNMR گسترش يافته محصول ethyl 3-(4-fluorophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate69
شکل ‏5-24: طيف HNMR گسترش يافته محصول ethyl 3-(4-fluorophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate69
شکل ‏5-25: طيف HNMR گسترش يافته محصول ethyl 3-(4-fluorophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate70
شکل ‏5-26: طيف FT-IR محصول ethyl 3-(4-fluorophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate71
شکل ‏5-27: ساختار مولکولي ethyl 3-(4-hydroxyphenyl)-2-cyanoprop-2-enoate72
شکل ‏5-28: ساختار مولکولي ethyl 3-(4-hydroxyphenyl)-2-cyanoprop-2-enoate72
شکل ‏5-29: طيف NMR محصول ethyl 3-(4-hydroxyphenyl)-2-cyanoprop-2-enoate73
شکل ‏5-30: طيف NMR گسترش يافته محصول ethyl 3-(4-hydroxyphenyl)-2-cyanoprop-2-enoate74
شکل ‏5-31: طيف NMR گسترش يافته محصول ethyl 3-(4-hydroxyphenyl)-2-cyanoprop-2-enoate74
شکل ‏5-32: طيف NMR گسترش يافته محصول ethyl 3-(4-hydroxyphenyl)-2-cyanoprop-2-enoate75
شکل ‏5-33: طيف FT-IR محصول ethyl 3-(4-hydroxyphenyl)-2-cyanoprop-2-enoate76
شکل ‏5-34: ساختار مولکولي ethyl 3-(2-bromophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate77
شکل ‏5-35: ساختار مولکولي ethyl 3-(2-bromophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate77
شکل ‏5-36: طيف HNMR محصول ethyl 3-(2-bromophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate78
شکل ‏5-37: طيف HNMR گسترش يافته محصول ethyl 3-(2-bromophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate79
شکل ‏5-38: طيف HNMR گسترش يافته محصول ethyl 3-(2-bromophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate79
شکل ‏5-39: طيف HNMR گسترش يافته محصول ethyl 3-(2-bromophenyl)-2-cyanoprop-2-enoate80
شکل ‏5-40: طيف FT-IR محصول ethyl 3-(4-hydroxyphenyl)-2-cyanoprop-2-enoate81
شکل ‏5-41: ساختار مولکولي (4-fluorobenzylidene)malononitrile82
شکل ‏5-42: ساختار مولکولي (4-fluorobenzylidene)malononitrile82
شکل ‏5-43: طيف HNMR محصول (4-fluorobenzylidene)malononitrile83
شکل ‏5-44: طيف HNMR گسترش يافته محصول (4-fluorobenzylidene)malononitrile84
شکل ‏5-45: طيف FT-IR محصول (4-fluorobenzylidene)malononitrile85
شکل ‏5-46: ساختار مولکولي (4-chlorobenzylidene)malononitrile86
شکل ‏5-47: ساختار مولکولي (4-chlorobenzylidene)malononitrile86
شکل ‏5-48: طيف HNMR محصول (4-chlorobenzylidene)malononitrile87
شکل ‏5-49: طيف HNMR گسترش يافته محصول (4-chlorobenzylidene)malononitrile88
شکل ‏5-50: طيف FT-IR محصول (4-chlorobenzylidene)malononitrile89
شکل ‏5-51: ساختار مولکولي (4-bromobenzylidene)malononitrile90
شکل ‏5-52: ساختار مولکولي (4-bromobenzylidene)malononitrile90
شکل ‏5-53: طيف HNMR محصول (4-bromobenzylidene)malononitrile91
شکل ‏5-54: طيف HNMR گسترش يافته محصول (4-bromobenzylidene)malononitrile92
شکل ‏5-55: طيف FT-IR محصول (4-bromobenzylidene)malononitrile93
شکل ‏5-56: ساختار مولکولي (4-methoxybenzylidene)malononitrile94
شکل ‏5-57: ساختار مولکولي (4-methoxybenzylidene)malononitrile94
شکل ‏5-58: طيف HNMR محصول (4-methoxybenzylidene)malononitrile95
شکل ‏5-59: طيف HNMR گسترش يافته محصول (4-methoxybenzylidene)malononitrile96
شکل ‏5-60: طيف HNMR گسترش يافته محصول (4-methoxybenzylidene)malononitrile96
شکل ‏5-61: طيف FT-IR محصول (4-methoxybenzylidene)malononitrile97
شکل ‏5-62: ساختار مولکولي ethyl 3-(4- N,N-dimethylamino phenyl)-2-cyanoprop-2-enoate98
شکل ‏5-63: ساختار مولکولي ethyl 3-(4- N,N-dimethylamino phenyl)-2-cyanoprop-2-enoate98
شکل ‏5-64: طيف HNMR محصول ethyl 3-(4- N,N-dimethylamino phenyl)-2-cyanoprop-2-enoate99
شکل ‏5-65: طيف HNMR گسترش يافته محصول ethyl 3-(4- N,N-dimethylamino phenyl)-2-cyanoprop-2-enoate100
شکل ‏5-66: طيف HNMR گسترش يافته محصول ethyl 3-(4- N,N-dimethylamino phenyl)-2-cyanoprop-2-enoate 101
شکل ‏5-67: طيف HNMR گسترش يافته محصول ethyl 3-(4- N,N-dimethylamino phenyl)-2-cyanoprop-2-enoate101
شکل ‏5-68: طيف FT-IR محصول ethyl 3-(4- N,N-dimethylamino phenyl)-2-cyanoprop-2-enoate102
شکل 5-69: شکل کلي واکنش انجام شده در اين پژوهش …………………………………………………………..102
فهرست جدولها
جدول ‏4-1: ساختار شيميايي تعدادي آمينواسيد چپگردان39
جدول ‏5-1: نتايج بهينه سازي دما50
جدول ‏5-2: نتايج مربوط به بهينه سازي مقدار کاتاليزگر51
جدول ‏5-3: نتايج مربوط به اثر حلال51
جدول 5-4: نتايج به دست آمده طي مجموعه واکنشهاي انجام گرفته………………………………………..102
شيمي سبز
مقدمه
توسعه به معني برنامه ريزي جهت رسيدن جامعه از وضع فعلي به وضع مطلوب تر است و توسعه پايدار1، بدين مفهوم است که به گونه اي برنامه ريزي گردد، تا نسل هاي آينده در بر آوردن نيازهاي خويش دچار مشکل نشده، سرمايه هاي ملي دچار افت بها نشوند و به محيط زيست نيز آسيبي نرسد.
شيمي سبز در راستاي رسيدن به توسعه پايداردر سطح جوامع بشري مي باشد.
شيمي سبز شيميدان ها را در راستاي گسترش فرآيندها و محصولات بدون آلودگي و خطر هدايت مي نمايد. سنتز يک محصول شيميائي، نيازمند روش ايمن و استراتژي مناسب از نظر هزينه هاي توليد، مصرف و سلامت است.
آلودگي زيست محيطي و سهم واكنش هاي شيميائي و شيميدان ها در اين معضل موجب شده است كه دانشمندان به دنبال طراحي روشهايي باشند كه تا حد امكان فاقد آلودگي باشند. شيمي سبز به طبقه بندي و تعريف اصولي مي پردازد كه در جهت نيل به اين هدف والا باشد.
شيمي سبز اصطلاحي است که براي اولين بار توسط پائول آناستاس، پيشنهاد شد. تعريف مختصر شيمي سبز چنين است: ابتکار، طراحي و کاربرد محصولات و فرآيندهاي شيميايي براي کاهش يا حذف استفاده و توليد مواد خطرناک. [1]
شيمي سبز يک فلسفه شيميايي است که طراحي محصولات و فرآيندهايي که استفاده يا توليد مواد خطرناک را کاهش يا حذف کنند، را تشويق مي کند. و در صدد است تا از آلودگي منابع جلوگيري کند يا آنها را کاهش دهد.
اصول شيمي سبز
آناستاس و وارنر، يکسري اصول را تنظيم کردند که به اصول دوازده گانه شيمي سبز معروف است و هدف شيمي سبز را به وضوح نشان مي دهند.[2] اين اصول عبارتند از:
اصل 1: پيشگيري
اصل 2: صرفه جويي اتمي
اصل 3: کاهش استفاده از مواد شيميايي خطرناک
اصل 4: طراحي براي مواد شيميايي ايمن تر
اصل 5: حلال ها و مواد کمکي ايمن تر
اصل 6: طراحي براي بهره وري انرژي
اصل 7: استفاده از ذخاير تجديد پذير
اصل 8: کاهش مشتقات
اصل9: کاتاليزگرها
اصل 10: طراحي براي تخريب پذيري
اصل 11: آناليز لحظه به لحظه براي پيشگيري از آلودگي
اصل 12: شيمي ايمن تر براي پيش گيري از حادثه
در ادامه به توضيح در مورد هريک از اين اصول مي پردازيم
پيشگيري
واکنش هاي شيميايي بايد به گونه اي طراحي شوند تا حد امکان از توليد مواد زايد جلوگيري شود. رفع آلودگي محيط زيست بسيار سخت تر و پر هزينه تر از پيشگيري آن مي باشد
تبعات ناشي از آلودگي آب اقيانوسها و سوراخ شدن لايه ازون به همه جهانيان خواهد رسيد، به همين دليل دانشمندان هر عرصه اي از علم هميشه پيشتازان حل مسائل مي باشند، و از نظر علمي هميشه پيشگيري راحتر و کم هزينه تر از درمان است.
اگر بتوان براي انجام يک واکنش روش سالم، كم خطر، بي خطر و يا واکنشگر با سميت کمتر استفاده کرد اخلاق علمي حکم مي کند که يک محقق حتما اين کار را انجام دهد.
به عنوان مثال اگر براي انجام واکنش فاکتورهاي خاصي وجود نداشته باشد، استفاده از مواد کم خطر، ارزان، در دسترس هميشه ترجيح دارد. ترتيب زير به عنوان نمونه مشخص ميکند که استفاده از واکنشگرهايي که فلز کمتر در ساختار خود دارند و مواد جانبي غير سمي كمتر توليد مي کنند، بهتر است:
H2O2 > KMnO4> OsO4
صرفه جويي اتمي
روش هاي سنتزي بايد به گونه اي طراحي گردند که اتم هاي موجود در مواد اوليه استفاده شده در واکنش، در محصول نهائي بيشترين مشارکت را داشته باشند. بنابراين اگر در يک مکانيسم سنتزي، راندمان واکنش 100% باشد ولي محصول جانبي نيز در خلال واکنش توليد شود، و تعدادي از اتم هاي واکنشگرها در محصول بکار گرفته نشوند چنين واکنشي مطلوب نخواهد بود بلکه حالتي كه تمام اتم هاي اوليه در محصول نهايي حضور داشته باشند، مطلوب تر خواهد بود.
صرفه جويي اتمي براي هر واکنش از فرمول زير بدست مي آيد:
TOF=(محصولات مولکولي جرم)/(واکنشگرها مولکولي جرم مجموع)×100
نكته:
واکنشهاي پريسيکليک ماکزيمم صرفه جوئي اتمي را دارند زيرا هيچ اتمي به محيط زيست وارد نمي کنند، اين دسته از واکنش ها با صرفه جوئي اتمي 100 درصد انجام مي گردند.
نوآرايي کلايزن و واکنش ديلز – آلدر به عنوان نمونه اي از واکنش هاي با صرفه جوئي اتمي 100 درصد در زير آورده شده است.
کاهش استفاده از مواد شيميايي خطرناک
روش هاي سنتزي بايد طوري طراحي شوند، که مواد استفاده و توليد شده داراي سميت کمتر براي سلامتي انسان و محيط زيست داشته و يا هيچ گونه سميتي نداشته باشند
اين اصل، استفاده از معرف ها، واسطه ها، و توليد محصولات جانبي با سميت کمتر را ترويج مي کند.
استفاده از ذخاير با سميت کمتر، نيازمند توسعه مواد خام تجديدپذير است
طراحي براي مواد شيميايي ايمن تر
محصولات شيميايي بايد طوري طراحي شوند که ضمن عملکرد بهتر و موثرتر، سميت کمتري داشته باشند، بنابراين صنايع شيميايي هنگامي که در مورد توسعه و عرضه يک محصول تصميم گيري مي نمايند، بايد ويژگي هاي زيست محيطي (کاهش سميت، سرطانزائي و …) را در حد استاندارد و همانند ويژگيهاي متداول (فشار بخار، رنگ، پايداري و ..) بررسي کنند، به گونه اي که حمل و نقل آن کم خطر و بي خطر باشد، توزين آن راحت بوده و خاصيت انفجاري نداشته باشد.
حلال ها و مواد کمکي ايمن تر
بايد از مواد کمکي نظير حلال ها تا آنجا که امکان دارد، کمتر استفاده شود و در مواردي که اجتناب ناپذير است از حلالهاي ايمنتر نظير آب، الکل ها، کربن دي اکسيد فوق بحراني يا محلولهاي سورفاکتانت زيست تخريب پذير استفاده شود. اين حلال هاي نسبت به حلالهاي کلر دار ارجحيت دارند. در سنتز مواد آلي روشيابي2 از جايگاه ويژه اي برخوردار است زيرا دانشمندان اين عرصه از پژوهش در شيمي با ابداع و بکارگيري شرايط جديد، کم هزينه و ايمن تر محصولات مورد نياز شناخته شده را مجددا باز توليد ميکنند، تا در صورت امکان به روش هاي قديمي رجوع نشود. بنابراين دانشمندان و پژوهشگران روشياب3هميشه در پي کشف روش هاي جديد ايمنتر، کم هزينه تر و راحت تر مي باشد.
طراحي براي بهره وري انرژي
منشاء و ميزان انرژي مورد نياز فرآيندهاي شيميائي بايد اثرات زيست محيطي و اقتصادي استاندارد و قابل قبولي داشته باشد. تا آنجا که امکان دارد، فرآيندهاي سنتزي در فشار و دماي محيط انجام شوند. به ويژه در صنايع پتروشيمي و توليد مواد شيميايي، وقتي دما براي انجام يک فرآيند شيميايي افزايش مي يابد، به تبع آن هزينه سيستم هاي خنک کننده نيز افزايش مي يابد. ضمن اينکه براي بالا بردن دما و حرارت نياز به منبع انرژي و سوخت بيشتر مي باشد، که آن هم هزينه بر است.
لذا طراحي واکنش هايي با انرژي فعال سازي کمتر ضرورت مي يابد. راهکار رسيدن به اين هدف مهم با ابداع روش هاي جديد محقق مي شود و استفاده از کاتاليزگرها نيز منجر به کاهش انرژي مي شود.
استفاده از ذخاير تجديد پذير
از مواد خامي استفاده شود که – هر زمان که از نظر تکنيکي و اقتصادي عملي باشد – تجديد پذير باشند.
در زمينه انرژي بايد از منابع فسيلي کمتر استفاده گردد و به جاي آن از پيل هاي سوختي، انرژي بادي، خورشيدي و … استفاده گردد. و براي مواد اوليه نيز بايد بيوگازها جايگزين سوختهاي فسيلي و گاز طبيعي گردد.
طبيعي است كه بايد هزينه، زمان، سرعت و دسترسي به منابع جديد انرژي تجديدپذير نيز مد نظر باشد. بنابراين در مبحث انرژي نيز مقرون به صرفه بودن از نظر اقتصادي اهميت دارد.
کاهش مشتقات
در يک فرآيند سنتزي تا حد امکان از مشتق سازي هاي غير ضروري، محافظت زدائي و … بايد اجتناب شود، زيرا اين مراحل نيازمند مواد اضافي، استفاده از حلال و انرژي بيشتر هستند.
واکنش هاي دومينو4و يک ظرفي5از اهميت ويژه اي برخوردارند زيرا بدون جداسازي و خالص سازي هر مرحله از يک واکنش چند مرحله اي، همه مراحل واکنش در يک ظرف انجام مي پذيرد.
کاتاليزگر
استفاده از کاتاليزگر هاي همگن و ناهمگن به عنوان يکي از اصول اساسي شيمي سبز مي باشد.چون کاتاليزگرها مي توانند دسترسي به تعدادي از اهداف شيمي سبز شامل کاهش استفاده از مواد، افزايش صرفه جويي اتمي و کاهش مصرف انرژي را ممکن سازند
کاتاليزگرهاي ناهمگن به عنوان يک بستر عمل کرده و جداسازي آنها از محصول واکنش ساده است. به عنوان مثال در واکنش هاي شيميايي که با اسيد کاتاليزميشود معمولا اسيد سولفوريک کاربردهاي زيادي دارد – در سالهاي اخير رزين اسيدي سليکاسولفوريک اسيد ، سيليكا كلريد همچون نافيون-H و رزين داوکس به عنوان کاتاليزگر ناهمگن مورد توجه و بطور گسترده اي مورد استفاده قرار گرفته اند و در موارد زيادي قابل بازيابي بوده و در چندين مرحله استفاده شده اند. اخيرا از نمک هاي هيدروژن سولفاتها M(HSO4)nنيز به عنوان کاتاليزگرهاي ناهمگن استفاده فراواني شده است
در مطالعات مربوط به کاتاليزگرها و آنزيمها دو کميت مهم با نامهاي عدد تبديل6و فركانس تبديل7مطرح ميشود، که در بعضي منابع به صورت Kcat. نيز نمايش داده شدهاند.
در شيمي سبز سه پارامتر مهم جهت ارزش گذاري بر روي کاتاليزگرها از نظر تجاري و سبز بودن وجود دارد كه عبارتند از:
گزينش پذيري
TOF
TON
از روي TON و TOF كاتاليزورها مي توان به ميزان كارائي آن ها پي برد
مفهوم اين دو در سه سيستم مختلف کاتاليزي يعني سيستم همگن يا همگن سيستم ناهمگن يا ناهمگن و سيستم بيوکاتاليستي ياکاتاليزي زيستي تا حدودي متفاوت مي باشد
در سيستم هاي کاتاليزي همگن، TON عبارت است از تعداد مول ها يا مولکول هاي A که به ازاي يک مول يا مولکول کاتاليزگر به مول ها يا مولکول هاي B تبديل مي شود، که با در نظر گرفتن تعداد دوره ها و چرخه هايي که يک کاتاليزگر مي تواند قبل از غيرفعال شدن مورد استفاده قرار گيرد مطرح مي شود.
در حالي كه TOF به تعداد مول ها يا مولکول هاي A که يک مول يا مولکول کاتاليزگر مي تواند در يک ثانيه، دقيقه يا ساعت به مولها يا مولکولهاي B تبديل کند اطلاق مي شود.
بنابراين:
در سيستم کاتاليزي ناهمگن، TON, TOF به ازاي هر موضع فعال يا هر گرم کاتاليزگر بيان مي شود و به اين خاطر است که به طور دقيق معلوم نيست چه تعداد مولکول کاتاليزگر بر روي سطح وجود دارد.
در سيستم کاتاليزي ناهمگن، TON, TOF به ازاي هر موضع فعال يا هر گرم کاتاليزگر بيان مي شود و به اين خاطر است که به طور دقيق معلوم نيست چه تعداد مولکول کاتاليزگر بر روي سطح وجود دارد.
هر چه مقدار کاتاليزگر کمتر و بازده بيشتر باشد مقدار عددي TON وTOFبيشتر خواهد بود و هر چه اين مقدار بيشتر باشد به اين معناست که کاتاليزگر مورد نظر داراي کارايي بيشتري است.
طراحي براي تخريب پذيري
محصولات شيميايي بايد طوري طراحي شوند که در پايان عمل، به مواد بي ضرر و ناپايدار در محيط زيست تبديل شوند.
به عنوان مثال شوينده هاي تخريب پذير امروزه مورد توجه بوده و ظروف يکبار مصرف سلولزي جايگزين مناسب پلي استايرن شده است. مطمئنا در آينده يکي از نشانه هاي استاندارد سازي محصولات شيميائي تعيين زمان و بازه زماني براي تخريب محصول توليد شده خواهد بود.
به همين دليل شيمي تركيبات طبيعي بسيار مورد توجه است و بخش اعظمي از علم نوظهور بيوتكنولوژي به توليد مواد طبيعي مواد اوليه مورد نياز صنايع مختلف مي پردازد.
آناليز لحظه به لحظه براي پيشگيري از آلودگي
مواد زايد، هميشه در اثر سنتزهاي شيميايي توليد نمي شوند؛ بلکه گاهي اوقات به علت عدم آگاهي و کنترل ضعيف توليد مي شوند. کنترل لحظه به لحظه فرآيند، دما، فشار، سرعت خوراک، ترکيب خوراک کارخانه، و ترکيب محصول براي مهندسي شيمي سبز، لازم و اساسي است. به همين دليل فرهنگ سازي لازم جهت استاندارد سازي و استاندارد پذيري در همه علوم اعم از طبيعي و انساني مدنظر جوامع مختلف است. طبيعتا توليد مواد و محصولات شيميايي در صنايع شيميايي، دارويي و … بايد از حساسيت بيشتري برخوردار باشد.
شيمي ايمنتر براي پيشگيري از حادثه
مواد استفاده شده در فرآيندهاي شيميايي بايد به گونهاي انتخاب شوند، که احتمال حوادث شيميايي شامل انتشار، انفجار و آتش سوزي را کاهش دهندتا جايي که ممکن است گازهاي خطرناک با مايعات قابل کنترل و يا جامدات با قابليت حمل و نقل آسان جايگزين مي گردند.نمونه ديگر سنتز داروهايي است که ضمن دارا بودن آثار جانبي کمتر، ساخت آن آسان باشد تا بتوان آن را با قيمت کمتر به بازار عرضه کرد.
کوششها و دستاوردهاي شيمي سبز
سوختهاي جايگزين:
به کارگيري سوختهاي فسيلي در خودروها با رها شدن انبوهي از گازهاي گلخانهاي به جو همراه شده به طوري که دگرگونيهاي آب و هوايي را در پي داشته است. از سوختن نادرست آنها نيز، مواد سمي به هوا آزاد شده که سلامتي آدمي رابه چالش کشيده است. حتي اگر بتوان بر اين دو چالش بزرگ پيروز شد، کاهش روز افزون اندوخته هاي فسيلي وجود دارد که از آن گريزي نيست. اين تنگناها همراه با افزايش روز افزون بهاي اين گونه سوخت ها، که به نظر مي رسد هم اکنون ادامه يابد،پژوهشگران و مهندسان بسياري را به فکر طراحي خودروهايي با سوخت هيدروژن انداخته است. چرا که منشا اين سوخت، آب است که فراوان ترين ماده در طبيعت است و فرآوردهي سوختن اين سوخت در خودرو نيز خود آب است. با اين همه، سوخت هيدروژن با چالش بزرگي رو به رو است. فراهم آوردن هيدروژن از آب با فرآيند الکتروليز انجام مي شود که براي پيشبرد آن بهاي الکتريسيته نياز است و اکنون نيز بيشتر الکتريسيته از سوختن اندوختههاي فسيلي به دست ميآيد. شايد روزي با به کاربردن برخي کاتاليزگرها بتوان از انرژي خورشيدي به جاي سوخت هاي فسيلي در پيش بردن روند الکتروليز بهره گرفت، اما هنوزراهکار کارآمدي براي توليد ارزان هيدروژن پيشنهاد نشده است و به نظر نمي رسد در آيندهاي نزديك بتوان به چنين تواني دست پيدا کرد. با اين همه، برخي دانشمندان اميدوارند بتوانند منشا زيستي براي هيدروژن به وجود آورند [3].
گروهي از پژوهشگران در سال 2000 ميلادي گزارش کردند که توانسته اند از جلبك هاي سبز براي آزاد کردن هيدروژن از مولکول هاي آب، به همان اندازه که از الکتروليز به دست مي آيد، بهره گيرند. اما نور خورشيد براي اين رويکردگرفتاري درست مي کند، چرا که جلبك طي فرآيند فتوسنتز اکسيژن نيز توليد مي کند. اين اکسيژن از کار آنزيم توليدکنندهي هيدروژن جلوگيري مي کند و در نتيجه هيدروژن اندکي به دست مي آيد دانشمندان مي کوشند با تغييرهايي که در اين فرايندطبيعي مي دهند، بازده ي توليد هيدروژن را بالا ببرند. شايد يك روز آبگير کوچکي که از جلبك پوشيده شده است، منشاء هيدروژن خودروهاي ما باشد . در رويکرد ديگر که مورد توجه است، از روغن هاي گياهي به عنوان منشاء براي تهيهي سوخت جايگزين بهره ميگيرند. براي تهيهي اين نوع سوخت، که با عنوان بيوديزل شناخته مي شود، پس ماندهي روغن آشپزي را نيزمي توان به کار گرفت. هر چند از سوختن اين نوع سوخت نيز مانند ديگر سوخت هاي فسيلي گاز گلخانه اي آزاد مي شود، اما به اندازهاي توليد مي شود که گياهان طي فرآيند فتوسنتز آن را براي توليد قند به کار مي گيرند. از سوي ديگر، روغنهاي گياهي نوشيدني هستند و از سوختن آن ها گوگرد و آلاينده هاي آسيب رسان ديگري آزاد نمي شود. از سودمندي هاي ديگر اين نوع سوخت اين است که گليسرين، ماده اي که در صابون، خميردندان، مواد آرايشي و جاهاي ديگر به کار مي رود، از فرآوردههاي جانبي روند توليد آن است. هم چنين،چون طي روند توليد اين سوخت، به آن اکسيژن افزوده مي شود، بهتر از سوخت نفتي در موتور مي سوزد. به روغن کاري موتور نيز کمك مي کند و بر درازاي عمر آن مي افزايد .
پلاستيك هاي سبز و تجزيه پذير
زندگي در جهاني بدون پلاستيك بسيار دشوار است. پلاستيك ها در توليد هر گونه فراوردهي صنعتي، ازصنعت خودروسازي گرفته تا دنياي پزشکي، به کارگرفته شده اند . تنها در ايالات متحده ي امريکا سالانه نزديك50 ميليون تن پلاستيك توليد مي شود. اما اين مواد به عنوان زباله هاي پايدار به تجزيه ميکروبي،چالش هاي زيست محيطي پيچيدهاي به بار آورده اند. پلاستيك ها علاوه بر اين که محلهاي دفن زباله را پر کرده اند، سالانه در حجمي برابر با چند هزار تن به محيط هاي دريايي وارد مي شوند. برآورد شده است که هر سال يك ميليون جانور دريايي به دليل خفگي حاصل از خوردن پلاستيك ها به عنوان غذا يا به دام افتادن در زبالههاي پلاستيکي از بين مي روند. در سالهاي اخير، کوشش هاي قانوني براي جلوگيري از دورريزي پلاستيك هاي تجزيه ناشدني، افزايش يافته است. اين کوشش ها صنعتگران پلاستيك را واداشته است تادر پي پلاستيك هايي باشند که پيامدهاي زيست محيطي کم تري دارند. پلاستيك هاي نشاسته اي تجزيه پذير و پلاستيك هاي ميکروبي از دستاورد کوشش هاي چندساله پژوهشگران اين زمينهي در حال پيشرفت و گسترش است. در پلاستيك هاي نشاسته اي، قطعههاي کوتاهي از پلي اتيلن با مولکولهاي نشاسته به هم مي پيوندند. هنگامي که اين پلاستيك ها در جاهاي به خاک سپاري زبالهها، دور ريخته مي شود، باکتري هاي خاک به مولکولهاي نشاسته يورش مي برند و قطعه هاي پلي اتيلن را براي تجزيهي ميکروبي رها ميسازند. اين گونه پلاستيك ها اکنون در بازار وجود دارند و به ويژه براي پلاستيكهاي جابهجايي و نگهداري مواد غذايي و ديگر وسايل يکبار مصرف بسيار سودمند هستند. با اين همه، کمبود اکسيژن در محل دفن زباله ها و اثرقطعه هاي پلي اتيلن بر عملکرد باکتري ها، بهرهگيري استفاده از اين پلاستيك ها را محدود ساخته است .
در سال 1925 ميلادي گروهي از دانشمندان کشف کردند که گونه هاي زيادي از باکتري ها، بسپار پلي دي هيدروکسي بوتيرات (PHB) مي سازند و از آن به عنوان اندوختهي غذايي خود بهره مي گيرند. در دهه ي 1970 ، پژوهشهاي انجام شده نشان داد که PHB بسياري از ويژگي هاي پلاستيك هاي نفتي مانند پلي اتيلن را دارد. از اين رو، کم کم گفت وشنود پيرامون بهره گيري از اين بسپار به عنوان جايگزيني مناسب براي پلاستيك هاي تجزيه ناپذير کنوني آغاز شد. سپس درسال 1992 ، گروهي از پژوهشگران ژن هاي درگير در ساختن اين بسپار را به گياه رشادي8 واردکردند و به اين ترتيب گياهي پديد آوردند که پلاستيك توليد مي کند . يک سال بعد، توليد اين پلاستيك سبز در گياه ذرت آغاز شد و براي اين که توليد پلاستيك با توليد مواد غذايي رقابت نکند، پژوهشگران بخش هايي از گياه ذرت(برگها وساقهها) را، که به طور معمول برداشت نمي شوند، هدف قرار دادند. پرورش پلاستيك در اين بخش ها به کشاورزان امکان مي دهد که پس از برداشت دانه هاي ذرت، زمين را براي برداشت ساقه ها و برگ هاي داراي پلاستيك درو کنند. پژوهشگران دربارهي افزايش مقدار پلاستيك در گياهان، پيشرفت هاي چشم گيري داشته اند. با اين همه، هنوز دشواريهايي براي رسيدن به نتيجهي مناسب وجود دارد .کلروپلاست هاي برگ بهترين مکان براي توليد پلاستيك به شمار مي آيند، اما چون کلروپلاست ها محل جذب نورهستند، مقدار زياد پلاستيك مي تواند فتوسنتز را مهار کند و بازدهي محصول را کاهش دهد. خارج کردن پلاستيك از گياهان نيزدشوار است. اين کار به مقدار زيادي حلال نياز دارد که بايد پس از بهره گيري، بازيافت شود. براساس تازه ترين تخمين ها، توليديك کيلوگرمPHB در گياه ذرت در مقايسه با پلي اتيلن به سه برابر انرژي بيشتري نياز دارد. کشت انبوه ميکروب هاي پلاستيك ساز نيز به همين ميزان انرژي نياز دارد.
بازطراحي واکنشهاي شيميايي
در روند بازطراحي واکنش هاي شيميايي از واکنشگرهاي آغازکننده اي بهره گرفته مي شود که سالمتر هستند.از اين رو ممکن است روندهاي زيست شيميايي نيز سودمند باشند. براي مثال، آديپيك اسيد،يك ماده ي خام کليدي در توليد نايلون و فرآورده هاي مانند آن است که سالانه بيش از 2 ميليون تن از آن در صنعت به کار گرفته مي شود. اين ماده از بنزن ساخته مي شود که سرطان زا است و از اندوخته هاي فسيلي نونشدني به دست مي آيد. اما به تازگي دو شيميدان توانسته اند اين ماده را از يکي از فراوان ترين، سالم ترين و نوشدني ترين مواد طبيعي،يعني گلوکز، بسازند. آن ها در اين راه از باکتري هايي کمك گرفتند که با مهندسي ژنتيك آنزيم ويژه اي در آن ها کار گذاشته شده بود و به ناچار طي يك روند زيست شيميايي ناخواسته، بنزن را از گلوکز مي سازند. توجه به اقتصاد اتم نيز کمك زيادي مي کند. براي مثال، پژوهشگران توانستهاند اقتصاداتمي را در روند توليد ايبوبروفن، ترکيبي که در بسياري از آرامش بخش ها به کار مي رود، از 40درصد به 77 درصد برسانند واين يعني، اتم هاي بيش تري که شرکت داروسازي براي آن ها هزينه پرداخته است، به صورت مولکول پر فروشي در مي آيند وفراورده هاي بيهوده، که مي توانند به محيط زيست آسيب برسانند، کم تر توليد مي شوند.
چندسازههاي زيستي
اگرچه موادشناسان تنها در چند دههي گذشته به سوي چندسازه ها گرايش پيدا کرده اند، طبيعت در خودچندسازههاي بسيار سخت، پيچيده و گوناگوني دارد که از ديدگاه سختي و وزن، مانندي براي آن ها نمي توان يافت. به هر جاي طبيعت که بنگريد، با يك چندسازه رو به رو خواهيد شد. براي نمونه، صدفهاي دريايي از چندسازهي سراميکي سختي ساخته شده اند. اين سراميك از لايه هايي از بلورهاي سخت تشکيل شده که در زمينهي سيماني نرمتري جاي دارند. اين سراميك سخت و پايدار،جاندار درون خود را از آشوب موج نگهداري مي کند که پيوسته آن را بر سطح صخره ها مي کوبد. بدن ما يك چندسازه است که ازچندسازههايي مانند استخوان، غضروف و پوست درست شده است. بشر از ساليان دور از چندسازههاي طبيعي بهره گرفته است. کاه که براي ساختن نخستين چندسازهها به کار مي رفت، خودنوعي چندسازه است. ابزارهاي چوبي، کفش و لباسي که از پوست جانوران تهيه مي شود، همه چندسازه هاي طبيعي اند. به خاطر اين گوناگوني و ويژگي هاي بي نظير، موادشناسان تلاش مي کنند از اين مواد براي سختي بخشيدن به چندسازه هاي ساختگي(مصنوعي) بهره گيرند تا از پيامدهاي زيست محيطي ناگوار ناشي از مواد ساختگي بکاهند. انويرون9 نمونه اي از اين چندسازه هاست که از 40 درصد کاغذ روزنامه،40 درصد گرد سويا و20 درصد ترکيب هاي ديگر(از جمله رنگ دهنده ها و کاتاليزي که در حضور آب کارا مي شود و گرد سويا را به رزين دگرگونه مي کند) ساخته مي شود. فراورده ي کار،يك چندسازه ي زيستي است که ظاهري سنگ مانند دارد، اما مانند چوب مي توان آن را بريد. از اين چندسازه مي توان هرنوع ابزار چوبي را با ظاهري سنگ مانند ساخت.[4]

واکنش نووناگل
مقدمه
شکل ‏2-1: واکنش تراکمي نووناگل
واکنش نووناگل شامل واکنشهاي آلدهيدها و کتونها با يک تر کيب داراي متيلن فعال در حضور مقدار کاتاليزگر از يک باز ضعيف مانند آمين است
در سال 1894 نووناگل براي اولين بار اين واکنش را بر اساس واکنش بين فر مالدهيد و دي اتيل مالونات در حضور کاتاليز گر دي اتيل آمين گزارش کرد محصول اين واکنش ترکيب (1) بود.
که حاصل افزايش دو مول دياتيلمالونات به فرمالدهيد بود[5]
شکل ‏2-2: تشکيل محصول دوتايي در واکنش نووناگل
واکنش نووناگل به طور معمول در حضور بازهاي ضعيف مانند اتيلن دي آمين و پي پيريدين وآمينهاي ??نوع اول و دوم و يا نمکهاي آمونيومي آنها و يا پتاسيم فلوريد و آمينو اسيدهايي نظير گليسين آلانين وپرولين در شرايط همگن انجام مي شود.[6،7،8،9]
همچنين اين واکنش به نوع حلال بسيار وابسته است و در حلال هايي مانند اتانول و دي متيل فرماميد وغيره انجام مي شود.
ترکيبهاي داراي متيلن فعال که در اين واکنش مورد استفاده قرار مي گيرند عبارتند از:3-1 دي کربونيلهاي غيرحلقوي شامل:استواستاتها،مالوناتها، مالونيتريل، آلکيل سيانو استاتها،اما ترکيبهاي حلقوي مانند ملدروم اسيد و يا 4-هيدروکسي کومارينها نيز غالباً به کار برده ميشود.
شکل ‏2-3: ترکيبهاي متيلن فعال مورد استفاده در واکنش نووناگل
بررسيها نشان داده است که با ترکيبهاي داراي متيلن فعال، جداسازي محصولات نووناگل مشکل است زيرا امکان انجام واکنش مايکل سريع نيز وجود دارد که منجر به محصول افزايش دو تايي ميشود. در واکنش نووناگل براي آلدهيدها محدوديتي وجود ندارد وبهترين نتايج با آلدهيدهاي آروماتيک حاصل ميشود، در حالي که کتونها در اين واکنش فعاليت کمتري دارند. همچنين اين واکنش يکي از مهمترين روشها براي تهيهي آلکنهاي سه استخلافي است که داراي گروه الکترون کشنده مانندCOOR, COR, CN, NO2ميباشند که اين آلکنها به طور گسترده به عنوان حد واسط در سنتز ترکيبهاي آلي بکار ميرود براي نمونه ميتوان به سنتز مشتقات کومارين اشاره نمود که حد واسطهاي مهمي در سنتز مواد آرايشي و ترکيبهاي فعال زيست شناختي هستند[10،11،12].
شکل ‏2-4: واکنش آلدهيدها و کتونها با مشتقات استونيتريل براي تهيهي آلکنها
شرايط انجام واکنش
تراکم نووناگل، واکنش داراي گروه کربونيل با يک ترکيب داراي متيلن فعال است و در حضور کاتاليزگر يا همتراز از بازهاي متفاوت صورت ميگيرد و علاوه بر نوع باز، محيط انجام واکنش شامل نوع حلال(DMF، اتانول و غيره) ويا شرايط بدون حلال(استفاده از بستر جامد يا شرايط خشک) و همچنين دماي واکنش از پارامترهاي مهم تعيين کننده در اين واکنش محسوب مي شوند.
کاربردهاي واکنش نووناگل
واکنش نووناگل يک روش سنتزي با کاربرد گسترده است. محصولات واکنش نووناگل، آلکنهايي با سه گروه الکترون کشنده هستند که به عنوان پذيرندههاي مايکل محسوب مي شوند و به اين خاطر در واکنشهاي پيدرپي افزايش مايکل و به دنبال آن حلقهزايي مورد استفاده قرار ميگيرند در ضمن محصولات واکنش تراکمي نووناگل، حدواسطهاي مناسبي در تهيه ترکيبهاي ناجور حلقه و ترکيبهاي داراي فعاليت زيستشناختي ميباشند.[13]
سنتز ترکيبهاي ناجور حلقه
واکنش نووناگل به طور گستردهاي در سنتز ترکيبهاي ناجور حلقه، اکسيژندار و نيتروژندار به کار ميرود. به عنوان مثال در سنتز کنور، ترکم 1،3 دي کربونيل با يک اکسيم ايمينو يا آزيدايمينو1،3 دي کربونيل وسپس يک فرايند حلقه زايي همراه با کاهش جهت سنتز اسکلت پيرول انجام ميشود.
هيدروژن دار کردن کاتاليزي بنزيل استو استات و دي استيل اکسيم ايمينو استون دي کربوکسيلات، پيرول را ايجاد مي کند که پس از يک واکنش نووناگل ديگر به ترکيب پيرول تبديل ميشود.[14]
شکل ‏2-5: سنتز اسکلت پيرول از طريق اتيل استواستات و دياستيل اُکسيم ايمينواستون ديکربوکسيلات
همچنين واکنش تراکمي نووناگل در سنتز ترکيبهاي ناجور حلقه نظير 1،4 دي هيدروپيريدين که داراي خاصيت کاهش دهنده فشارخون و يا در سنتز کومارينها که داراي خواص زيست شناختي متنوعي هستند به کار بره ميشود
شکل ‏2-6: سنتز کومارينها از طريق واکنش نووناگل
شکل ‏2-7: استفاده از واکنش نووناگل در سنتزهاي با ديآستروگزيني بالا
واکنش نووناگل در سنتزهاي با دياستروگزيني بالاي پيشمادههاي متقارن و نامتقارن نيز استفاده ميشود. اين واکنش با کارايي بالا انجامپذير است. برتري ديگر اين واکنش استفاده نکردن از مواد سمي است وتا حدود زيادي سعي شده تا اين واکنش از فرايندهاي طبيعي تقليد کند. عامل ديگر و جالب در اين واکنش استفاده چرخهاي از کاتاليزگر واکنش است[15].
در سنتز بسپارهاي نوري غيرخطي در همبسپارش بيس آران کربوکسالدهيد و بيس سيانو استات از واکنش نووناگل استفاده ميشود. از برتريهاي اين روش به دست آوردن بسپار با وزن مولکولي مناسب (Mm?60000) است. از برتريهاي ديگر اين واکنش قابليت انحلال مناسب اين بسپار در حلالهاي آلي است [16]. (شکل ‏2-8).
شکل ‏2-8: سنتز بسپارهاي نوري


پاسخ دهید