دانلود پایان نامه ارشد : سنتز سه جزیی اسپیرو 1,3-اکسازینها با استفاده از ایمینهای مزدوج، استر استیلنی

و تئوری

1-1- ایمین ……………………………………………………………………………………………..2

1-1-1- انواع ایمینها …………………………….2

1-1-1-1-الدیمین………………………………………………………………………………………3

1-1-1-2-کتیمین…………………………………………………………………………………3

1-1-1-3-آنیل…………………………………………………………………3

1-1-1-4-شیف باز…………………………………………………………………………………4

1-1-2-خصوصیات فیزیکی ایمینها ………………………………………..4

1-1-3-روشهای تهیه ایمینها ……………………………………………………..4

1-1 -3-1-سنتز ایمینها با استفاده از الدهیدها یا کتونها با آمینها ……………………………5

1-1-3-2-سنتز ایمینها با استفاده از ترکیبات آلیفلزی ……………………………….7

1-1-3-2-1-واکنش نیتریلها با معرف گرینیارد ………………………………………….7

1-1-3-2-2-واکنش C-کلرو-N-بنزیلیدن آنیلینها با معرف گرینیارد ………………………………………8

1-1-3-2-3-واکنش اکسیم ها با معرف گرینیارد …………………………………………..8

1-1-3-3-سنتز ایمین ها از طریق هیدروژنزدایی از آمین ها …………………………………………9

1-1-3-4-سنتز ایمینها با استفاده از واکنش بین فنولها یا فنولاترها و نیتریلها …………………………9

1-1-3-5-سنتز ایمینها با استفاده از واکنشهای کاهشی ………………………………………10

1-1-3-5-1-سنتز ایمینها از کاهش اکسیمها ………………………………………………..10

1-1-3-5-2-سنتز ایمینها از کاهش نیتریلها ………………………………………………..10

1-1-3-6-سنتز ایمین از طریق واکنش آمیدهای فلزی با کتونهای آروماتیک …………………………………..11

1-1-3-7-سنتز ایمینها با استفاده از واکنش کتالها و آمینهای نوع اول ……………………………11

1-1-3-8-سنتز C- سیانو ایمینها با استفاده از نیترونها ………………………………………………..11

1-1-3-9-سنتز ایمینها با استفاده از ایزوسیانات و الدهید ……………………………………………………12

1-1-3-10-سنتز ایمینها با استفاده از ایلیدهای فسفر و نیتروسو بنزن ………………………….12

1-1-4-واکنشهای ایمینها ……………………………………………………………13

1-1-4-1 واکنش های افزایشی ایمین ها …………………………………………………13

1-1-4-1-1 افزایش هسته دوستی آب به ایمینها ………………………………………………..13

1-1-4-1-2- افزایش هیدروژن به ایمینها ………………………………………………13

1-1-4-1-3- افزایش هسته دوستی آمینهای نوع اول به ایمینها …………………..15

1-1-4-1-4- افزایش هسته دوستی ترکیبات دارای هیدروژن فعال …………………………15

1-1-4-1-5- واکنش افزایش الکترون دوستی هالوژنها به ایمینها ……………………………15

1-1-4-1-6- واکنش افزایش گروههای آلکیل به ایمینها …………………………………….16

1-1-4-2- واکنش های تشکیل حلقه ……………………….17

1-1-4-2-1- واکنش تشکیل حلقه تیازولیدون ……………………….17

1-1-4-2-2- واکنش تشکیل حلقه بتا لاکتام ……………………………………17

1-1-4-2-3- واکنش تشکیل حلقه دیآزیریدین ………………………………….18

1-1-4-2-4- واکنش تشکیل حلقه آزیریدین ……………………………………18

1-1-4-2-5- واکنشهای حلقهسازی به صورت درون مولکولی ………………………..18

1-1-4-2-6- تشکیل حلقه با واکنش دیلز-آلدر ……………………………………………19

1-1-4-3- واکنش سه جزئی ایمینها با استرهای استیلنی و الدهیدها ……………………………..20

1-2- تعیین خواص ضد باکتریایی ………………………………………………….21

1-2-1- باکتریهای گرم مثبت و گرم منفی ………………………………………………….22

1-2-1-1- باکتری استافیلوکوکوس اورئوس ……………………………………………………..22

1-2-1-2- باکتری باسیلوس سوبتیلیس ……………………………………………23

1-2-1-3- باکتری اشرشیاکلای ………………………………………………………………….23

1-2-1-4- باکتری سودوموناس آئروژینوزا …………………………………………..23

1-3- هدف از تحقیق …………………………………………….24

فصل دوم : بخش تجربی

2-1- بخش تجربی ……………………………………..26

2-1-1- مواد و حلال های مورد استفاده ……………………………………….26

2-1-2-دستگاه ها و لوازم مورد استفاده ………………………………………..27

2-1-3- روش خشک کردن حلال دی کلرو متان ………………………………………………28

2-2- سنتز مشتقات N-سینامیلیدن آنیلین (a-i1) ………………………………………………….28

2-2-1- روش کار سنتز مشتقات N-سینامیلیدن آنیلین (a-i1) ……………………………….28

2-2-2- خواص فیزیکی N-سینامیلیدن آنیلین (a1) ………………………………………………29

2-2-3- خواص فیزیکی N– سینامیلیدن – 4 – برمو آنیلین (b1) ………………………..29

2-2-4- خواص فیزیکی N– سینامیلیدن – 4 – کلرو آنیلین (c1) ………………………………………..30

2-2-5- خواص فیزیکی N– سینامیلیدن – 4 – متیل آنیلین (d1) …………………………………….30

2-2-6- خواص فیزیکی N– سینامیلیدن – 3 – کلرو آنیلین (e1) ……………………………31

2-2-7- خواص فیزیکی N– سینامیلیدن – 3 – متیل آنیلین (f1) ……………………………………….31

2-2-8- خواص فیزیکی N– سینامیلیدن – …………..32

2-2-9- خواص فیزیکی N– سینامیلیدن – 2 – متیل آنیلین (h1) ……………………………………..32

2-2-10- خواص فیزیکی N– سینامیلیدن – 2 – متوکسی آنیلین (i1) ……………………………………….33

2-3- واکنش سه جزیی مشتقات N– سینامیلیدن آنیلین با دی متیل استیلن دی کربوکسیلات و N’,N-دی فنیل پارابانیک اسید ..33

2-3-1- روش کار عمومی واکنش سه جزیی مشتقات N-سینامیلیدن آنیلین با دی متیل استیلن دی کربوکسیلات و N’,N-دی فنیل پارابانیک اسید .35

2-3-2- خواص فیزیکی و مشخصات طیفی دیمتیل-2،4-دیاکسو-1،3،8-تری فنیل-7-](E)-2-فنیلوینیل[-6-اکسا-1،3،8-تریآزا-اسپیرو[4.5]دک-9-ان-9،10-دیکربوکسیلات I](a4) و II(a4)[.35

2-3-3- خواص فیزیکی و مشخصات طیفی دیمتیل-8-(4-برموفنیل)-2،4-دیاکسو-1،3-دیفنیل-7-](E)-2-فنیلوینیل[-6-اکسا-1،3،8-تریآزا-اسپیرو[4.5]دک-9-ان-9،10-دیکربوکسیلات I](b4) و II(b4)[ ……………………………………37

2-3-4- خواص فیزیکی و مشخصات طیفی دیمتیل-8-(4-کلروفنیل)-2،4-دیاکسو-1،3-دیفنیل-7-](E)-2-فنیلوینیل[-6-اکسا-1،3،8-تریآزا-اسپیرو[4.5]دک-9-ان-9،10-دیکربوکسیلات I](c4) و II(c4)[ …………………………………….39

2-3-5- خواص فیزیکی و مشخصات طیفی دیمتیل-8-(4-متیلفنیل)-2،4-دیاکسو-1،3-دیفنیل-7-](E)-2-فنیلوینیل[-6-اکسا-1،3،8-تریآزا-اسپیرو[4.5]دک-9-ان-9،10-دیکربوکسیلات I](d4) و II(d4)[ ……………………………………41

2-3-6- خواص فیزیکی و مشخصات طیفی دیمتیل-8-(3-کلروفنیل)-2،4-دیاکسو-1،3-دیفنیل-7-](E)-2-فنیلوینیل[-6-اکسا-1،3،8-تریآزا-اسپیرو[4.5]دک-9-ان-9،10-دیکربوکسیلات I](e4) و II(e4)[ …………………………………….43

2-3-7- خواص فیزیکی و مشخصات طیفی دیمتیل-8-(3-متیلفنیل)-2،4-دیاکسو-1،3-دیفنیل-7-](E)-2-فنیلوینیل[-6-اکسا-1،3،8-تریآزا-اسپیرو[4.5]دک-9-ان-9،10-دیکربوکسیلات I](f4) و II(f4)[ ……………………………………..45

2-3-8- خواص فیزیکی و مشخصات طیفی دیمتیل-8-(2-برموفنیل)-2،4-دیاکسو-1،3-دیفنیل-7-](E)-2-فنیلوینیل[-6-اکسا-1،3،8-تریآزا-اسپیرو[4.5]دک-9-ان-9،10-دیکربوکسیلات I](g4) و II(g4)[ ……………………………………47

2-3-9- خواص فیزیکی و مشخصات طیفی دیمتیل-8-(2-متیلفنیل)-2،4-دیاکسو-1،3-دیفنیل-7-](E)-2-فنیلوینیل[-6-اکسا-1،3،8-تریآزا-اسپیرو[4.5]دک-9-ان-9،10-دیکربوکسیلات I](h4) و II(h4)[ ……………………………………49

2-3-10- خواص فیزیکی و مشخصات طیفی دیمتیل-8-(2-متوکسیفنیل)-2،4-دیاکسو-1،3-دیفنیل-7-](E)-2-فنیلوینیل[-6-اکسا-1،3،8-تریآزا-اسپیرو[4.5]دک-9-ان-9،10-دیکربوکسیلات I](i4) و II(i4)[ ………………………………………51

2-4- بررسی خواص ضد باکتریایی ……..53

2-4-1- باکتریهای مورد استفاده …….53

2-4-2- روش کار …………………..53

فصل سوم: بخش بحث و نتیجه گیری

3-1- بررسی واکنش دو جزیی مشتقات آنیلین و سینامالدهید ………..56

3-2- بررسی واکنشهای چندجزیی مشتقات N-سینامیلیدن آنیلینها و دیاستر استیلنی در مجاورت N’,N – دی فنیل پارابانیک اسید …………57

3-2-1- بررسی واکنش سه جزیی مشتقات N-سینامیلیدن آنیلین، دیمتیل استیلن دیکربوکسیلات و N’,N-دیفنیل پارابانیک اسید ..57

3-2-2-مکانیسم پیشنهادی واکنش سه جزیی مشتقات N-سینامیلیدن آنیلینها، دیمتیل استیلن دیکربوکسیلات و N’,N-دیفنیل پارابانیک اسید ….58

3-3- بحث و بررسی طیف ترکیبات سنتز شده …….60

3-3-1- بررسی طیف دیمتیل-2،4-دیاکسو-1،3،8-تری فنیل-7-](E)-2-فنیلوینیل[-6-اکسا-1،3،8-تریآزا-اسپیرو[4.5]دک-9-ان-9،10-دیکربوکسیلات I](a4) و II(a4)[ 60

3-3-2- بررسی طیف دیمتیل-8-(4-برموفنیل)-2،4-دیاکسو-1،3-دیفنیل-7-](E)-2-فنیلوینیل[-6-اکسا-1،3،8-تریآزا-اسپیرو[4.5]دک-9-ان-9،10-دیکربوکسیلات I](b4) و II(b4)[ ………………………………………………………………………………….66

3-3-3- بررسی طیف دیمتیل-8-(4-کلروفنیل)-2،4-دیاکسو-1،3-دیفنیل-7-](E)-2-فنیلوینیل[-6-اکسا-1،3،8-تریآزا-اسپیرو[4.5]دک-9-ان-9،10-دیکربوکسیلات I](c4) و II(c4)[ ……………………………………………………………………………72

3-3-4- بررسی طیف دیمتیل-8-(3-متیلفنیل)-2،4-دیاکسو-1،3-دیفنیل-7-](E)-2-فنیلوینیل[-6-اکسا-1،3،8-تریآزا-اسپیرو[4.5]دک-9-ان-9،10-دیکربوکسیلات I](f4) و II(f4)[ …………………………………………………………………………….79

3-3-5- بررسی طیف دیمتیل-8-(2-متوکسیفنیل)-2،4-دیاکسو-1،3-دیفنیل-7-](E)-2-فنیلوینیل[-6-اکسا-1،3،8-تریآزا-اسپیرو[4.5]دک-9-ان-9،10-دیکربوکسیلات I](i4) و II(i4)[ ……………………………………………………………………………..85

3-4- بررسی خاصیت ضد باکتریایی ترکیبات (e1)، b)II4)، e)I4) و e)II4) ……………………………………………………………………..91

3-5- نتیجه گیری ……….92

3-6- پیشنهادات ……93

طیفها…………………………. …..94

– ایمین

ایمینها ترکیباتی با پیوند دوگانه کربن نیتروژن هستند که استخلافهای متصل به این پیوند دوگانه، شامل گروههای آلکیل، آریل و یا هیدروژن میباشند] 1 [.

ایمینها دارای ساختار کلی زیر میباشند:

1-1-1- انواع ایمینها

ایمینها بر اساس نوع استخلافهای متصل به آنها (R, R’, R”) به گروههای الدیمین[1]، کتیمین[2]، آنیل[3] و شیف باز[4] دسته بندی می شوند:

1-1-1-1-الدیمین

الدیمینها ترکیباتی هستند که در آنها R آلکیل یا آریل و R’ هیدروژن باشد. مثالی از الدیمین:

1-1-1-2-کتیمین

کتیمینها ترکیباتی هستند که در آنها R و R’ هر دو آلکیل یا آریل باشد. مثالی از کتیمین:

یکی از کاربردهای الدیمینها و کتیمینها استفاده آنها به عنوان رقیق كنندههای فعال جدید است. رقیق كنندههای فعال تركیباتی هستند كه در واكنشهایی ازجمله سخت شدن لاكها شركت كرده و پس از سخت شدن به عنوان بخشی از مواد غیر فرار در لایه سخت شده باقی میمانند.

1-1-1-3-آنیل

آنیلها ترکیباتی هستند که در آنها R و R’ آلیفاتیک، آروماتیک و یا هیدروژن باشد و R” فنیل یا مشتقات فنیلی باشد. مثالی از آنیل:

1-1-1-4-شیف باز

شیف بازها ترکیباتی هستند که در آنها R آریل ، R’ هیدروژن و R” آریل یا آلکیل باشد. مثالی از شیف باز:

از ترکیبات شیف باز به عنوان لیگند استفاده میشود. برای کمپلکسهای سنتز شده با لیگاندهای شیف باز، خواص مغناطیسی، کاتالیزگری، دارویی و فلوئورسانی گزارش شده است[2-9].

1-1-2- خصوصیات فیزیکی ایمینها

ایمینها بر اساس نوع استخلاف متصل به پیوند دوگانه کربن نیتروژن هم به حالت فیزیکی مایع و هم جامد یا کریستال یافت میشوند. در مواردی که استخلاف متصل به نیتروژن ایمین از نوع آریل میباشد، ایمین مورد نظر در حالت جامد و زمانی که این استخلاف از نوع آلکیل باشد معمولا ایمین به حالت مایع وجود دارد.

1-1-3- روشهای تهیه ایمینها

ایمینها را با روشهای مختلفی میتوان ساخت که در ادامه به برخی از این روشها اشاره میشود:

1-1 -3-1- سنتز ایمینها با استفاده از الدهیدها یا کتونها با آمینها

رایجترین روش تهیه ایمینها واکنش الدهیدها یا کتونها با آمینها می باشد. این واکنش اولین بار توسط دانشمند آلمانی بهنام هوگو شیف[5] در سال 1864 انجام شد (شمای 1-1 ) [16].

شمای 1-1: سنتز ایمینها با استفاده از الدهیدها یا کتونها و آمینهای نوع اول

مکانیسم واکنش به این صورت میباشد که ابتدا آمین نوع اول به الدهید یا کتون اضافه می شود و حد واسط کربینول[6] I را بهوجود می آورد سپس با از دست دادن آب ایمین مربوطه حاصل میشود. در این واکنش از کاتالیزور اسیدی استفاده میشود که مکانیسم تهیه ایمین در مجاورت کاتالیزور اسیدی در شمای 1-2 آورده شده است:

شمای 1-2: مکانیسم تشکیل ایمینها

برای مثال از واکنش استوفنون با اتیلآمین، کتیمین مربوطه حاصل میشود (شمای 1-3 )[17].

شمای 1-3: واکنش تهیه کتیمین

از واکنش بین بنزالدهید و متیل آمین، الدیمین مربوطه بهدست آمده است (شمای 1-4 )[18].

شمای 1-4: واکنش تهیه الدیمین

همچنین از واکنش بین بنزالدهید و آنیلین، فراورده آنیل حاصل شده است (شمای 1-5 )[19].

شمای 1-5: واکنش تهیه آنیل

واکنشهای تهیه شیف باز در بیوشیمی اهمیت زیادی دارد. به عنوان مثال ترکیب PLP که از مشتقات الدهیدی ویتامین B6 می باشد از طریق گروه الدهیدی خود می تواند به گروه آمینو در آنزیمها متصل شود و شیف باز تشکیل دهد. در ادامه این شیف باز، از آنزیم به نیتروژن آمینواسیدها منتقل میشود (شمای 1-6 )[20].

شمای 1-6: استفاده از واکنشهای شیف باز در بیوشیمی

1-1-3-2-سنتز ایمینها با استفاده از ترکیبات آلیفلزی

1-1-3-2-1- واکنش نیتریلها با معرف گرینیارد

در این واکنش یک آریل یا آلکیل گرینیارد به آریل سیانید اضافه میشود که ابتدا یک حد واسط آلیفلزی بهوجود میآید سپس با هیدرولیز کنترل شده این حدواسط، کتیمین با بازده 70% حاصل میشود.

هیدرولیز شدید این حدواسط در نهایت به کتون منجر میشود بنابراین در مرحله آخر از آمونیاک استفاده میشود (شمای 1-7)[21].

شمای 1-7: تهیه ایمینها از نیتریلها و معرف گرینیارد

1-1-3-2-2- واکنش C-کلرو-N-بنزیلیدن آنیلینها با معرف گرینیارد

در C-کلرو-N-بنزیلیدن آنیلینها، اتم کلر میتواند با گروههای آلکیل یا آریل معرف گرینیارد با بازده بسیار خوبی جایگزین شود و ایمین مربوطه حاصل شود (شمای 1-8 ).

شمای 1-8: تهیه ایمین ها از C-کلرو-N-بنزیلیدن آنیلینها و معرف گرینیارد

1-1-3-2-3- واکنش اکسیم ها با معرف گرینیارد

اکسیمهای تهیه شده از الدهیدهای آروماتیک با معرف گرینیارد واکنش میدهند که محصول عمده این واکنش بنزیل آمین است و محصول جانبی واکنش، یک کتیمین می باشد (شمای 1-9)[24].

شمای 1-9- تهیه ایمین ها از اکسیم ها و معرف گرینیارد

1-1-3-3- سنتز ایمین ها از طریق هیدروژنزدایی از آمین ها

واکنش هیدروژن زدایی از آمین ها اولین بار توسط ریتر[7] انجام شد. برای مثال ایزوبورنیل آنیلین با سولفور در دمای 220 درجه سانتیگراد هیدروژنزدایی میشود و آنیل مربوطه با بازده 89% حاصل میشود (شمای 1-10)[25].

شمای 1-10: تهیه ایمینها از طریق هیدروژنزدایی از آمینها

1-1-3-4- سنتز ایمینها با استفاده از واکنش بین فنولها یا فنولاترها و نیتریلها

فنولها و اترهای آنها با آریل یا آلکیل سیانیدها در اتر و در مجاورت کاتالیزور هیدروژن کلراید واکنش میدهد و کتیمین با بازده بالا تولید میشود (شمای 1-11) .

شمای 1-11: تهیه ایمینها از فنولها یا فنول اترها و نیتریلها

1-1-3-5- سنتز ایمینها با استفاده از واکنشهای کاهشی

1-1-3-5-1- سنتز ایمینها از کاهش اکسیمها

اکسیمهای آلیفاتیک در واکنش با هیدروژن در مجاورت کاتالیزور نیکل و تحت فشارکاهش مییابد و کتیمین مربوطه با بازده 30% حاصل میشود (شمای 1-12) [29].

شمای 1-12: سنتز ایمینها با کاهش اکسیمها

1-1-3-5-2- سنتز ایمینها از کاهش نیتریلها

فنیل سیانید در مجاورت لیتیم آلومینیوم هیدرید و حلال تترا هیدروفوران به آمین کاهش مییابد. سپس این آمین به ماده اولیه کاهش نیافته (فنیل سیانید) اضافه میشود و ایمین مربوطه به عنوان محصول جانبی ایجاد میشود (شمای 1-13) [30].

شمای 1-13: سنتز ایمینها با کاهش نیتریلها

1-1-3-6- سنتز ایمین از طریق واکنش آمیدهای فلزی با کتونهای آروماتیک

آمید فلزی حاصل از آمین نوع اول با کتونهای آروماتیک واکنش میدهد و ایمین مورد نظر تولید میشود (شمای 1-14) [31].

شمای 1-14: تهیه ایمینها از واکنش آمیدهای فلزی با کتونهای آروماتیک

1-1-3-7- سنتز ایمینها با استفاده از واکنش کتالها و آمینهای نوع اول

دیاتیل کتالها با آلکیل یا آریل آمینها واکنش میدهند و ایمین مورد نظر حاصل میشود (شمای 1-15) .

شمای 1-15: تهیه ایمینها از واکنش کتالها و آمینهای نوع اول

1-1-3-8- سنتز C– سیانو ایمینها با استفاده از نیترونها

نیترونها با پتاسیم سیانید واکنش میدهند و C- سیانو ایمینها تولید میشود (شمای 1-16) [34].

شمای 1-16: سنتز ایمینها از واکنش نیترونها و پتاسیم سیانید

1-1-3-9- سنتز ایمینها با استفاده از ایزوسیانات و الدهید

فنیل ایزوسیانات با 4-دیمتیل آمینو بنزالدهید واکنش میدهد و ایمین مربوطه حاصل میشود (شمای 1-17) [35].

شمای 1-17: سنتز ایمینها از واکنش ایزوسیانات و الدهیدها

1-1-3-10- سنتز ایمینها با استفاده از ایلیدهای فسفر و نیتروسو بنزن

آلکیلیدن تریفنیل فسفران یا ایلید فسفر با نیتروسو بنزن واکنش میدهد و ایمین از نوع آنیل سنتز میشود (شمای 1-18) [36].

شمای 1-18: سنتز ایمینها از واکنش ایلیدهای فسفر و نیتروسو بنزن

1-1-4-واکنشهای ایمینها

ایمینها با داشتن یک پیوند دوگانه قطبی، قابلیت انجام واکنشهای متنوعی را دارند که در زیر آورده میشود:

1-1-4-1 واکنش های افزایشی ایمین ها

ایمینها با داشتن یک پیوند دوگانه غیر اشباع، قابلیت انجام واکنشهای افزایشی متنوعی را دارند که در ادامه به آن اشاره میشود.

1-1-4-1-1 افزایش هسته دوستی آب به ایمینها

افزایش آب یا هیدرولیز ایمینها موجب برگشت واکنش و تبدیل ایمین به مواد اولیه تشکیل دهنده آنها می شود. مکانیسم هیدرولیز ایمینها از حد واسط کربینول میگذرد (شمای 1-19) [37].

بدون موضوع