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].