دانلود پروژه:سنتز نانوکاتالیست¬های مغناطیسی اکسید آهن Fe3O4 به روش سبز با عصاره گیاه چای سفید برای تهیه 2- (4- کلرو فنیل) – 1- H- بنزو [d] ایمیدازول و بررسی خواص ضد سرطانی آن

فهرست مطالب

 

عنوان                                                                                                                      صفحه

فهرست اشکال…………………………………………………………………………………………………………………………………………………..ی

فهرست جداول…………………………………………………………………………………………………………………………………………………..ل

فهرست نمودارها…………………………………………………………………………………………………………………………………………………م

چکیده………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..ن

فصل اول: مقدمه­ای بر تئوری…………………………………………………………………………………………………………………………….1

1-1- مقدمه­ای بر شیمی سبز…………………………………………………………………………………………………………………………..2

1-1-1- کوشش­ها و دستاوردهای شیمی سبز…………………………………………………………………………………………………2

1-2- نگرشی کوتاه بر نانوفناوری………………………………………………………………………………………………………………………3

1-3- آشنایی با فناوری نانوسبز…………………………………………………………………………………………………………………………3

1-3-1- فناوی نانوسبز و گیاهان………………………………………………………………………………………………………………………4

1-4- معرفی بنزیمیدازول­ها………………………………………………………………………………………………………………………………4

1-5- پژوهش حاضر…………………………………………………………………………………………………………………………………………..5

1-6- اهداف پژوهش………………………………………………………………………………………………………………………………………….6

فصل دوم: مروری بر تحقیقات پیشین……………………………………………………………………………………………………………….7

2-1- سرآغاز شیمی سبز…………………………………………………………………………………………………………………………………..8

2-2- بنیادهای شیمی سبز……………………………………………………………………………………………………………………………….9

2-2-1- پیشگیری از تولید فرآورده­های بیهوده……………………………………………………………………………………………….9

2-2-2- اقتصاد اتم؛ افزایش بهره­وری از اتم……………………………………………………………………………………………………..9

2-2-3- طراحی فرآیندهای شیمیایی کم آسیب­تر…………………………………………………………………………………………..9

2-2-4- طراحی مواد و فرآورده­های شیمیایی بهبودیافته­تر…………………………………………………………………………….9

2-2-5- بهره­گیری از حلال­ها و شرایط واکنشی بهینه­تر………………………………………………………………………………10

2-2-6- افزایش بازده انرژی……………………………………………………………………………………………………………………………10

2-2-7- بهره­گیری از مواد اولیه نو شدنی………………………………………………………………………………………………………10

2-2-8- پرهیز از مشتق­های شیمیایی……………………………………………………………………………………………………………10

2-2-9- بهره­گیری ازکاتالیزرها……………………………………………………………………………………………………………………….10

2-2-10- طراحی برای خراب شدن……………………………………………………………………………………………………………….11

2-2-11- تخمین زمان واقعی واکنش برای پیشگیری از آلودگی…………………………………………………………………11

2-2-12- کاهش احتمالی رویدادهای ناگوار………………………………………………………………………………………………….11

2-3- شیمی سبز؛ چشم انداز و کاربرد…………………………………………………………………………………………………………..11

2-4- دستاوردهای شیمی سبز……………………………………………………………………………………………………………………….12

2-4-1- سوخت­های جایگزین………………………………………………………………………………………………………………………..12

2-4-2- پلاستیک­های سبز و تجزیه پذیر………………………………………………………………………………………………………12

2-4-3- باز طراحی واکنش شیمیایی…………………………………………………………………………………………………………….13

2-4-4- چندسازه­های زیستی………………………………………………………………………………………………………………………..14

2-5- نانو؛ فناوری سبز قرن…………………………………………………………………………………………………………………………….14

2-6- تاریخچه فناوری نانو………………………………………………………………………………………………………………………………15

2-6-1- نمونه­هایی از اکتشافات و پیشرفت­های حاصل شده که نانوتکنولوژی را در عصر مدرن امکان پذیر می­سازد…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….17

2-7- مراحل فناوری نانو…………………………………………………………………………………………………………………………………26

2-8- عناصر پایه در فناوری نانو……………………………………………………………………………………………………………………..26

2-9- روش­های ساخت عناصر پایه…………………………………………………………………………………………………………………27

2-9-1- نانوذرات…………………………………………………………………………………………………………………………………………….27

2-9-1-1- کاربردها………………………………………………………………………………………………………………………………………..29

2-9-1-2- روش­های ساخت…………………………………………………………………………………………………………………………..30

2-9-1-3- تعیین مشخصات…………………………………………………………………………………………………………………………..32

2-9-2- متداول­ترین نانوذرات………………………………………………………………………………………………………………………..32

2-9-2-1- نانوذرات نیمه رسانا (نقاط کوانتومی)…………………………………………………………………………………………..32

2-9-2-2- نانوذرات سرامیکی………………………………………………………………………………………………………………………..32

2-9-2-3- نانوذرات فلزی………………………………………………………………………………………………………………………………33

2-10- نانوکاتالیست و نانوذرات کاتالیستی……………………………………………………………………………………………………33

2-10-1- انواع کاتالیست­ها…………………………………………………………………………………………………………………………….34

2-10-1-1- کاتالیست­های همگن…………………………………………………………………………………………………………………34

2-10-1-2- کاتالیست­های ناهمگن……………………………………………………………………………………………………………….34

2-10-1-3- انواع نانوکاتالیست بر اساس نوع نانوماده……………………………………………………………………………………36

2-10-1-4- انواع نانوکاتالیست بر اساس رفتار………………………………………………………………………………………………37

2-10-2- ویژگی­های نانوکاتالیست………………………………………………………………………………………………………………..38

2-10-2-1- حداکثر سطح فعال به ازای واحد جرم و حجم…………………………………………………………………………38

2-10-2-2- شکل و اندازه قابل کنترل………………………………………………………………………………………………………….38

2-10-2-3- قابلیت جداسازی از مخلوط واکنش………………………………………………………………………………………….39

2-10-2-4- گزینش پذیری و بازده بالا…………………………………………………………………………………………………………39

2-10-2-5- استعداد کلوخه­ای شدن…………………………………………………………………………………………………………….40

2-10-2-6- تنوع بالا و قابلیت اصلاح شیمیایی……………………………………………………………………………………………40

2-10-2-7- منبع تهیه…………………………………………………………………………………………………………………………………..40

2-11- فلز آهن……………………………………………………………………………………………………………………………………………….41

2-11-1- ویژگی­ها………………………………………………………………………………………………………………………………………….41

2-11-2- اکسیدهای آهن………………………………………………………………………………………………………………………………43

2-11-2-1- هماتیت………………………………………………………………………………………………………………………………………43

2-11-2-2- ماگهمیت……………………………………………………………………………………………………………………………………43

2-11-2-3- مگنتیت………………………………………………………………………………………………………………………………………44

2-11-3- ساختار نانوذرات Fe₃O₄……………………………………………………………………………………………………………….44

2-12- فازهای مغناطیس……………………………………………………………………………………………………………………………….45

2-12-1- پارا مغناطیس…………………………………………………………………………………………………………………………………45

2-12-2- فرو مغناطیس…………………………………………………………………………………………………………………………………45

2-12-3- آنتی فرو مغناطیس………………………………………………………………………………………………………………………..46

2-12-4- فری مغناطیس……………………………………………………………………………………………………………………………….46

2-12-5- دیا مغناطیس………………………………………………………………………………………………………………………………….46

2-13- بنزیمیدازول­ها……………………………………………………………………………………………………………………………………..46

2-13-1- خواص مشتقات بنزیمیدازول…………………………………………………………………………………………………………47

2-13-2- روش­های تهیه بنزیمیدازول و مشتقات آن……………………………………………………………………………………47

2-13-3- اسکلت ساختمانی مولکول 2- (4- کلرو فنیل)-1 –H – بنزو [d] ایمیدازول……………………………48

2-14- چای سفید؛ چای سلاطین………………………………………………………………………………………………………………….49

2-14-1- خواص دارویی چای سفید……………………………………………………………………………………………………………..49

2-14-2- مروری بر ترکیبات شیمیایی چای…………………………………………………………………………………………………52

2-14-3- خواص آنتی اکسیدانی ترکیبات چای……………………………………………………………………………………………55

فصل سوم: مواد و روش­ها………………………………………………………………………………………………………………………………..59

3-1- مواد مورد استفاده در تهیه نانوذرات Fe₃O₄ با عصاره آبی گیاه چای سفید………………………………………60

3-2- سنتز نانوذرات Fe₃O₄ با عصاره آبی گیاه چای سفید…………………………………………………………………………60

3-2-1- روش تهیه عصاره آبی گیاه چای سفید…………………………………………………………………………………………….60

3-2-2- روش سنتز نانوذرات Fe₃O₄……………………………………………………………………………………………………………61

3-3- معرفی دستگاه­های مورد استفاده در تهیه و آنالیز Fe₃O₄ سنتز با عصاره آبی گیاه چای سفید……….62

3-3-1- دستگاه اولتراسونیک…………………………………………………………………………………………………………………………62

3-3-2- دستگاه طیف سنجی مادون قرمز (FT-IR)…………………………………………………………………………………..63

3-3-3- دستگاه­ اندازه­گیری سایز نانوذرات (PSA)……………………………………………………………………………………..64

3-3-4- دستگاه پراش پرتو ایکس (XRD)…………………………………………………………………………………………………64

3-3-5- میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)…………………………………………………………………………………………..65

3-4- مواد مورد استفاده در سنتز 2- (4- کلرو فنیل)-1 –H – بنزو [d] ایمیدازول………………………………….66

3-5- سنتز 2- (4- کلرو فنیل) -1- H- بنزو [d] ایمیدازول………………………………………………………………………66

3-6- معرفی دستگاه­های مورد استفاده در آنالیز ترکیب 2- (4- کلرو فنیل)-1 –H – بنزو [d] ایمیدازول………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….67

3-6-1- دستگاه رزنانس مغناطیس هسته (NMR)…………………………………………………………………………………….68

3-7- مواد و وسایل مورد استفاده در تست MTT انجام شده بر روی ترکیب سنتزی 2- (4- کلرو فنیل)-1 –H – بنزو [d] ایمیدازول………………………………………………………………………………………………………………………………69

3-8- قراردادهای بنیادی انجام آزمایش MTT…………………………………………………………………………………………….70

3-8-1- روش انجام تست MTT………………………………………………………………………………………………………………….70

فصل چهارم: بحث و نتیجه گیری……………………………………………………………………………………………………………………72

4-1- نتایج حاصل از سنتز Fe₃O₄ با عصاره گیاه چای سفید……………………………………………………………………..73

4-1-1- مکانیسم پیشنهاد شده سنتز نانوذرات Fe₃O₄……………………………………………………………………………….73

4-1-2- مشاهدات حاصل از تشکیل نانوذرات Fe₃O₄ در تست­های مختلف………………………………………………74

4-1-2-1- تغییر رنگ…………………………………………………………………………………………………………………………………….74

4-2-1-2- تاثیر P^H……………………………………………………………………………………………………………………………………….74

4-2-1-3- آنالیز FT-IR………………………………………………………………………………………………………………………………75

4-2-1-4- آنالیز XRD…………………………………………………………………………………………………………………………………77

4-2-1-5- آنالیز SEM…………………………………………………………………………………………………………………………………78

4-2-2- جمع بندی نتایج حاصل از Fe₃O₄ با عصاره گیاه چای سفید شانگهای به شرح زیر می­باشد………81

4-3- نتایج حاصل از سنتز 2- (4- کلرو فنیل)-1 –H – بنزو [d] ایمیدازول با استفاده از نانوذرات مغناطیسی Fe₃O₄ به عنوان کاتالیزور……………………………………………………………………………………………………………82

4-3-1- مکانیسم پیشنهادی سنتز 2- (4- کلرو فنیل)-1 –H – بنزو [d] ایمیدازول……………………………….82

4-3-2- تشکیل 2- (4- کلرو فنیل)-1 –H – بنزو [d] ایمیدازول…………………………………………………………….83

4-3-2-1- آنالیز FT-IR………………………………………………………………………………………………………………………………83

4-3-2-3- آنالیز H NMR…………………………………………………………………………………………………………………………..84

4-3-2-4- آنالیز C NMR…………………………………………………………………………………………………………………………..85

4-3-3- نتایج حاصل از کاربرد Fe₃O₄ به عنوان کاتالیزور مغناطیسی و ناهمگن در سنتز 2- (4- کلرو فنیل)-1-H – بنزو [d] ایمیدازول به شرح زیر است……………………………………………………………………………………87

4-4- تست تشخیص میزان سمیت برای سلول چیست؟………………………………………………………………………………87

4-4-1- فیزیولوژی سلول……………………………………………………………………………………………………………………………….87

4-4-2- تست اندازه گیری میزان سمیت یک ماده برای سلول…………………………………………………………………….88

4-4-3- فعالیت ضد سرطانی………………………………………………………………………………………………………………………….90

فهرست منابع……………………………………………………………………………………………………………………………………………………91

فهرست اشکال

شکل2-1: قرن چهارم پس از میلاد: جام لیکرگوس (رومی) ساخته شده از محلول کلوئیدی طلا و نقره……16

شکل2-2: کلوئید یاقوتی رنگ طلا………………………………………………………………………………………………………………….17

شکل 2-3: ترانزیستور، آزمایشگاه بل……………………………………………………………………………………………………………..18

شکل 2-4: مولکول باکی بال…………………………………………………………………………………………………………………………..20

شکل 2-5: لوگوی IBM طراحی شده با اتم­های منفرد زنون………………………………………………………………………20

شکل 2-6: ردیف بندی و ساختمان نانوتیوب­های کربن………………………………………………………………………………..21

شکل 2-7: عکس TEM از MCM-41 و آرایش لانه زنبوری آن………………………………………………………………21

شکل 2-8: مراحل انجام شده توسط میکروسکوپ اسکن تونلی به منظور سرهم بندی مولکول کربونیل آهن با مولکول­های Fe و CO………………………………………………………………………………………………………………………………..22

شکل 2-9: استفاده از DPN برای ذخیره مواد زیستی و استفاده از نانو جوهر…………………………………………….23

شکل 2-10: نانوماشین با چرخ­های حرکت کننده باکی بال………………………………………………………………………….24

شکل 2-11: تصویر ارائه شده از نوک قلم سیلیکونی در ابعاد نانو در حال طراحی کوچکترین نقشه جهان..25

شکل 2-12: ویژگی­های اصلی نانوکاتالیست­ها……………………………………………………………………………………………….34

شکل 2-13: نانوکاتالیست پلی بین کاتالیست­های همگن و ناهمگن با حفظ خاصیت آنها است…………………35

شکل 2-14: برخی از نانوذرات اکسید فلزی به عنوان نانوکاتالیست………………………………………………………………36

شکل 2-15: بیشینه فعالیت شیمیایی کاتالیست ناهمگن، در ابعاد نانو است………………………………………………..38

شکل 2-16: براساس محاسبات رایانه، خوشه پلاتین با 611 اتم بیشترین فعالیت را دارد…………………………..39

شکل 2-17: ساختار لوییس نانوذرات Fe₃O₄……………………………………………………………………………………………….44

شکل 2-18: ترکیب 2- (4- کلرو فنیل)-1 –H – بنزو [d] ایمیدازول……………………………………………………….48

شکل 2-19: تفاوت رنگ انواع چای و تصویر چای سفید……………………………………………………………………………….50

شکل 2-20: کاتچین­های موجود در چای………………………………………………………………………………………………………54

شکل 2-21: بعضی از انواع فلاوان 3- اٌل­ها…………………………………………………………………………………………………….55

شکل 2-22: برخی از پلی فنول­های موجود در چای……………………………………………………………………………………..56

شکل 2-23: برخی از پلی فنول­های موجود در چای……………………………………………………………………………………..57

شکل 2-24: برخی از پلی فنول­های موجود در چای……………………………………………………………………………………..58

شکل 3-1: عصاره آبی تهیه شده از گیاه چای سفید شانگهای………………………………………………………………………60

شکل 3-2: تصویر محلول نمک­های آهن محلول در آب و تصویر تشکیل نانوذرات پس از افزودن عصاره گیاه چای سفید………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..61

شکل 3-3-: نمونه دستگاه اولتراسونیک مورد استفاده…………………………………………………………………………………..62

شکل 3-4: نمونه دستگاه FT-IR مورد استفاده……………………………………………………………………………………………63

شکل 3-5: نمونه دستگاه PSA استفاده شده……………………………………………………………………………………………….64

شکل 3-6: نمونه دستگاه XRD مورد استفاده……………………………………………………………………………………………..65

شکل 3-7: نمونه میکروسکوپ SEM استفاده شده……………………………………………………………………………………..65

شکل 3-8: جداسازی نانوکاتالیزور مغناطیسی Fe₃O₄………………………………………………………………………………….67

شکل 3-9: نمونه دستگاه NMR مورد استفاده…………………………………………………………………………………………….68

شکل 3-10: ساختار شیمیایی سیس پلاتین و دوکسوروبیسین……………………………………………………………………71

شکل 4-1: نحوه اتصال اتم­ها در مولکول Fe₃O₄………………………………………………………………………………………….73

شکل 4-2: تصویر محلول نمک­های آهن و تغییر رنگ محلول در اثر تشکیل Fe₃O₄ در اثر افزودن عصاره گیاه چای سفید……………………………………………………………………………………………………………………………………………….74

شکل 4-3: آنالیز FT-IR گیاه چای سفید…………………………………………………………………………………………………….76

شکل 4-4: آنالیز FT-IR نانوذرات Fe₃O₄ سنتز شده با عصاره گیاه چای سفید……………………………………….76

شکل 4-5: طیف XRD از نانوذرات Fe₃O₄ سنتز شده با عصاره گیاه چای سفید…………………………………….78

شکل 4-6: تصاویر SEM تهیه شده از نانوذرات Fe₃O₄ سنتز شده با عصاره گیاه چای سفید………………….79

شکل 4-7: نمودار توزیع اندازه نانوذرات در تصویر SEM با بزرگنمایی 40 برابر…………………………………………80

شکل 4-8: مکانیسم تشکیل مشتقات بنزیمیدازول توسط نانوکاتالیزور مغناطیسی Fe₃O₄……………………….82

شکل 4-9: آنالیز FT-IR تهیه شده از ترکیب 2- (4- کلرو فنیل)-1 –H – بنزو [d] ایمیدازول…………….83

شکل 4-10: ترکیب 2- (4- کلرو فنیل)-1 –H – بنزو [d] ایمیدازول……………………………………………………….84

شکل 4-11: طیف H NMR  2- (4- کلرو فنیل)-1 –H – بنزو [d] ایمیدازول……………………………………..85

شکل 4-12: طیف C NMR 2- (4- کلرو فنیل)-1 –H – بنزو [d] ایمیدازول……………………………………….86

شکل 4-13: تبدیل MTT به فورمازان توسط سلول زنده……………………………………………………………………………88

فهرست جداول

عنوان                                                                                                                      صفحه

جدول 2-1: برخی از ویژگی­های نانوذرات………………………………………………………………………………………………………29

جدول 2-2: انواع نانوکاتالیست­ها…………………………………………………………………………………………………………………….36

جدول 2-3: مزایا و معایب نانوکاتالیست­ها……………………………………………………………………………………………………..40

 جدول 2-4: ترکیب شیمیایی اندام هوایی در گیاه چای……………………………………………………………………………….52

جدول 2-5: کاتچین­های موجود در گیاه چای……………………………………………………………………………………………….53

جدول 2-6: درصد کافئین و کاتچین در قسمت­های مختلف گیاه چای بر اساس وزن گیاه خشک…………….54

جدول 2-7: بعضی از انواع فلاوان 3- اٌل­ها……………………………………………………………………………………………………..55

جدول 3-1: مواد مورد استفاده در سنتز نانوذرات Fe₃O₄ سنتز شده با عصاره گیاه چای سفید………………..60

جدول 3-2: مواد مورد استفاده در سنتز 2- (4- کلرو فنیل)-1 –H – بنزو [d] ایمیدازول……………………….66

جدول 3-3: مواد و وسایل مورد استفاده در تست MTT ترکیب سنتزی……………………………………………………69

جدول 3-4: اساس انجام تست MTT…………………………………………………………………………………………………………..70

جدول 4-1: نسبت میزان غلظت ترکیبات دارویی و جذب MTT در سلول­های سرطانی…………………………..89

 

 

فهرست نمودارها

عنوان                                                                                                                      صفحه

نمودار توزیع اندازه نانوذرات در تصویر SEM با بزرگنمایی 40 برابر……………………………………………………………80