دانلود پروژه:مهندسی بلوردرکمپلکس¬هاي کوئوردیناسیونی جدید بر پایه¬ي فلز منگنز و لیگاند پیریدین-۵،۲-دي¬کربوکسیلیک اسید-Nاکسید با بررسی اثر پیوندهاي هیدروژنی درانباشتگی بلوري

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                          صفحه

فصل ۱: شیمی اَبَر مولکولی، خودتجمعی، مهندسی بلور، عامل­های موثر بر تشکیل ترکیب­های کوئوردیناسیونی

۱–۱مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………………1

۱-۲ جین ماری-لهن برنده جایزه نوبل و مفاهیم شیمی اَبَرمولکولی……………………………………………………….2

۱-۳شیمی اَبَرمولکولی………………………………………………………………………………………………………………………………4

۱-۴ ماهیت برهم­کنش­های موجود در ترکیب­های ­اَبَرمولکولی ……………………………………………………………….4

۱-4-۱ برهم­کنش یون-یون ……………………………………………………………………………………………………………5

۱-4-۲ برهم­کنش یون-دوقطبی ………………………………………………………………………………………………………6

۱-4-۳برهم­کنش دوقطبی-دوقطبی ……………………………………………………………………………………………….7

۱-4-۴ پیوند هیدروژنی ……………………………………………………………………………………………………………………7

۱-4-۵ برهم­کنش π-π………………………………………………………………………………………………………………………..9

۱-4-۶ نیروهای واندروالس …………………………………………………………………………………………………………….10

۱-4-۷ برهم­کنش آب­گریزی …………………………………………………………………………………………………………11

۱-5 تفاوت بین شیمی مولکولی و اَبَرمولکولی بر اساس نظریه­ي لهن ……………………………………………….11

۱-6 شیمی میزبان-مهمان …………………………………………………………………………………………………………………….13

۱-7 خود تجمعی …………………………………………………………………………………………………………………………………..14

۱-7-۱ توده­هاي خود تجمع یافته …………………………………………………………………………………………………16

۱-7-۲ فرآیند خود تجمعی …………………………………………………………………………………………………………..17

۱-7-۳ انواع خود تجمعی ………………………………………………………………………………………………………………18

۱-7-۳-۱ خود تجمعی ایستا ………………………………………………………………………………………………….18

۱-7-۳-۲ خود تجمعی پویا …………………………………………………………………………………………………….19

۱-8 مهندسی بلور ………………………………………………………………………………………………………………………………….20

۱-9 نمایش سینتون­ها …………………………………………………………………………………………………………………………..21

۱-۱0 لیگاند پیریدین-۵،۲-دی­کربوکسیلیک اسید ……………………………………………………………………………..21

۱-۱1 عامل­های مؤثر بر تشکیل ترکیب­های کوئوردیناسیونی ……………………………………………………………..24

۱-۱1-۱یون فلزی ………………………………………………………………………………………………………………………….24

۱-۱1-۲ لیگاندهای آلی …………………………………………………………………………………………………………………25

۱-۱1-۳ اثر یون­های مخالف ………………………………………………………………………………………………………….26

۱-۱1-۴ اثر حلال ………………………………………………………………………………………………………………………….27

۱-۱1-۵ شرایط آزمایشگاهی …………………………………………………………………………………………………………28

۱-۱1-۵-۱ اثر دما ………………………………………………………………………………………………………………….28

۱-۱1-۵-۲ اثر PH …………………………………………………………………………………………………………………..29

فصل دوم: بخش تجربی

۲-۱ مواد و دستگاه­ها …………………………………………………………………………………………………………………………….31

۲-۱-۱ مواد اولیه ……………………………………………………………………………………………………………………………31

۲-۱-۲ دستگاه­ها ……………………………………………………………………………………………………………………………31

۲-۲ روش تهیه لیگاند از پیریدین-۵،۲-دی­کربوکسیلیک اسید N-اکسید ………………………………………….32

۲-۳ سنتز ترکیب­هاي کوئوردیناسیونی بر پایه­ي لیگاند پیریدین-۵،۲-دي­کربوکسیلیک اسید–N اکسید‏…….33‏

۲-۳-۱ روش تهیه کمپلکس ۱……………………………………………………………………………………………………….33

۲-۳-۲ روش تهیه کمپلکس ۲ ………………………………………………………………………………………………………34

فصل سوم: نتایج و بحث

۳-۱ هدف از تحقیق حاضر ……………………………………………………………………………………………………………………35

۳-۲ شناسایی لیگاند پيریدین-۵،۲-دی­کربوکسيليک اسيدN-اکسید ………………………………………………….36

۳-۲-۱ داده­هاي تجزیه عنصري لیگاند pydco ……………………………………………………………………………….36

۳-۲-۲  بررسی طیف زیرقرمز لیگاند pydco ………………………………………………………………………………….36

۳-۳ شناسایی ترکیب ۱[Mn₂(pydco)₂(phen)₂(H₂O)₂].H₂O  ……………………………………………………………………36

۳-۳-۱ داده­های تجزیه­ی عنصری ترکیب ۱ ………………………………………………………………………………….36

۳-۳-۲ بررسی طیف زیر قرمز ترکیب ۱ ………………………………………………………………………………………..37

۳-۳-۳ بررسی ساختار بلوری ترکیب ۱ …………………………………………………………………………………………37

۳-۴ شناسایی ترکیب ۲ [Mn(3-pyco)₂(H₂O)₄] ……………………………………………………………………………………..43

۳-۴-۱داده­های تجزیه­ی عنصری ترکیب ۲ ………………………………………………………………………………….43

۳-۴-۲بررسی طیف زیر قرمز ترکیب ۲ …………………………………………………………………………………………43

۳-۴-۳بررسی ساختار بلوری ترکیب ۲ ………………………………………………………………………………………….43

۳-۵ تأثیر N-اکسيددار شدن حلقه پیریدینی روی ساختار ترکیب­های سنتزی ………………………………….49

نتیجه­گیری …………………………………………………………………………………………………………………………………………….50

پیشنهادها ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….52

منابع ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….53

پیوست­ها ………………………………………………………………………………………………………………………………………………..58

پیوست ۱ ………………………………………………………………………………………………………………………………………………..59

پیوست ۲ ………………………………………………………………………………………………………………………………………………..60

پیوست ۳ ………………………………………………………………………………………………………………………………………………..63

فهرست شکل­ها

شکل ۱-۱: جین ماری-لهن برنده جایزه نوبل …………………………………………………………………………………………2

شکل ۱-۲: نمایی از یک اَبَرمولکولی ………………………………………………………………………………………………………..3

شکل ۱-۳: تعدادی از اَبَرمولکول­ها …………………………………………………………………………………………………………..3

شکل ۱-۴: برهم­کنش یونی (kjmol^-1  ۴۰۰–۵۰) …………………………………………………………………………………5

شکل ۱-۵: برهم­کنش یون-دوقطبی (kjmol^-1 2۰۰–۵۰) …………………………………………………………………….7

شکل ۱-۶: برهم­کنش دوقطبی-دوقطبی (‏kjmol^-1۴۰–۴)‏ …………………………………………………………………….7

شکل ۱-۷: ‏برهم­کنش­های هیدروژنی (‏kjmol^-1۱۲۰–۴)‏ ………………………………………………………………………9

شکل ۱-۸: برهم­کن π-π  (kjmol^-1 ۱۰–۵) ………………………………………………………………………………………..10

شکل ۱-۹: برهم­کنش واندروالس (‏kjmol^-1‎‏ ۵ )‏ ………………………………………………………………………………..11

شکل ۱-۱۰: برهم­کنش آب­گریزی (kjmol^-1۴۰–۴) ……………………………………………………………………………11

شکل۱-۱۱: تفاوت بین شیمی مولکولی و اَبَرمولکولی بر اساس نظریه­ي لهن …………………………………….12

شکل۱-۱2: نمایی از مجموعه­هاي میزبان-مهمان متفاوت و خود تجمعی ………………………………………….14

شکل۱-۱3: فرآیند خود تجمعی مولکولی بر سطح بستر ……………………………………………………………………..15

شکل۱-۱4: خود تجمعی DNA…………………………………………………………………………………………………………….16

شکل۱-۱5: همکاري و تعادل بین سه نوع نیرو در فرآیند خود تجمعی ………………………………………………16

شکل۱-۱6: طرح کلی براي مراحل انجام فرآیند خود تجمعی …………………………………………………………….17

شکل۱-17: تفاوت بین خود تجمعی ایستا و پویا …………………………………………………………………………………18

شکل۱-۱8: سینتون­های اَبَرمولکول­ها …………………………………………………………………………………………………..20

شکل ۱-19: مدهاي كوئورديناسيوني پیریدین-2،5-دی­کربوکسیلیک اسید N-اکسید ……………………..23

شکل ۱-20: نحوه کوئوردینه شدن لیگاند به فلز روی ………………………………………………………………………….25

شکل ۱-۲1: اثر یون مخالف روی ساختار شبکه­ای پُلیمر کوئوردیناسیونی …………………………………………26

شکل ۱-۲2: اثر یون مخالف روی ساختار شبکه­ای پُلیمر کوئوردیناسیونی …………………………………………27

شکل ۱-۲3: نقش حلال­ها در ساختار شبکه کوئوردیناسیونی کمپلکس …………………………………………….27

شکل ۱-۲4: نقش حلال­های متانول، اتانول، N,N-دی­متیل فرمامید و دی­اکسان در ساختار شبکه پلیمر کوئوردیناسیونی منگنز-دی­کربوکسیلیک اسید ………………………………………………………………………….28

شکل ۱-۲5: تهیه دو کمپلکس  Cis-pydcو  Trans-pydcبا ساختار اَبَرمولکولی سه­بُعدی…………………29

شکل ۱-۲۶: واکنش روی با ۴،’۴-اکسی دی­فتالیک اسید و ۲،۱-بیس (۴-فنیل اتان) در pH های مختلف …………………………………………………………………………………………………………………………………………………..30

شکل ۱-۲7: مدل­های کوئوردیناسیونی لیگاند ۴،۱–بنزن دی­کربوکسیلیک اسید در ترکیب­های ۱ تا ۵ ..30

شکل ۲-۱: نمایش ساختار لیگاند پیریدین-۵،۲–دی­کربوکسیلیک اسید N-اکسید ……………………………32

شکل ۲-۲: مسیر سنتزی ترکیب ۱ ……………………………………………………………………………………………………….34

شکل ۲-۳: مسیر سنتزی ترکیب ۲ ………………………………………………………………………………………………………34

شکل ۳-۱: نمایش ORTEP ترکیب ۱ بیضوی­ها با در نظر گرفتن احتمال وجود ۵۰ درصد………………..39

شکل ۳-۲: نمایش ORTEP ترکیب ۱ ………………………………………………………………………………………………….39

شکل ۳-۳: نمایش برهم­کنش­های بین مولکولی هیدروژنی O-H•••OوC-H•••Oدر ترکیب ۱ و شکل سینتون­ها در راستای محورb , c……………………………………………………………………………………………………………40

شکل ۳-۴: برهم­کنش­های C-H•••π…………………………………………………………………………………………………….41

شکل ۳-۵: گسترش ساختار در راستای محورa…………………………………………………………………………………….41

شکل ۳-۶: گسترش ساختار در راستای محورb……………………………………………………………………………………..42

شکل ۳-۷: گسترش ساختار در راستای محورc……………………………………………………………………………………..42

شکل ۳-8: نمایش ORTEP ترکیب 2 بیضوی­ها با در نظر گرفتن احتمال وجود ۵۰ درصد …………….45

 شکل ۳-9: نمایش ORTEP ترکیب 2 ………………………………………………………………………………………………..45

شکل ۳-10: نمایش برهم­کنش­های بین مولکولی هیدروژنی  O-H•••OوC-H•••Oدر ترکیب 2 و شکل سینتون در راستای محور a……………………………………………………………………………………………………………………46

شکل ۳-11: گسترش ساختار در راستای محورa…………………………………………………………………………………..47

شکل۳-12: گسترش ساختار در راستای محور b…………………………………………………………………………………..48

شکل۳-۱3:گسترش ساختار در راستای محور c……………………………………………………………………………………48

شکل ۳–۱۴: شکل a مربوط به ترکیب سنتزی در مقاله مادر و شکل bترکیب به دست آمده در شرایط آزمایشگاهی یکسان با تغییر لیگاند به فرم N-اکسیددار شده ……………………………………………………………..49

شکل ۳-۱۵: مقایسه طیف IR لیگاند و دو ترکیب سنتز شده ……………………………………………………………..50

شکل۱: داده­هاي تجزیه­ي عنصري لیگاند pydco………………………………………………………………………………….59

شکل۲: طیف زیر قرمز لیگاند pydco…………………………………………………………………………………………………….59

شکل3:داده­هايتجزیه­ي عنصري ترکیب ۱  [Mn₂(pydco)₂(phen)₂(H₂O)₂] •H₂O………………………….60

شکل4: طیف زیر قرمز ترکیب ۱  [Mn₂(pydco)₂(phen)₂(H₂O)₂] •H₂O…………………………………………..60

شکل5:‏‎‎داده­هاي تجزیه­ي عنصري ترکیب ۲‏‎[Mn(3-pyco)₂(H₂O)₄] ‎‏ ‏……………………………………………………63

شکل6: طیف زیر قرمز ترکیب ۲[Mn(3-pyco)₂(H₂O)₄] ……………………………………………………………………….63

 

 

 

 

 

 

فهرست جدول­ها

جدول۱-۱: مثال­هایی از خود تجمعی (S: استاتیک،D : پویا، T: تطبیق الگو و B: زیستی) ………………..15

جدول 3-1: ترکیب­هاي تهیه شده در این پروژه ………………………………………………………………………………….35

جدول ۳-۲: مقدارهای درصد وزنی نظری و تجربی ترکیب ۱………………………………………………………………..36

جدول ۳-۳: مقدارهای درصد وزنی نظری و تجربی ترکیب 2……………………………………………………………….43

جدول ۳-4: کمپلکس­های سنتز شده بدون آنالیز پراش پرتوی ایکس…………………………………………………51

جدول۱:داده­هاي بلور شناختی ترکیب ۱………………………………………………………………………………………………..61

جدول۲: گزیده­ای از طول پیوندها[Å]  در ترکیب ۱………………………………………………………………………………61

جدول۳: گزیده­ای از زاویه­هاي پیوندي [º]  در ترکیب ۱ ………………………………………………………………………62

جدول۴: طول [Å]  پیوند هیدروژنی در ترکیب۱ …………………………………………………………………………………62

جدول5:داده­هاي بلور شناختی ترکیب ۲ ………………………………………………………………………………………………64

جدول6: گزیده­ای از طول پیوندها[Å]  در ترکیب ۲ …………………………………………………………………………….65

جدول7: گزیده­ای از زاویه­هاي پیوندي[º]  در ترکیب ۲ ………………………………………………………………………65

جدول8: گزیده­ای از طول  [Å] پیوندهای هیدروژنی در ترکیب ۲ ………………………………………………………66