فهرست مطالب

پژوهش های شیمی - سال پنجم شماره 2 (پیاپی 9، پاییز و زمستان 1401)

نشریه پژوهش های شیمی
سال پنجم شماره 2 (پیاپی 9، پاییز و زمستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1402/10/24
  • تعداد عناوین: 8
|
  • رضا حداد، علی روستایی، محمد حداد، مهدی مقربی منظری صفحات 123-130

    به دلیل تهدیدات شیمیایی و بیولوژیکی ناشی از حملات تروریستی نیاز به توسعه مواد خلاقانه و کاربردی جهت طراحی مواد جدید با قابلیت و کارایی بالا در جذب و تخریب عوامل شیمیایی فسفردار و گوگردی در محل ضروری به نظر می رسد تا از تهدید سلامتی پرسنل نظامی و غیرنظامیان در برابر این عوامل پیشگیری شود. در این مقاله نانوالیاف کامپوزیتی PAN/[POMo] با استفاده از فرایند الکتروریسی در شرایط محیطی بعد از بهینه سازی پارامترهای مختلف و تاثیر گذار بر روی نانوالیاف با میانگین قطر حدود 150 نانومتر تهیه شد. نانوالیاف مذکور قابلیت تخریب 2-کلرو اتیل اتیل سولفید و دی اتیل سیانو فسفونات را در دمای اتاق دارا می باشد به طوری که 2-کلرو اتیل اتیل سولفید در حضور این نانوالیاف و هیدروژن پراکساید بعد از حدود 2 دقیقه با کارایی و گزینش پذیری 100% به 2-کلرو اتیل اتیل سولفوکسید اکسید شد. دی اتیل سیانو فسفونات نیز به عنوان یک شبه عامل اعصاب در حضور نانوالیاف مذکور بعد از حدود 7 دقیقه با کارایی حدود 98% به ترکیبات غیر سمی تجزیه شد. نانوالیاف PAN/[POMo] قابلیت استفاده مجدد در هشت مرحله واکنش پی در پی را در تخریب عوامل شیمیایی بدون هیچ گونه کاهشی در راندمان از خود نشان داد.

    کلیدواژگان: پلی آکریلونیتریل، شبه عوامل فسفردار و گوگردی، اکسایش، نانوالیاف، آبکافت، پلی اکسومولیبدات
  • الهام سادات طباطبایی، مریم دقیقی اصلی صفحات 131-140

    در این مطالعه، با استفاده از محاسبات نظری توابع دانسیته DFT، واکنش های استخلافی COدر لیگاندهای سیکلوپنتادی انیل و ایندنیل در کمپلکس های [M(η5-Cp)(η1-Cp)(CO)2] (I) ، [M(η5-Cp)(η1-indenyl)(CO)2] (II) و [M(η5-indenyl)(η1-indenyl)(CO)2] (III) مورد بررسی قرار دادیم. واکنش های تفکیک اولین و دومین CO منجر به تشکیل کمپلکس های ساندویچی ، و می شوند. سد انرژی فعال سازی تفکیک CO برای کمپلکس های I، II و III محاسبه شد . محاسبات ما نشان می دهد که سد انرژی فعال سازی در واکنش های جانشینی اولین و دومین CO در کمپلکس های II و III در مقایسه با کمپلکس I بالا رفته است که بیان می کند جفت الکترون های پیوندπ در سیستم ƞ3 -ایندنیل در مقایسه با سیستم ƞ3 - سیکلوپنتادی انیل ویژگی نوکیونیلی کمتری دارد. هم چنین کمپلکس های I، II و III دو مسیر واکنش متفاوت از طریق تشکیل دو حد واسط مونوکرمونیل ایزومراندو واگزو طی می کند که در نهایت دریافتیم مسیر مستعدتربرای واکنش استخلافیCO از طریق حد واسط مونوکرمونیل ایزومراگزو است.

    کلیدواژگان: نظریه توابع دانسیته، سد انرژی فعال سازی، واکنش های استخلافی CO، لیگاند سیکلوپنتادی انیل، لیگاند ایندنیل، حدواسط مونوکرمونیل
  • حسین قاسم پور، کوروش ادیب صفحات 141-151

    در این تحقیق دو چارچوب فلز-آلی برپایه فلز زیرکونیوم به نام های (MOF) UiO-66 و UiO-66(NH2) سنتز شده و به کمک طیف سنجی مادون قرمز (FT-IR)، پراش اشعه ی X پودری (PXRD) و جذب/واجذب گاز نیتروژن (BET) شناسایی شدند. در کنار این MOFها، دی متیل نیتروفنیل فسفات (DMNP) به عنوان یک شبه عامل عصبی سنتز شده و توسط طیف سنجی های فرابنفش-مریی (UV-Vis) و رزونانس مغناطیسی هسته (NMR) شناسایی گردید. DMNP به دلیل دارا بودن شباهت خواصی و ساختاری به عوامل عصبی فسفره، به عنوان مدل جایگزین انتخاب شد تا کارآمدی MOF های تهیه شده در حذف عوامل عصبی مورد مطالعه قرار گیرد. به منظور دنبال کردن غلظت DMNP در طول فرآیند حذف از طیف سنجی UV-Vis استفاده گردید. نتایج نشان داد چارچوب های UiO-66 و UiO-66(NH2) از توانایی بالایی در هیدورلیز کاتالیزوری DMNP در محیط آبی و بافر خنثی برخوردار می باشند. همچنین جذب DMNP از محیط آلی نیز مورد مطالعه قرار گرفت و نتایج نشان داد که مقادیر درصد حذف (R%) DMNP توسط جاذب های UiO-66 و UiO-66 (NH2) به ترتیب برابر با 76.5و 66.8 درصد در 50 میلی لیتر محلول با غلظت ppm 50 می باشد. بررسی پایداری جاذب ها بعد از فرآیند جذب نیز از طریق تکنیک PXRD نشان داد که جاذب ها قابل بازیافت هستند.

    کلیدواژگان: چارچوب های فلز-آلی، دی متیل نیتروفنیل فسفات، عوامل عصبی، آب کافت
  • علیرضا اویسی، صبا دلیران صفحات 153-159

    در سال های اخیر سنتز ترکیبات هتروسیکلی با فعالیت های بیولوژیکی و دارویی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این کار تحقیقاتی یک چارچوب فلز-آلی بر پایه زیرکونیوم،NU-1000 (NU = Northwestern University) ، با مساحت سطح 2100 مترمربع بر گرم با روش حلال گرمایی از واکنش بین زیرکونیوم کلرید، 1،3،6،8-تتراکیس(4-کربوکسی فنیل)پیرن و بنزوییک اسید در حلال دی متیل فرمآمید تهیه شد. این ساختار با استفاده از روش های مختلف مانند پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، جذب و واجذب گاز نیتروژن و آنالیز توزین حرارتی شناسایی شد. سپس از این چارچوب فلز-آلی، به دلیل تخلخل بالا، پایداری شیمیایی و گرمایی قابل توجه، به عنوان نانوکاتالیزگر ناهمگن برای سنتز مشتقات 3،2-دی-هیدورکویینازولین-H)1(4-اون ها، واحد اصلی ساختاری در برخی ترکیبات دارای خواص بیولوژیکی، از واکنش سه جزیی ایزاتوییک انیدرید با آمین های نوع اول (یا آمونیوم استات) و آلدهیدها تحت شرایط گرمایی بدون حلال استفاده شد. در شرایط واکنش، کاتالیزگر پایدار بوده و بدون از دست دادن فعالیت خود چندین بار قابل استفاده می باشد. این چارچوب نانوساختار شامل خوشه های هشت وجهی Zr6 و جایگاه های فعال اسید لوییس می باشد. به کاربردن یک چارچوب فلز-آلی مزومتخلخل به عنوان کاتالیزگر ناهمگن در واکنش های سه جزیی تهیه 3،2-دی هیدورکویینازولین-H)1(4-اون ها برای نخستین بار گزارش می شود.

    کلیدواژگان: کاتالیزگر ناهمگن، چارچوب فلز-آلی بر پایه زیرکونیوم، ساختارهای مزوحفره، نانوساختارها، واکنش سه جزی
  • محسن گلبن حقیقی صفحات 161-165

    در این مقاله به بررسی واکنش کمپلکس آلی فلزی پلاتین (II) با لیگاند سیکلومتاله و حاوی لیگاند کی لیت بیس(دی فنیل فسفینو)اتان ، [Pt (ppy) Me (dppe)] ، 2، که در آن لیگاند سیکلومتاله ppy ترکیب 2- فنیل پیریدین می باشد، در واکنش با کمپلکس آلی فلزی [Pt Me2 (dmso)2] ، 3، پرداخته شده است که محصولات [Pt (ppy) Me (dmso)] ، ’1، و کمپلکس [Pt Me2 (dppe)] ، 4، تشکیل می شود. در این واکنش نادر، محصولات حاصل از انتقال لیگاند کی لیت dppe از کمپلکس 2 به 4 تشکیل می شوند. این واکنش توسط طیف سنجی چند هسته ای NMR مورد مطالعه قرار گرفته و مکانیسم مهاجرت این لیگاند نیز پیشنهاد شده و از طریق محاسبات کامپیوتری DFT نیز مورد بررسی قرار گرفته است. با معرفی این واکنش پذیری می توان مسیری را برای محققین فراهم نمود تا انواعی از کمپلکس های دو هسته ای نامتقارن با لیگاند پلساز dppe را ایجاد نمود که از نظر ساختاری و خواص، می توانند ویژگی های جذابی داشته باشند.

    کلیدواژگان: پلاتین، سیکلومتاله، کی لیت، بیس (دی فنیل فسفینو) اتان
  • میترا زیاری، سپیده حبیب زاده، خدیجه دیده بان، حمیدرضا مردانی صفحات 167-175

    خارش اورمیک یک علامت شایع در بیماران مبتلا به بیماری مزمن کلیه است که حدود یک سوم بیماران دیالیزی را تحت تاثیر قرار داده و کیفیت زندگی آنها را تا حد زیادی کاهش می دهد. استفاده از داروهای مشتق شده از گیاهان طبیعی می تواند راهی جایگزین برای محدود کردن و درمان خارش اورمیک در بیماران کلیوی باشد. این تحقیق برای ارزیابی پتانسیل ضد خارش برخی از ترکیبات زیست فعال نارنج انجام شده است. فرایند شبیه سازی داکینگ مولکولی برای برهمکنش 9 ترکیب طبیعی نارنج با محل های اتصال فعال موجود در چهار گیرنده پروتیینی مرتبط با مکانیسم خارش انجام شد. نتایج نشان داد که ترکیبات منتخب نارنج، گیرنده های کاپا-اپیوییدی 4DJH، 6VI4، 6B73 و گیرنده جفت شده با پروتیین-G،5ZTY ، را به خوبی مهار می کنند و اثر بازدارندگی قویتری در مقایسه با داروی ضد خارش Gabapentin دارند. با توجه به امتیازات اتصال (DS) که در محدوده 8/72- تا 4/88- قرار می گیرند و همچنین مقادیر ثابت های بازدارندگی (Ki)، رویهمرفته بهترین فعالیتهای ضد خارش متعلق است به لیگاندهای Nobiletin ، Caryophyllene، Naringenin و Tangeretin. نتایج اتصال نشان داد که می توان ترکیبات طبیعی نارنج را به عنوان منبع ارزشمندی برای مهار خارش اورمیک در نظر گرفت.

    کلیدواژگان: ترکیبات زیست فعال، خارش اورمیک، داکینگ مولکولی، ضد خارش، نارنج
  • محسن سرگلزایی* صفحات 177-186

    اندازه گیری ضریب شکست توتومرها به دلیل واکنش تعادلی که بین آن ها وجود دارد،مشکل می باشد. لذا در این مقاله، ما از روش های نظری از جمله شبیه سازی دینامیک مولکولی و نظریه تابعی چگالی برای به دست آوردن ضریب شکست برای توتومرهای مونوآمین و ایمیدازولیدین استفاده کردیم. برای محاسبه دانسیته عددی از شبیه سازی دینامیک مولکولی استفاده شد وبرای این منظور از میدان نیروی GAFF استفاده گردید. از سوی دیگر، محاسبات کوانتومی با سطح B3LYP و مجموع توابع پایهG**++ 6-311 برای بدست آوردن قطبش پذیری متوسط مولکولها انجام گرفت. با استفاده از دانسیته های بدست آمده و قطبش پذیری های متوسط، ضریب شکست مولکولها از معادله لورنتز-لورنز محاسبه گردید. نتایج نشان می دهد که مقادیر دانسیته برای توتومرهای حاوی حلقه پنج عضوی کمتر از توتومرهای خطی می باشند. همچنین مشخص شد که با افزایش طول موج، ضریب شکست هر دو توتومر کاهش می یابد. علاوه بر این یافته ها، نتایج بدست آمده نشان داد که تغییر گروه استخلافی بر مقادیر ضریب شکست تاثیر گذار می باشند.

    کلیدواژگان: توتومریسم، چگالی عددی، طول موج، قطبش پذیری
  • مهدی رحیمی، رضا صفری*، مختار عباسی، مرتضی میرزایی ازندریانی، حمید هادی صفحات 187-195

    دچکیده. در این مقاله، ابتدا ارتباط میان تابع چگالی حالت پایه ی الکترونی یک مولکول شیمیایی را با یک فضای پارامتری ساز از طریق حل معادله ی شرودینگر ا ز نظر می گذرانیم. سپس با استفاده از توابع چگالی الکترونی متناظر با هر مولکول، ساختارهای مولکولی را از دریچه ی نظریه ی اطلاعات مورد مطالعه قرار می دهیم. به این منظور به هر مولکول، خانواده ای پارامتری شده از توابع چگالی الکترونی نظیر کرده و کمیتی به نام اطلاعات فیشر برای آن ها درنظر می گیریم. در نهایت به کمک مدل ارائه شده، یک کران پایین برای خطای برآورد پیکربندی های هسته ای یک مولکول را به دست می آوریم. سپس مدل ارائه شده در مقاله را برای یون مولکول هیدروژن به کار گرفته و به کمک تابع چگالی الکترونی یون مولکول هیدروژن ، اطلاعات فیشر متناظر با این مولکول را محاسبه می نماییم. درنهایت، به کمک نامساوی کرامر-رائو، یک کران پایین برای خطای برآورد پیکربندی هسته ای یون مولکول هیدروژن به دست آورده و نتایج حاصل را به کمک آن توصیف می نماییم. پیش بینی می شود نتایج این پژوهش بتواند افقهای جدیدی را در بررسی و تحلیل کوانتومی پیکربندی زیرسامانه های مولکولی بگشاید.

    کلیدواژگان: تابع چگالی الکترونی، اطلاعات فیشر، ساختار مولکولی، نامساوی کرامر-رائو
|
  • Reza Haddad, Ali Roostaie, Mohammad Haddad, Mehdi Mogharabi Pages 123-130

    Due to the chemical and biological threats caused by terrorist attacks, the need to develop creative and practical materials to design new materials with high capability and efficiency in absorbing and destroying chemical agents of phosphorus and sulfur in place seems necessary to threaten the health of military personnel and prevent civilians from these factors. In this paper, PAN/[POMo] composite nanofibers were prepared using electrospinning process in environmental conditions after optimizing various parameters and affecting nanofibers with an average diameter of about 150 nm. The nanofibers are capable of degrading 2-chloroethyl ethyl sulfide and diethyl cyanophosphonate at room temperature so that 2-chloroethyl ethyl sulfide in the presence of these nanofibers and hydrogen peroxide after about 2 min with 100% efficiency and selectivity to 2-chloroethyl ethyl sulfoxide. Diethyl cyanophosphate as a neurotransmitter in the presence of these nanofibers was decomposed into non-toxic compounds after about 7 minutes with an efficiency of about 98%. PAN/[POMo] nanofibers showed the ability to be reused in eight successive reaction steps in the degradation of chemical agents without any reduction in efficiency.

    Keywords: Polyacrylonitrile, Phosphorus, sulfur simulants agents, Oxidation, Hydrolysis
  • Elham sadat Tabatabaie, maryam daghighi asli Pages 131-140

    In this investigation, density functional theory calculations were used to compare the CO substitutions reaction of the Cp (Cp=C5H5) and indenyl(Indenyl=C7H9) ligands in the complexes (ƞ5-C5H5) Fe (CO)2(ƞ1-C5H5) (I), (ƞ5-C5H5) Fe (CO)2(ƞ1-indenyl) (II), (ƞ5-indenyl) Fe (CO)2(ƞ3-indenyl) (III). The reaction dissociation of carbonyl ligands leads to the formation of sandwich complexes Fe(η5-C5H5)2, Fe (η5-C5H5) (η5-indenyl) and Fe (η5-indenyl)2. The activation energy barrier of CO substitutions reaction was calculated for complexes I, II and III. Our calculations show that he activation energy barrier in the first and second CO substitution reactions in complexes II and III is higher than in complex I which indicate that the pair of π - bonded electron in the ƞ3-indenyl ligand has less Nucleophilic properties than the ƞ3- cyclopentadienyl ligand. In addition, calculations show that the monocarbonyl complexes are stable in the exo form and the CO substitution by endo ƞ3-indenyl form never happens.

    Keywords: Density functional theory, activation energy barrier, substitution CO, cyclopentadienyl ligand, indenyl ligand, monocarbonyl intermediate
  • Hossein Ghasempour, Kourosh Adib Pages 141-151

    In this study, two zirconium-based metal-organic frameworks (MOF) named UiO-66 and UiO-66(NH2) were synthesized and characterized through Fourier transform infrared (FT-IR), powder X-ray diffraction (PXRD) and N2 sorption/desorption (BET) analysis. Beside these MOFs, dimethyl 4-nitrophenylphosphate (DMNP) as a nerve agent simulant was synthesized and characterized via ultraviolet-visible (UV-Vis) spectroscopy and nuclear magnetic resonance (NMR). Due to its properties and structure similarity to phosphorus nerve agents, DMNP was selected as a less toxic alternative model, to investigation the ability of prepared MOFs for nerve agent removal. UV-Vis spectroscopy was used to monitor the DMNP concentration during the removal process. The results showed that UiO-66 and UiO-66(NH2) display high ability in catalytically hydrolysis of DMNP in the aqueous solution and neutral buffer. The removal percentage (R%) of DMNP from the organic medium was also studied and the results showed that the removal R% of 50 mL of DMNP (50 ppm) were about 76.5 and 66.8% for UiO-66 and UiO-66(NH2), respectively. Examination of the stability of the adsorbents after the adsorption process by the PXRD technique also showed that the adsorbents are recyclable.

    Keywords: metal-organic frameworks, nerve agent, dimethyl 4-nitrophenylphosphate DMNP, Hydrolysis
  • AliReza Oveisi, Saba Daliran Pages 153-159

    In recent years, the synthesis of heterocyclic compounds with biological and pharmacological activities has received much attention In this work, a mesoporous zirconium‐based metal-organic framework (MOF), namely NU-1000 (NU stands for Northwestern University) with a BET surface area of 2100 m2/g was prepared via solvothermal reaction of zirconium chloride, 1,3,6,8-tetrakis(4-carboxyphenyl)pyrene (H4TCPPy) and benzoic acid in dimethylformamide. The structure was characterized by scanning electron microscopy, powder X-ray diffraction, N2 adsorption-desorption and thermogravimetric analysis. Then, due to the high porosity, remarkable thermal and chemical stability of the Zr4+ based MOF, it was used as an heterogeneous catalyst for the synthesis of 2,3-dihydroquinazilin-4(1H)-ones as core structural unit in various biologically active compounds, employing three-component reactions of isatoic anhydride with primary amines (or ammonium acetate) and aldehydes under thermal solvent-free conditions. The solid was stable and reused several times without the loss of any activity in the process. The nanostructure framework consists of octahedral Zr6 clusters with open accessible zirconium Lewis acidic sites. Based on our knowledge, this is the first report on the three-component synthesis of quinazilin-4(1H)-ones by using a mesoporous zirconium metal-organic framework as heterogeneous catalyst.

    Keywords: Heterogeneous catalyst, Zr-based metal-organic framework, Mesoporous structures, Nanostructures, Multicomponent reaction
  • Mohsen Golbon Haghighi Pages 161-165

    The chemistry of cyclometalated organometallic compounds is of great current interest, on the basis of applications of such compounds in stoichiometric or catalytic organic synthesis and in sensing and functional materials . As in other areas of organometallic chemistry, studies of the cyclometalation of platinum complexes have given many interesting complexes as well as new insight into the mechanisms of the reactions. 2-Phenypyridine (abbreviated as HC^N) and biphosphines (PP) are two of the most common and important classes of ligands employed in organometallic chemistry. The cyclometalated organoplatinum(II) complexes with chelating bis (diphenylphosphino) ethane [Pt (κ1-C-C^N) R (dppe)], 2, in which C^N is ppy ( deprotonated 2-phenylpyridine) were reacted with dimethylplatinum complex [Pt Me2 (dmso)2], 3, to give [Pt (C^N) R (dmso)], 1’, and [Pt Me2 (dppe)], 4. The reaction was studied by multinuclear NMR spectroscopy and the reaction pathway and mechanism of this dppe migration was proposed and confirmed by DFT calculations.

    Keywords: Platinum, Cyclometallated, Chelate, dppe
  • mitra ziari, sepideh habibzadeh, khadijeh didehban, hamidreza mardani Pages 167-175

    Uremic pruritus is a frequent symptom in patients with chronic kidney disease, which affects about one-third of dialysis patients and greatly reduces their quality of life. Using drugs derived from natural plants can be an alternative way to limit and treat uremic pruritus in kidney patients. This research was conducted to evaluate the antipruritic potential of bioactive compounds of Bitter orange. A molecular docking simulation was performed on the nine natural components of Bitter orange against the active binding sites of four protein receptors related to the itching mechanism. The results showed that the selected compounds could inhibit kappa-opioid receptors 4DJH, 6VI4, 6B73, and G protein-coupled receptor 5ZTY well and have a stronger inhibitory effect compared to the anti-itch drug Gabapentin. According to the binding scores (DS) ranging from -8.72 to -4.88, and inhibition constants (Ki), the best antipruritic activities belong to Nobiletin, Caryophyllene, Naringenin, and Tangeretin ligands. The binding results showed that the natural compounds of orange could be considered a valuable source for inhibiting uremic pruritus.

    Keywords: Antipruritic, Bioactive compounds, Bitter orange, Molecular docking, Uremic pruritus
  • Mohsen Sargolzaei* Pages 177-186

    it is hard to measure the refractive index of tautomers due to the equilibrium reaction between them. Therefore, in this paper, we used theoretical methods such as molecular dynamics simulation and density functional theory to obtain the refractive index for monoamine and imidazolidine tautomers. Molecular dynamics simulation was used to calculate the numerical density and GAFF force field was used for this purpose.On the other hand, quantum calculations with B3LYP level and basis set of 6-311 ++ G **were performed to obtain the average polarizability of the molecules. Using the obtained densities and mean polarizations, the refractive index of the molecules was calculated from the Lorentz-Lorens equation. The results show that the density values ​​for tautomers containing a five-membered ring are lower than linear ones. It was also found that with increasing wavelength, the refractive index of both tautomers decreases. In addition to these findings, the results showed that the change of the substituted group has an effect on the values ​​of the refractive index.

    Keywords: Numerical density, Polarity, Tautomerism, Wavelength
  • Mehdi Rahimi, Reza Safari *, Mokhtar Abbasi, Morteza Mirzaee Azandaryani, Hamid Hadi Pages 187-195

    In this paper, we first review the relationship between the electronic density function of a chemical molecule and a parameterization space via the solution of the Schrödinger equation. Then, using the charge density functions corresponding to a molecule, we study the molecular structures via information theory. To do this, we assign a parameterized family of electron density functions to any molecule, and consider a quantity for them, named Fisher information. Finally, Applying the presented model, a lower bound for the estimation error of configurations of a molecule is given. Then, the model presented in the paper is applied on Hydrogen molecule ion, and the Fisher information corresponding to this molecule is calculated, using the electronic density function of the Hydrogen molecule ion . Finally, applying the Cramer-Rao inequality, a lower bound for the estimation error of the nuclear configuration of Hydrogen molecule ion is attained and the results are described using some plots. It is expected that the results of this research can open new horizons in the investigation and analysis of the quantum configuration of molecular subsystems.

    Keywords: Electronic density function, Fisher information, Molecular structure