نشريه

مطالعه برهمکنش منوترپنهاي خطي با نانو ذره بورنيتريد (12B12N)

اسماعيل وصالي*+، زهرا اميرزاده، خديجه ديدهبان تهران، دانشگاه پيام نور، گروه شيمي

چكيده: ترپنها بيشتر در گياهان به عنوان جزء اصلي روغنهاي ضروري )اسانس( ميباشند. در اين کار پژوهشي برهمکنش مونوترپنهاي خطي با نانوذره فولرن بور نيتري (12(B12N بررسي شد .مونوترپنهاي خطي مورد مطالعه ميرسن، ژرانيول، ژرانيال و نرال است .محاسبههاي کوانتومي روي ساختار مونوترپنهاي خطي انجام شد و نوع جذب و جايگاه هاي جذب مونوترپنهاي خطي روي نانو فولرن بور نيتريد 12B12N بررسي شد. انرژي جذب، انرژي انسجام، انرژي بالاترين اوربيتال ملکولي اشغال شده )(HOMO و پايينترين اوربيتال ملکولي اشغال نشدهLUMO)( براي برهمکنش مونوترپنهاي خطي با نانو ذره بورنيتريد محاسبه شد.
واژههاي كليدي: مونو ترپن خطي؛ 12B12N؛ بور نيتريد؛ محاسبات تئوري؛ نرم افزار ارگوسين.
KEYWORDS: : Linear mono terpenes; B12N12; Boron nitride; Theoretical calculations; Gaussian software.

مقدمه
مونوترپنوئيدها )ترکيبهای ده کربنه( از ترکيب دو واحد به کمک پرتوسنجي فروسرخ (IR( معلوم شد که مونوترپنوئيدهای ايزوپرن)1( به دست ميآيند. اين ترکيبها در اثر اتصال سر به دم طبيعي خطي به تقريب همه به صورت ايزوپروپيليدن هستند .
دو واحد ايزوپرن به دست ميآيند و با اسکلت 2و6-دی متيل اکتان مونوترپنوئيدها در صنايع عطرسازی، غذايي و دارويي استفاده مي شوند.
نمايش داده ميشوند. ايزوپرن به فرمول ملکولي 8C5H مايعي و بسياری از آنها ويژگيهای زيستي از خود نشان ميدهند .
فرار است که در 43 درجه سلسيوس ميجوشد. نام شيميايي ترپنوئيدها را ميتوان از قسمت هايي از گياه که با هوا خشک شده اين ترکيب ،2ـ متيل ـ 1و4 ـ بوتادی ان است. البته اين ماده به حالت آزاد و سپس پودر شدهاند با استفاده از سوکسله با حلالهايي مانند در اسانس ها وجود ندارد. ولي در عين حال سازنده اصلي تمام پتروليم اتر، بنزن، دی اتيل اتر، کلروفرم، اتيل استات، استن ،ترپنها ميباشد 1. ايزوپرن در توليد زيستي ترپنوئيدها دخالت اتانول، متانول و آب که قطبيت آنها به ترتيب افزايش مييابد ندارد، بلکه مشتقهای آن در اين پديده دخيل ميباشند . استخراج کرد 2. کشف سريع ترپنوئيدهای جديد در دهههای اخير

+E-mail: [email protected] عهده دار مکاتبات *
)1( Isoprene
33
نيازمند بهکارگيری فناوریهای جديد جداسازی و اسپکتروسکوپي بودهاست. کاربرد فناوری رزونانس مغناطيسي هسته) NMR( دوبعدی، کمک ويژهايي در تعيين ساختار ترپنوئيدهای جديد نموده است. دادههای طيفي و اطلاعات فيزيکي موجود در منابع علمي گوناگون کمک شاياني در تعيين ساختار ترپنوئيدهای جديد مينمايد. اطلاعاتي مانند نقطههای ذوب و جوش، فرمول ملکولي و چرخش نوری و استفاده از يافتههای کامپيوتری در مورد ترپنوئيدها، در شناسايي و تعيين ساختار دقيق ترپنوئيدها بسيار مؤثر است. امروزه استفاده از فناوری پيشرفته GC و GC/MS )شامل دو دستگاه کروماتوگرافي گازی و اسپکتروسکوپي جرمي که با هم جفت شدهاند( شناسايي ترپنوئيدهای موجود در گياهان را آسان کرده است 1.
-417824665956

ترکيبهای نانوذرههای کربني و مشتقهای دوپ شده آنها از اهميت بالايي برخوردارند 4. نانو ساختارهای BN دارای طيف گستردهای از ويژگيهای جذاب مانند ثبات و استحکام در دمای بالا، ثابت دی الکتريک کم، رسانايي حرارتي بزرگ و مقاومت در برابر اکسايش ميباشد. که اين منجر به تعدادی از کاربردهای بالقوه آن به عنوان مواد الکترونيکي ميشود [3. فاولر)1( و همکاران در سال 1991 ميلادی ]5[ نشان دادهاند که 12N12B بهعنوان فولرن بور نيتريد مهمي است که به نظر ميرسد نسبت به ديگر ترکيبهای پايدارتر ميباشد .اوکو)2( و همکاران در سال 2003 ميلادی ]6[، کلاستر12B12N را تهيه کردهاند و آن را با پرتوسنجي جرمي زمان پرواز شرح دادهاند. نشان داده شد که کلاستر 12B12N مطلوب و ارجح، دارای ساختار براساس آرايش هشت وجهي ميباشد که تمام رأسهای بور و همچنين رأسهای نيتروژن هم ظرفيتاند] 8 ، 1[. اين خوشهها از حلقههای چهار و شش عضوی BN تشکيل شده است .بايي و همکاران در سال 2012 ميلادی جذب 2CO با استفاده از فناوری DFT برروی نانو قفس BN را بررسي نمودهاند]9[. در ادامه پژوهشها ،جذب و حذف مولکول ها و ذرههای گوناگون روی نانوذرهها از اهميت ويژه برخوردار شد و مقالههای فراواني در اين زمينه چاپ شد ]13-10[، در اين پژوهش برهمکنش فولرن و مونوترپنهای خطي مورد نظر مطالعه شد .
)5( Geranial
)6( Neral
)7( Density functional theory

بخش نظري
روشهاي محاسباتي
ابتدا محاسبهها روی ساختار چهار مونو ترپن خطي ژرانيول)4(، ميرسن)3(، ژرانيال)5(، نرال)6( و همچنين نانو فولرن 12B12N انجام شد و ساختار بهينه آنها به دست آمد. سپس هر يک از اين مونو ترپنها از جهتهای گوناگون با نانو فولرن بور نيتريد برهمکنش داده و انرژی جذب با استفاده از معادله زير به دست آمد
Eads EB N12 12MT EB N12 12 EMT )1( به طوری که انرژی جذب : Eads
EB N12 12MT: انرژی کل برهمکنش نانو فولرن بور نيتريد با مونوترپن خطي
12 12EB N: انرژی ساختاری ملکول بور نيتريد EMT: انرژی ساختاری ملکول مونو ترپن خطي سپس انرژی جذب هر يک از کمپلکسها مورد بررسي قرار گرفت و از مقايسه آنها اين نتيجه به دست آمد که مونوترپني با ملکول 12B12N برهمکنش شديدتری دارد که مقدار انرژی جذب کمپلکس آن با بورنيتريد منفيتر باشد.
تمام محاسبهها در اين پژوهش با استفاده از روش نظريه
تابعي دانسيته)1( و در سطح نظریB3LYP/6-31G* و همچنين با استفاده از نرم افزار گوسين 09 انجام شد. در اين مطالعه به ارزيابي برخي شاخصهای واکنش که ممکن است برای تجزيه و تحليل برهمکنشهای ملکولي مفيد باشند پرداخته شد. اين شاخصها شامل انرژی مطلق)انرژی ساختاری(، انرژی انسجام ،انرژی پايداری)انرژی جذب( انرژی هومو، انرژی لومو و انرژی شکاف)سختي( ميباشد. انرژی مطلق همان انرژی تشکيل ساختار است که هر چه اين انرژی منفي تر باشد ساختار پايدارتر است و اين انرژی در انتهای فايل خروجي بهينه شده قرار دارد 15. انرژی انسجام از تفاوت انرژی مطلق ساختار بهينه با مجموع انرژی تک تک اتمهای آن ساختار بهدست ميآيد. انرژی پايداری)جذب( از تفاوت انرژی مطلق ساختار بهينه کمپلکس با مجموع انرژی مطلق مونومرهای تشکيل دهنده آن کمپلکس
)1( Fowler
)2( Oku
)3( Geraniol
)4( Myrcene
31
-2930-5039624

3
ـ

مطلق

و
طول
پيوند

شده

انرژي
جذب
ي

شکل
3
.

پيوند

(
طول
Å
)

)
(
kj/mol
S
E

)
H
(
S
E

H
(
)
T
E

نانو
ساختار

58
/
1


95
/
41


0
/
046


1322
/
03

B…O

64
/
1


83
/
85


0
/
042


1322
/
03

B…double bond

64
/
4

83
/
0

0
/
000


1322
/
0
3

B…CH
4

B…O

B…double bond

3
B…CH

3

ـ

مطلق

و

طول

پيوند

شده

انرژي

جذب



قیمت: تومان

دسته بندی : شیمی و مهندسی شیمی

دیدگاهتان را بنویسید