کوتاه پژوهشي

گندله آهن: يک کاتاليست طبيعي و قابل بازيافت براي تهيه دي هيدروپيريميدينها در محيط آبي

مليحه مکثايي، عنايتاله شيخ حسيني*+
گروه شيمي، واحد کرمان، دانشگاه آزاد اسلامي، کرمان

چكيده: با توجه به اهميت هتروسيکلهاي دي هيدرو پيريميدين به عنوان ترکيبهاي فعال زيستي و داراي اثرهاي
دارويي متنوع در شيمي و بيوشيمي، در اين پژوهش از گندله اهن به عنوان يک کاتاليست طبيعي ناهمگن و قابل بازيافت براي تهيه مشتقهاي 3، 4- دي هيدروپيريميديني با واکنش سه جزيي و تک مرحله اي اتيل استو استات، اوره و انواع متفاوتي از آلدهيدهاي آروماتيک در حلال آب و اتانول استفاده شد. از برتريهاي روش ارايه شده ميتوان به بازده خوب فراورددهها، ارزان و طبيعي بودن کاتاليست ،قابليت استفاده دوباره کاتاليست و روش جداسازي و خالص سازي آسان اشاره کرد. استفاده از آب به عنوان محيط واکنش اين فرايند را از نظر اقتصادي به صرفه و از لحاظ زيست محيطي ارزشمند ميسازد.
واژه هاي كليدي: دي هيدروپيريميدين؛ واکنش چند جزئي؛ کاتاليست طبيعي؛ گندله آهن؛ محيط آب .يKEYWORDS: Dihydropyrimidine; Multicomponent reaction; Natural catalyst; Iron ore pellet;
Aqueous media.

مقدمه
واکنشهاي چند جزئي واکنشهايي ميباشند که در آنها شکستن تعداد زيادي از پيوندها به صورت همزمان ميباشد که دو يا بيشتر از چند جزء در يک ظرف واکنش با هم واکنش داده باعث ميشود مقداري از انرژي مورد نياز واکنش از تشکيل پيوندها و فراورددهي پاياني که داراي بخشهايي از همه اجزاي مواد اوليه تأمين شود. البته بايد به اين نکته توجه داشت که در توسعه باشد، تشکيل ميشود [2-1]. واکنشهاي چند جزئي با ترکيب واکنشهاي چند جزئي نوين، از يک سو بايد واکنش پذيري چندين مرحله تهيه بدون جدا کردن حدواسط و تغيير شرايط ، مواد اوليه با يکديگر و از سوي ديگر واکنشپذيري و سازگاري سنتز دلخواهي را سبب ميشوند. از اين رو، اين گونه واکنشها مولکولهاي حد واسط توليد شده در ظرف واکنش را در نظر گرفت.
از اهميت ويژهاي در شيمي آلي و دارويي برخوردار هستند . از اين رو تعداد واکنشهاي چند جزئي شناخته شده نسبت اين واکنشها به دليل کوتاهي و تنوع فرايندهايي که شامل ميشوند به واکنشهاي معمول در شيمي محدود است [3].
بسيار مورد توجه هستند. همچنين اين دسته از واکنشها دي هيدروپيريميدونها دستهاي از هتروسيکلهاي آلي نيتروژندار به دليل صرفهجويي در زمان، هزينههاي مورد نياز و ويژگي ميباشند که از واکنش سه جزئي آلدهيدهاي آروماتيک ،ترکيبهاي تک مرحلهاي بودن آنها براي سنتزهاي خودکار بسيار مفيدند [1]. β ـ دي کربونيل و مشتقهاي اوره به دست ميآيند. اين ترکيبها يکي ديگر از ويژگيهاي بارز واکنشهاي چند جزئي تشکيل و که براي اولين بار توسط بيجينلي در 1981 ميلادي [4] گزارش شدند.

+E-mail: [email protected] عهده دار مکاتبات *

75184-4606882

شکل 1ـ روشهاي معمول براي تهيه دي هيدروپيريميدين: الف( تهيه دي هيدروپيريميدين به روش بيجينلي.
ب( تهيه دي هيدروپيريميدين به روش اتوال. ج( تهيه دي هيدروپيريميدين به روش شتالو.

هرچند در ابتداي دروه عمر دي هيدوپيريميدينها توجه زيادي به آنها نميشد اما با کشف ويژگيهاي زيستي و درماني آنها در چند دهه اخير مورد توجه واقع شده اند. به طور کلي سه ديدگاه عمومي براي تهيه دي هيروپيريميدينها وجود دارد که بهصورت شمايي در شکل 1 آورده شده است. در ديدگاه اول که همان تهيه کلاسيک بيجينلي ميباشد که داراي تراکم سه گانه اوره، آلدهيد و ترکيبهاي 1، 3-دي کربونيل در محيط اسيدي ميباشد [4].
ديدگاه دوم که توسط )اتوال1( پيشنهاد شد با واکنش دوجزئي مشتقهاي اوره با 2-متيلن -1، 3-دي کربونيلها در حضور 3NaHCO پيش ميرود. ديدگاه سوم شامل واکنش سه گانه آلدهيد ،اوره و سولفونيک اسيد ميباشد که با آميدوالکيلاسيون و سپس حلقهزايي همراه ميباشد و به ديدگاه )شوتالو2( معروف شده است [5].
)2( Shutalev
323852649832

دي هيدروپيريميدينها و مشتقهاي آنها کاربردهاي زيستي و دارويي گستردهاي از جمله ضدويروس، ضد سرطان، ضد باکتري، ضد التهاب و ضد ايدز از خود نشان دادهاند [9-6]. افزون براين اسکلت ديهيدروپيريميدين در ساختار بسياري از ترکيبهاي طبيعي زيستي نيز وجود دارد. براي نمونه ميتوان به آلکالوئيدهاي گوانيديني batzelladine و ptilomycalin با منشاء دريايي و ويژگيهاي ضد ايدز و ضد قارچ اشاره کرد. در شکل 2 ساختار تعدادي از اين مشتقهاي زيستي و طبيعي نشان داده شده است. ماهيت يگانه اين ترکيبهاي طبيعي و ويژگيهاي زيستشناسي و درماني آنها باعث شده پژوهشگران تلاش زيادي براي تهيه آنها در از آزمايشگاهها انجام دهند [8]. يکي از مهمترين روشهاي ارايه شده براي تهيه اين خانواده از ترکيبات، استفاده از تراکم بيجينلي درون مولکولي بهعنوان يک مرحله کليدي براي تهيه آنها ميباشد [8].
)1( Atwal

-965136298

شکل 2ـ ساختار تعدادي از ترکيب هاي فعال زيستي داراي اسکلت دي هيدروپيريميدين.

با توجه به اهميت اين ترکيبها تاکنون روشها و کاتاليستهاي گوناگوني از جمله 3[Et3NH][HSO4] ،[11] FeCl [11]،
،[14] L-pyrrolidine ،[13] NH4H2PO4 ،[12] H4H2PO4/MCM-41
[Et3N–SO3H]HSO4 ،[14] Sm(ClO4)3 ،[14] Amberlyst-70 Yb(OTf)3 ،[19] هتروپلي اسيد ،[11] MgBr2 ،[16] Cu(OTf)3 ،[15]
،[22] DBSA ،[21] Mn(OAC)3 ،[21] Bi(NO3)3إ ،[18]
3Ga(OTF) [23]، سيليکا سولفونيک اسيد [24]، پلي اکسو متالات [25]، نانوذرههاي نيکل ـ فريت [26]، نانوکامپوزيتهايTiO2-CNT [21]، هيدروتلسيت [29]، سلولزسولفوريک اسيد[28]، تري اتيل آمونيوم استات [31]، زئوليت [31]، سيليکا سولفوريک اسيد [32]، ليگاند کايرال [14]، کمپلکس[Gmim]Cl-Cu(II) [33]، و کليکس آرنها [34]، براي تهيه آنها بهکار گرفته شده است که هرکدام از اين روشها داراي عيبها و برتريهايي ميباشند.
در سال هاي اخير با توجه به اهميت فرايندهاي شيميايي سالم و سازگار با محيط زيست استفاده از کاتاليستهاي ناهمگن به جاي کاتاليستهاي همگن مورد علاقه شميدانان قرار گرفته است [36-35].
به طور معمول کاتاليستهاي هتروژن داراي انتخابگري بالاتر ، افزايش سرعت بيشتر و ازهمه مهمتر قابل بازيافت ميباشند .

با توجه به اهميت زيستي دي هيدروپيريميدونها و عيبهاي
برخي از روشهاي ارايه شده بهويژه از منظر زيست محيطي و تجربه گروه پژوهشي ما در استفاده از گندله آهن[39-31]، در اين پژوهش از گندله آهن بهعنوان يک کاتاليست طبيعي و سازگار با محيط زيست براي تهيه اين خانواده از ترکيبها استفاده شده است.

بخش تجربي
مواد شيميايي و دستگاهها
مواد شيميايي و حلالهاي بهکار رفته به جز آب مقطر از شرکت مرک، فلوکا و سيگما آلدريچ تهيه شدهاند. جداسازي و خالصسازي به وسيله روشهاي رايج جداسازي انجام شد .
از دستگاه 111 FT-IR براي تهيه طيفهاي IR، از دستگاه NMR 411MHz شرکت Bruker براي تهيه طيفهاي H NMR1 وC NMR 13 و از دستگاه الکتروترمال 8111 براي تعيين نقطه ذوب استفاده شد. از ميکروسکوپ ريزنگار الکتروني SEM )مدلLEO 1455 VP( و ميکروسکوپ عبوري الکتروني TEM
)مدل 121 CM( براي ريخت شناسي سطح جامد اين کاتاليست استفاده شد. در بررسي چگونگي پيشرفت واکنش و زمان پايان آن از فناوري کروماتوگرافي لايه نازک استفاده شد و بازدههاي گزارش شده مربوط به فراوردههاي خالصسازي شده است.

شکل
3
ـ

تصو
ي

ر
SEM

آهن

گندله
.

شکل

3

ـ

تصو

ي

ر

SEM

آهن



قیمت: تومان

دسته بندی : شیمی و مهندسی شیمی

دیدگاهتان را بنویسید