Design, fabrication and study the catalytic properties of palladium-stabilized on magnetic SBA-15 and IRMOF-3 and MIL-101 (Al) metal-organic frameworks for coupling reactions such as Sonogashira, Mizorouki- Hack and Hiyama

Nuri, Ayat (2020) Design, fabrication and study the catalytic properties of palladium-stabilized on magnetic SBA-15 and IRMOF-3 and MIL-101 (Al) metal-organic frameworks for coupling reactions such as Sonogashira, Mizorouki- Hack and Hiyama. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text
Thesis Nuri.pdf

Download (903kB)
Official URL: http://uma.ac.ir/

Abstract

Research Aim: The purpose of the present project is to design, fabricate and characterize Pd-based catalysts such as SBA-15 and metal-organic frameworks such as IRMOF-3 and MIL-101-NH2 and to evaluate their performance in Sonogashira, Mizoruki-Hack and Hiyama Coupling reactions. Research method: In this study, synthesized products were studied by quantitative and qualitative methods such as FT-IR, 1H NMR, 13C NMR, TEM, SEM, Solid 13C NMR, EDAX, XRD, XPS, ICP and VSM. Findings: In this project, palladium complexed porous magnetic catalysts and palladium-stabilized metal-organic frameworks charachterized by FT-IR, 1H NMR, 13C NMR, TEM, SEM, Solid 13C NMR, EDAX, XRD, XPS, ICP and VSM techniques. Magnetic nano-catalyst after optimization of conditions, used in Sonogashira, Mizoruki-Hack and Hyama coupling reactions. Different derivatives were prepared from Hack and Hima reactions. And palladium-immobilized metal-organic frameworks were investigated in Heck reaction. The results showed that aryl iodide and aryl bromides performed better and the catalysts performed well and were used several times and also they have high TOF. Conclusion: The porous magnetic catalyst functionalized with NHC-Pd (II) complex due to their intrinsic magnetic properties were easily recovered and reused at the end of the reaction using a external magnet, after washing and drying without loss of catalytic activity. This catalyst was recycled to the Heck reaction up to 6 times, the Hiyama reaction 6 times and the Sonogashira reaction 5 times without any noticeable decrease in its efficiency. Also, palladium-stabilized metal-organic frameworks IRMOF-3 and MIL-101-NH2 were recovered by centrifugation so washed and dried and used to other recycle of reaction without any noticeable decrease in catalytic activity. IRMOF-3-Pd (II) was recovered up to 3 times for the Heck reaction and the MIL-101-NH2-Pd(II) recycledup to 4 times for without any appreciable decrease in its efficiency. And more importantly, they are environmentally important.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: طراحی، ساخت و مطالعه خواص کاتالیست¬های پالادیوم تثبیت شده بر روی ذرات مغناطیسی شده SBA-15 و نانوپروس¬های چهارچوب¬های فلز-آلی IRMOF-3 و MIL-101(Al) جهت انجام واکنش¬های کوپلینگ سونوگاشیرا، میرزوروکی-هک و هیاما
Persian Abstract: چکیده: هدف: هدف پروژه حاضر طراحی، ساخت و شناسایی کاتالیزورهایی از قبیل SBA-15 و چهارچوب¬های فلز-آلی از قبیل IRMOF-3 وMIL-101-NH2 بر پایه پالادیم و بررسی کارایی آنها در واکنش¬های جفت شدن سونوگاشیرا، میزوروکی-هک و هیاما می¬باشد. روش‌شناسی پژوهش: در این مطالعه محصولات سنتز شده با روش¬های کمی و کیفی از قبیل FT-IR، 1H NMR،13C NMR، TEM،SEM ،Solid 13C NMR ،EDAX ، XRD، XPS، ICP و VSM بررسی و مطالعه شدند. یافته‌ها: در این پروژه کاتالیزور مغناطیسی متخلخل کمپلکس داده شده با پالادیوم و چهارچوب فلز-آلی تثبیت شده با پالادیوم با تکنیک های FT-IR، 1H NMR،13C NMR، TEM،SEM ،Solid 13C NMR ،EDAX ، XRD، XPS، ICP و VSM شناسایی شد نانو کاتالیزور مغناطیسی پس از بهینه سازی شرایط، در واکنش¬های جفت شدن سونوگاشیرا، میزوروکی-هک و هیاما استفاده شد. مشتقات مختلف از واکنش¬های هک و هیاما تهیه شدند. همچنین چهارچوب-های فلز آلی تثبیت شده با پالادیوم در واکنش مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که آریل یدیدها و آریل برمیدها نتایج بهتری نشان می¬دهند و کاتالیزورها فعالیت خوبی برای واکنش¬های مذکور دارند و چندین بار مورد استفاده قرار گرفتند و همچنین کاتالیزورهای سنتز شده TOF بالایی دارند. نتیجه‌گیری: کاتالیزور متخلخل مغناطیسی عاملدار شده با کمپلکس NHC-Pd(II) به دلیل خاصیت مغناطیسی ذاتی، در پایان واکنش به راحتی و با کمک آهنربای قوی از محیط واکنش بازیابی و استفاده مجدد شد و پس از شست و شو و خشک شدن بدون اینکه کاهش محسوسی در خاصیت کاتالیزوری آن دیده شود دوباره در چرخه واکنش مورد استفاده قرارگرفت. برای واکنش هک تا 6 مرتبه، واکنش هیاما 6 مرتبه و واکنش سونوگاشیرا 5 مرتبه بازیابی شد بدون آن¬که کاهش محسوسی در کارایی آن دیده شود. همچنین چهارچوب¬های فلز-آلی IRMOF-3 وMIL-101-NH2 تثبیت شده با پالادیوم با کمک سانتریفیوژ از محیط واکنش بازیابی و استفاده مجدد شدند و پس از شست وشو و خشک شدن بدون اینکه کاهش محسوسی در خاصیت کاتالیزوری آن دیده شود دوباره در چرخه واکنش مورد آزمایش قرارگرفت. برای واکنش هک، کاتالیزور IRMOF-3-Pd(II) تا 3 مرتبه و کاتالیزور MIL-101-NH2-Pd(II) تا 4 مرتبه بازیابی شد بدون آن¬که کاهش محسوسی در کارایی آن دیده شود، که از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است و مهمتر از آن از نظر زیست محیطی دارای اهمیت می¬باشد.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Mansoori, YagoubUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Bezaatpour, AbolfazlUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Basic Sciences > Department of Chemistry
Divisions > Faculty of Basic Sciences > Department of Chemistry
Divisions: Subjects > Faculty of Basic Sciences > Department of Chemistry
Faculty of Basic Sciences > Department of Chemistry
Date Deposited: 26 Oct 2020 07:19
Last Modified: 26 Oct 2020 07:19
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/11868

Actions (login required)

View Item View Item