دانشگاه آزاد اسلامي
واحد علوم دارويي
دانشکده شيمي دارويي، گروه شيمي
پايان نامه براي دريافت درجه کارشناسي ارشد “MSc”
گرايش : شيمي کاربردي
عنوان :
مطالعه تشکيل نانوترکيبات پرانرژي 2و2َ بي 1 هيدروژن ايميدازول با روش‌هاي محاسباتي
استاد راهنما :
جناب آقاي دکتر محمود ميرزايي
نگارش :
ساجد پاک
شماره پايان‌نامه: 66 ش ک سال تحصيلي 93-1392
دانشگاه آزاد اسلامي
واحد علوم دارويي
دانشکده شيمي دارويي، گروه شيمي
پايان نامه براي دريافت درجه کارشناسي ارشد ((M.Sc))
گرايش: کاربردي
عنوان :
مطالعه تشکيل نانوترکيبات پرانرژي 2و2ََ بي 1 هيدروژن
ايميدازول با روش هاي محاسباتي
نگارش :
ساجد پاک
ارديبهشت 1393
1- جناب آقاي دکتر محمود ميرزايي
هيات داوران: 2- جناب آقاي دکتر ابراهيم بلالي
3- جناب آقاي دکتر محمد يوسفي
تقدير و تشکر:
با سپاس ازسه وجود مقدس:
آنان که ناتوان شدند تا ما به توانايي برسيم…
موهايشان سپيد شد تا ماروسفيد شويم…
و عاشقانه سوختند تا گرمابخش وجود ما و روشنگر راهمان باشند…
پدرانمان
مادرانمان
استادانمان
????????
باسمهتعالي
فرم ساختار بانك اطلاعات، پايان‌نامه‌هاي كارشناسي‌ارشد
1- شماره شناسايي واحد: 2252- عنوان پايان‌نامه يا رساله: مطالعه تشکيل نانوترکيبات پرانرژي 2و2َ بي 1 هيدروژن ايميدازول با روش‌هاي محاسباتي3- مقطع تحصيلي: 1) كارشناسي ارشد ( 2) دكتري 4- كد پايان‌نامه يا رساله:5- نام گروه آموزشي: شيمي کاربردي6- نام دانشكده: دانشکده شيمي دارويي7- نام استاد راهنماي اول: محمود 8- نام خانوادگي استاد راهنماي اول: ميرزايي9- شماره شناسايي استاد راهنماي اول:10- مرتبه علمي استاد راهنماي اول: 1) استاديار ( 2) دانشيار 3) استاد 11- شماره دانشجويي دانشجو: 90078881912- نام دانشجو: ساجد13- نام خانوادگي دانشجو: پاک14- تاريخ تصويب پايان‌نامه: 14/8/139215- تاريخ دفاعيه: 29/2/1393 28- نمره پايان‌نامه: 65/17
” فرم ارائه چكيده پايان نامه يا رساله ”
عنوان رساله يا پايان نامه: مطالعه تشكيل نانو ترکيبات پرانرژي 2و 22 بي 1 هيدروژن ايميدازول با روشهاي محاسباتينام خانوادگي دانشجو: پاکنام: ساجدمقطع : کارشناسي ارشدتاريخ دفاع:29/2/1393نمره دفاع: 65/17گروه علمي:
علوم پزشكي ?
علوم انساني ?
علوم پايه (
فني و مهندسي ?
كشاورزي ?
هنر ?

رشته تحصيلي:
رشته تحصيلي:
رشته تحصيلي: شيمي
رشته تحصيلي:
رشته تحصيلي:
رشته تحصيلي:

گرايش:
گرايش:
گرايش: کاربردي
گرايش:
گرايش:
گرايش:
نام خانوادگي استاد راهنما (1): ميرزايي
نام خانوادگي استاد راهنما (2):
نام خانوادگي استاد مشاور(1):
نام خانوادگي استاد مشاور(2):
نام: محمود
نام:
نام:
نام:
رتبه دانشگاهي: استاديار
رتبه دانشگاهي:
رتبه دانشگاهي:
رتبه دانشگاهي:
رشته تحصيلي: شيمي – فيزيک
رشته تحصيلي:
رشته تحصيلي:
رشته تحصيلي:
چكيده فارسي پايان نامه يا رساله ( شامل: خلاصه اهداف، روش‌هاي اجرا و نتايج به دست آمده ـ حداكثر در 10 سطر):
اولين بار احتمال دستکاري ماده در سطح نانو توسط ريچارد فاينمن بصورت نوشته شده مطرح شد.کسي که در طول کنفرانس خود به نام ” There`s plenty of room at the bottom ” استفاده از بلوکهاي اتمي براي تجمع در سطح مولکولي را شرح داد. نانولولههاي کربني سامانههاي نانوي منحصر به فرد با خصوصيات مکانيکي و الکترونيکي فوق العاده هستند که از ساختار مولکولي غيرمعمول آنها سرچشمه ميگيرد.در اين تحقيق از تركيب Bi H Imidazole به عنوان تركيب مرجع استفاده شده است ، كه با قرار دادن نانولوله كربن به همراه پروپان در موقعيت هاي مختلف مولكول مرجع خواص ترموديناميكي آنها مورد بررسي قرار ميگيرد. كه اين خواص شامل انرژي،HOMO,LUMO انتالپي ،ممان دوقطبي و ديگر خواص مهم است. و از شيمي محاسباتي براي تعيين پارامتر هاي مختلف استفاده مي شود. ودر آخر تاثير استخلافهاي CNT PR بر مولكول مرجع با هم مقايسه مي شود.
اهداف علمي : گسترش مرزهاي دانش در حوزه نانوترکيبات پرانرژي
اهداف كاربردي : بهره گيري از نانو ساختارها در بهره وري پر انرژي از آنها

فرم تعهد نامه اصالت رساله يا پايان نامه
اينجانب ساجد پاک دانش آموخته مقطع کارشناسي ارشد ناپيوسته رشته شيمي گرايش کاربردي که در تاريخ 29/2/1393 از پايان نامه خودباعنوان مطالعه تشکيل نانوترکيبات پرانرژي 2و2َ بي 1 هيدروژن ايميدازول با روش‌هاي محاسباتي با کسب نمره 17.65 و درجه …………… دفاع نموده ام ،بدين وسيله متعهد مي شوم:
اين پايان نامه حاصل تحقيق و پژوهش انجام شده توسط اينجانب بوده ودر مواردي كه از دستاوردهاي علمي وپژوهشي ديگران (اعم از پايان نامه ،كتاب ،ومقاله و…) استفاده نموده ام ، مطابق ضوابط و رويه موجود ، نام منبع مورد استفاده وساير مشخصات آن را در فهرست مربوطه ذكر ودرج كرده ام.
اين پايان نامه قبلا براي دريافت هيچ مدرك تحصيلي (هم سطح، پايين تر يا بالاتر)در ساير دانشگاهها وموسسات عالي ارائه نشده است.
چنانچه بعد از فراغت از تحصيل ، قصد استفاده يا هر گونه بهره برداري اعم از چاپ كتاب ، ثبت واختراع و… از اين پايان نامه را داشته باشم ، از حوزه معاونت پژوهشي واحد مجوز هاي مربوطه را اخذ نمايم.
چنانچه در هر مقطع زماني خلاف موارد فوق ثابت شود ، عواقب ناشي از آن را مي پذيرم و واحد دانشگاهي مجاز است با اينجانب مطابق با ضوابط ومقررات رفتار نموده ودر صورت ابطال مدرك تحصيلي ام هيچگونه ادعايي نخواهم داشت.

نام و نام خانوادگي:
تاريخ و امضاء:
فهرست مطالب
عنوان صفحه
چکيده فارسي ……………………………………………………………………………………………………………………………………… 1
مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2
فصل اول :کليات
1-1- مباحث بنيادي …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 4
1-1-1- تاريخچه نانو فناوري ……………………………………………………………………………………………………………………………………… 4
1-1-2- تعريف ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 4
1-1-3- سرمايه گذاري ………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 4
1-2- نانو لوله هاي کربني …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 5
1-2-1- زمينه تاريخي ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 6
1-3- ايميدازول ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 9
1-3-1- تعريف …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 9
1-4- خواص فيزيکي ايميدازول ها …………………………………………………………………………………………………………………………. 11
1-4-1- نقطه ذوب و جوش …………………………………………………………………………………………………………………………………… 11
1-4-2- حلاليت ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 13
1-4-3- ويسکوزيته ………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 15
1-4-4- ممان دوقطبي …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 16
1-4-5- خواص فيزيکي مختلف ……………………………………………………………………………………………………………………………… 17
1-5- خواص شيميايي ايميدازول ها ……………………………………………………………………………………………………………………… 18
1-5-1- قدرت پايه اي …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 18
1-5-2- خاصيت شبه اسيدي ………………………………………………………………………………………………………………………………… 20
1-5-3- پايداري شيميايي و خاصيت آروماتيکي …………………………………………………………………………………………………. 21
فصل دوم : مروري بر متون گذشته
2-1- شيمي محاسباتي …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 24
2-2- روش هاي محاسباتي ……………………………………………………………………………………………………………………………………… 25
2-2-1- روش هاي محاسباتي آغازين ……………………………………………………………………………………………………………………… 26
2-2-1-1- روش ميدان خودسازگار هارتري- فاک …………………………………………………………………………………………………. 26
2-2-1-2- نظريه اختلال مولر- پلست ……………………………………………………………………………………………………………………. 26
2-2-1-3- روش هاي نيمه تجربي ………………………………………………………………………………………………………………………… 27
2-2-1-4- روش محاسباتي مکانيک مولکولي ………………………………………………………………………………………………………… 27
2-3- نظريه تابعي چگالي ………………………………………………………………………………………………………………………………………… 28
2-4- سري پايه ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 29
2-5- نرم افزار هاي مورد استفاده ……………………………………………………………………………………………………………………………. 31
2-5-1- نرم افزار گوسين …………………………………………………………………………………………………………………………………………. 31
2-5-2- نرم افزار هاي هايپرکم و گووس ويو ………………………………………………………………………………………………………. 33
فصل سوم : روش هاي پژوهش
3-1- توضيحاتي درباره ي روش محاسبات ……………………………………………………………………………………………………………. 35
3-2- مولکول 2و2َبي هيدروژن ايميدازول ………………………………………………………………………………………………………………. 36
3-3- مولکول CNT-PR ……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 39
3-4- مولکول 2و2َ بي هيدروژن ايميدازول با يک استخلاف ………………………………………………………………………………….. 43
CNT-PR در موقعيت کربن R2
3-5- مولکول 2و2َ بي هيدروژن ايميدازول با يک استخلاف ………………………………………………………………………………….. 47
CNT-PRدر موقعيت کربن R4
3-6- مولکول 2و2َ بي هيدروژن ايميدازول با دو استخلاف ……………………………………………………………………………………. 51
CNT-PR در موقعيت کربنR1 و R2
3-7- مولکول 2و2َ بي هيدروژن ايميدازول با دو استخلاف …………………………………………………………………………………….. 57
CNT-PR در موقعيت کربنR2 و R3
3-8- مولکول 2و2َ بي هيدروژن ايميدازول با دو استخلاف …………………………………………………………………………………… 63
CNT-PR در موقعيت کربنR1 و R4
3-9- مولکول 2و 2َ بي هيدروژن ايميدازول با سه استخلاف …………………………………………………………………………………. 69
CNT-PR در موقعيت کربنR1 و R2 و R3وHG7251
3-10- مولکول 2و2َ بي هيدروژن ايميدازول با سه استخلاف ………………………………………………………………………………… 75
CNT-PR در موقعيت کربنR1 و R3 و R4
3-11- مولکول 2و2َ بي هيدروژن ايميدازول با چهار استخلاف …………………………………………………………………………….. 81
CNT-PR در موقعيت کربن R1 و R2 و R3 و R4
فصل چهارم : نتايج و مشاهدات
4-1- روش بدست آوردن خواص ترموديناميکي مورد نظر ……………………………………………………………………………………. 89
4-2- : تشريح ساختار مدلها، مقادير انرژي، آنتالپي واکنش، بار موليکن، ……………………………………………………….. 90
همسانگرد و نا همسانگرد، ? و Cq بدست آمده
فصل پنجم : بحث و نتيجه گيري
5-1- بررسي انرژي هاي تشکيل بهينه شده ………………………………………………………………………………………………………….. 97
5-2- بررسي گپ انرژي هومو – لومو ………………………………………………………………………………………………………………………. 98
5-3-بررسي ممان دوقطبي ……………………………………………………………………………………………………………………………………… 99
5-4-بررسي آنتالپي واکنش …………………………………………………………………………………………………………………………………. 100
5-5- بررسي بار موليکن ……………………………………………………………………………………………………………………………………… 101
5-6- بررسي پوشش شيميايي همسانگرد و نا همسانگرد …………………………………………………………………………………….. 102
5-7- بررسي ثابت جفت شدگي چهار قطبي هسته Cq ……………………………………………………………………………………… 105
5-8- بررسي تغيير مکان شيميايي ? …………………………………………………………………………………………………………………… 106
5-9-نتيجه گيري …………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 108
منابع ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 109
چکيده انگليسي ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 112
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول 1-1- دماي جوش ترکيبات هتروسيکل پنج عضوي …………………………………………………………………………………… 12
جدول 1-2- دماي جوش ايميدازول با استخلافهاي مختلف …………………………………………………………………………………… 12
جدول 1-3- دماي ذوب تعدادي از ترکيبات ايميدازول با استخلافهاي مختلف …………………………………………………….. 13
جدول 1-4- حلاليت 4يا5 متيل ايميدازول در بنزن ………………………………………………………………………………………………. 14
جدول 1-5- مقادير کمي حلاليت ايميدازول در بنزن و ديو اکسان ………………………………………………………………………. 14
جدول 1-6- ويسکوزيته محلول بنزن، ايميدازول و 4 يا 5 متيل ايميدازول ……………………………………………………….. 15
جدول 1-7- ممان دوقطبي براي برخي ترکيبات ايميدازولها …………………………………………………………………………………. 16
در حلالهاي مختلف بر حسب دباي
جدول 1-8- ممان دوقطبي ايميدازول در غلظتهاي مختلف بر حسب دباي ………………………………………………………….. 16
جدول 1-9- دانسيته، ضريب شکست و مولار حالت انکسار مشتقات …………………………………………………………………….. 17
ايميدازول در دماهاي مختلف
جدول 1-10- کشش سطحي مشتقات ايميدازول در دماهاي مختلف …………………………………………………………………… 18
جدول 1-11- گرماي ذوب و گرماي محلول مشتقات ايميدازول …………………………………………………………………………… 18
در بنزن محلول در غلظت هاي مختلف
جدول 1-12 نقطه ذوب تعدادي از نمکهاي ايميدازول ………………………………………………………………………………………….. 18
جدول 1-13 قدرت پايه اي تعدادي از ايميدازولها ………………………………………………………………………………………………… 19
جدول 3-1 استخلافهاي CNT-PR در موقعيت هاي مختلف …………………………………………………………………………… 36
در مولکول 2و2َ بي 1 هيدروژن ايميدازول
جدول 3-2-1- مقادير انرژي مولکول 2و2َبي هيدروژن ايميدازول بدون گروه عاملي …………………………………………… 37
جدول 3-2-2- بار موليکن براي تک تک اتم هاي 2و2َبي هيدروژن ايميدازول …………………………………………………… 37
جدول 3-2-3- مقادير همسانگرد و ناهمسانگرد براي تک …………………………………………………………………………………….. 38
تک اتم هاي 2و2َبي هيدروژن ايميدازول
جدول 3-2-4- مقادير Cq و ? براي تک تک اتم هاي مولکول ……………………………………………………………………………. 38
2و2َ بي هيدروژن ايميدازول
جدول 3-3-1- مقادير انرژي مولکول CNT-PR ………………………………………………………………………………………………. 39
جدول 3-3-2- : بار موليکن تک تک اتم هاي مولکول CNT-PR ……………………………………………………………………. 40
جدول 3-3-3- مقادير همسانگرد و ناهمسانگرد براي تک تک اتم هاي ………………………………………………………………. 41
مولکول CNT-PR
جدول 3-3-4- مقادير Cq و ? براي تک تک اتم هاي مولکول CNT-PR …………………………………………………… 42
جدول 3-4-1- : مقادير انرژي مولکول 2و2َ بي هيدروژن ايميدازول ……………………………………………………………………. 44
با يک استخلاف CNT-PRدر موقعيت کربن R2
جدول 3-4-2- : مقادير بار موليکن براي تک تک اتمهاي مولکول2و2َبي هيدروژن ……………………………………………. 44
ايميدازول با يک استخلاف CNT-PRدر موقعيت کربن R2
جدول 3-4-3- مقادير همسانگرد و ناهمسانگرد براي تک تک اتمهاي مولکول …………………………………………………… 45
2و2َبي هيدروژن ايميدازول با يک استخلاف CNT-PR در موقعيت کربنR2
جدول 3-4-4- مقادير Cq و ? براي تک تک اتم هاي مولکول2و2َبي هيدروژن ………………………………………………… 46
ايميدازول با يک استخلاف CNT-PR در موقعيت کربن R2
جدول 3-5-1- مقادير انرژي مولکول 2و2َ بي هيدروژن ايميدازول با ………………………………………………………………….. 47
يک استخلاف CNT-PRدر موقعيت کربن R4
جدول 3-5-2- مقادير بار موليکن براي تک تک اتمهاي مولکول2و2َبي هيدروژن……………………………………………….. 48
ايميدازول با يک استخلاف CNT-PRدر موقعيت کربنR4
جدول 3-5-3- مقادير همسانگرد و ناهمسانگرد براي تک تک اتمهاي مولکول …………………………………………………… 49
2و2َبي هيدروژن ايميدازول با يک استخلاف CNT-PR در موقعيت کربنR4
جدول 3-5-4- مقادير Cq و ? براي تک تک اتم هاي مولکول2و2َبي هيدروژن ………………………………………………….. 50
ايميدازول با يک استخلاف CNT-PR در موقعيت کربنR4
جدول 3-6-1- مقادير انرژي براي مولکول 2و2َبي هيدروژن ايميدازول با …………………………………………………………… 51
دو استخلاف CNT-PR در موقعيت کربنR1 و R2
جدول 3-6-2- مقادير بار موليکن براي تک تک اتمهاي مولکول2و2َبي هيدروژن ………………………………………………. 52
ايميدازول با دو استخلاف CNT-PRدر موقعيت کربنR1 و R2
جدول 3-6-3- مقادير همسانگرد و ناهمسانگرد براي تک تک اتمهاي مولکول2و2َبي ………………………………………… 53
هيدروژن ايميدازول با دو استخلاف CNT-PR در موقعيت کربنR1 و R2
جدول 3-6-4- مقادير Cq و ? براي تک تک اتم هاي مولکول2و2َبي هيدروژن ………………………………………………… 55
ايميدازول با دو استخلاف CNT-PR در موقعيت کربنR1 و R2
جدول 3-7-1- مقادير انرژي براي مولکول 2و2َبي هيدروژن ايميدازول با دو ……………………………………………………… 57
استخلاف CNT-PR در موقعيت کربنR2 و R3
جدول 3-7-2- : مقادير بار موليکن براي تک تک اتمهاي مولکول2و2َبي هيدروژن …………………………………………….. 58
ايميدازول با دو استخلاف CNT-PRدر موقعيت کربن R2 و R3
جدول 3-7-3- مقادير همسانگرد و ناهمسانگرد براي تک تک اتمهاي مولکول2و2َبي ………………………………………… 59
هيدروژن ايميدازول با دو استخلاف CNT-PR در موقعيت کربن R2 و R3
جدول 3-7-4- مقادير Cq و ? براي تک تک اتم هاي مولکول2و2َبي هيدروژن ………………………………………………… 61
ايميدازول با دو استخلاف CNT-PR در موقعيت کربنR3 و R2
جدول 3-8-1- مقادير انرژي براي مولکول 2و2َبي هيدروژن ايميدازول با دو ……………………………………………………….. 63
استخلاف CNT-PR در موقعيت کربنR1 و R4
جدول 3-8-2- مقادير بار موليکن براي تک تک اتمهاي ملکول مولکول 2و2َبي …………………………………………………. 64
هيدروژن ايميدازول با دو استخلاف CNT-PR در موقعيت کربنR1 و R4
جدول 3-8-3- مقادير همسانگرد و ناهمسانگرد براي تک تک اتمهاي مولکول 2و2َبي ………………………………………… 65
هيدروژن ايميدازول با دو استخلاف CNT-PR در موقعيت کربنR1 و R4
جدول 3-8-4- مقادير Cq و ? براي تک تک اتم هاي مولکول2و2َبي هيدروژن ………………………………………………… 67
ايميدازول با دو استخلاف CNT-PR در موقعيت کربنR1 و R4
جدول 3-9-1- مقادير انرژي براي مولکول 2و2َبي هيدروژن ايميدازول با سه استخلاف ……………………………………… 69
CNT-PR در موقعيت کربنR1 و R2 و R3
جدول 3-9-2- مقادير بار موليکن براي تک تک اتمهاي مولکول 2و2َبي هيدروژن ……………………………………………. 70
ايميدازول با سه استخلاف CNT-PR در موقعيت کربنR1 و R2 و R3
جدول 3-9-3- مقادير همسانگرد و ناهمسانگرد براي تک تک اتمهاي مولکول 2و2َبي ……………………………………… 71
هيدروژن ايميدازول با سه استخلاف CNT-PR در موقعيت کربنR1 و R2 و R3
جدول 3-9-4- مقادير Cq و ? براي تک تک اتم هاي مولکول2و2َبي هيدروژن ………………………………………………… 73
ايميدازول با سه استخلاف CNT-PR در موقعيت کربنR1 و R2 و R3
جدول 3-10-1- مقادير انرژي براي مولکول 2و2َبي هيدروژن ايميدازول با سه …………………………………………………. 75
استخلاف CNT-PR در موقعيت کربنR1 و R3 و R4
جدول 3-10-2- مقادير بار موليکن براي تک تک اتمهاي مولکول 2و2َبي هيدروژن ………………………………………….. 76
ايميدازول با سه استخلاف CNT-PR در موقعيت کربنR1 و R3 و R4
جدول 3-10-3- مقادير همسانگرد و نا همسانگرد براي تک تک اتمهاي مولکول 2و2َبي …………………………………… 77
هيدروژن ايميدازول با سه استخلاف CNT-PR در موقعيت کربنR1 و R3 و R4
جدول 3-10-4- مقادير ? و Cq براي تک تک اتمهاي مولکول 2و2َبي هيدروژن ……………………………………………….. 79
ايميدازول با سه استخلاف CNT-PR در موقعيت کربنR1 و R3 و R4
جدول 3-11-1- مقادير انرژي براي مولکول 2و2َبي هيدروژن ايميدازول با ………………………………………………………… 81
چهار استخلاف CNT-PR در موقعيت کربن R1 و R2 و R3 و R4
جدول 3-11-2- مقادير بار موليکن براي تک تک اتمهاي مولکول 2و2َبي هيدروژن ………………………………………….. 82
ايميدازول با چهار استخلاف CNT-PR در موقعيت کربن R1 و R2 و R3 و R4
جدول 3-11-3- مقادير همسانگرد و نا همسانگرد براي تک تک اتمهاي مولکول 2و2َبي …………………………………… 84
هيدروژن ايميدازول با چهار استخلاف CNT-PR در موقعيت کربن R1 و R2 و R3 و R4
جدول 3-11-4- مقادير ? و Cq براي تک تک اتمهاي مولکول 2و2َبي هيدروژن ………………………………………………. 86
ايميدازول با چهار استخلاف CNT-PR در موقعيت کربن R1 و R2 و R3 و R4
فهرست اشکال
عنوان صفحه
شکل 1-1- رول شدن ورق گرافن و تبديل آن به نانولوله …………………………………………………………………………………………. 5
شکل 1-2- انواع مختلف از نانو ساختارها …………………………………………………………………………………………………………………. 6
شکل 1-3- بسته شدن انتهاي نانولوله ها به وسيله ي کلاهک …………………………………………………………………………………. 7
شکل 1-4- انواع نانولولهها از نظر کايراليتي ……………………………………………………………………………………………………………… 8
شکل 1-5- زواياي مربوط به جهت رول شدن ورقه ي گرافن براي تشکيل نانولوله ……………………………………………….. 8
شکل 1-6- ايميدازول ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 9
شکل 1-7- توتومري شدن ……………………………………………………………………………………………………………………………………… 10
شکل 1-8- حالتهاي مختلف از استخلافهاي قرار گرفته در موقعيت هاي 4و5 ……………………………………………………. 10
شکل 1-9- حالت هاي مختلف از استخلافها بر روي آمين ……………………………………………………………………………………. 11
شکل 1-10- اثر کانژوگاسيون ………………………………………………………………………………………………………………………………… 19
شکل 1-11- قرار گرفتن گروه نيترو در موقعيت هاي مختلف و تاثير بر قدرت پايه اي ………………………………………. 20
شکل 1-12- ساختار کلي نمک ايميدازول با فلزات ………………………………………………………………………………………………. 21
شکل 1-13- هيدروژناسيون حلقه بنزن …………………………………………………………………………………………………………………. 22
شکل 3-1- نانو لوله کربن به همراه پروپان و 2و2َ بي 1 هيدروژن ايميدازول ………………………………………………………. 35
شکل 3-2- مولکول 2و2َ بي 1 هيدروژن ايميدازول ………………………………………………………………………………………………. 36
شکل 3-3- CNT به همراه پروپان ……………………………………………………………………………………………………………………… 39
شکل 3-4- مولکول 2و2َ بي هيدروژن ايميدازول با يک استخلاف ……………………………………………………………………….. 43
CNT-PRدر موقعيت کربن R2
شکل 3-5- مولکول 2و2َ بي هيدروژن ايميدازول با يک استخلاف CNT-PR ………………………………………………….. 47
در موقعيت کربن R4
شکل 3-6- مولکول 2و2َبي هيدروژن ايميدازول با دو استخلاف ……………………………………………………………………………. 51
CNT-PR در موقعيت کربنR1 و R2
شکل 3-7- مولکول 2و2َبي هيدروژن ايميدازول با دو استخلاف ………………………………………………………………………….. 57
CNT-PR در موقعيت کربن R2 و R3
شکل 3-8- مولکول 2و2َبي هيدروژن ايميدازول با دو استخلاف …………………………………………………………………………… 63
CNT-PR در موقعيت کربنR1 و R4
شکل 3-9- مولکول 2و2َبي هيدروژن ايميدازول با سه استخلاف …………………………………………………………………………. 69
CNT-PR در موقعيت کربنR1 و R2 و R3
شکل 3-10- مولکول 2و2َبي هيدروژن ايميدازول با سه استخلاف ………………………………………………………………………. 75
CNT-PR در موقعيت کربنR1 و R3 و R4
شکل 3-11- . مولکول 2و2َبي هيدروژن ايميدازول با چهار استخلاف …………………………………………………………………. 81
CNT-PR در موقعيت کربن R1 و R2 و R3 و R4
فهرست نمودارها
عنوان صفحه
نمودار 5-1- انرژي تشکيل بهينه شده براي مدل هاي مورد مطالعه …………………………………………………………………… 97
نمودار 5-2- بررسي گپ انرژي هومو – لومو براي مدل هاي مورد مطالعه …………………………………………………………. 98
نمودار 5-3- بررسي ممان دوقطبي براي مدل هاي مورد مطالعه ………………………………………………………………………… 99
نمودار 5-4- بررسي آنتالپي واکنش براي مدل هاي مورد مطالعه …………………………………………………………………….. 100
نمودار 5-5- بررسي بار موليکن براي اتمهاي مدل هاي مورد مطالعه ………………………………………………………………… 102
نمودار 5-6- بررسي پوشش شيميايي ناهمسانگرد براي اتمهاي مدل هاي مورد مطالعه …………………………………… 104
نمودار 5-7- بررسي پوشش شيميايي همسانگرد براي اتمهاي مدل هاي مورد مطالعه ……………………………………. 104
نمودار 5-8- بررسي ثابت جفت شدگي چهار قطبي هسته براي اتمهاي مدل هاي مورد مطالعه …………………….. 106
نمودار 5-9- بررسي تغيير مکان شيميايي براي اتمهاي مدل هاي مورد مطالعه ………………………………………………. 108
چکيده فارسي
مشتقات ايميدازول با بيش از دو گروه نيترو، انتظار مي رود که مواد پرانرژي بالقوه اي براي فرمولاسيون مواد منفجره غير حساس باشند.در اين تحقيق از يکي از مشتقات ايميدازول با نام 2و2َ بي 1 هيدروژن ايميدازول، به عنوان ترکيب مرجع استفاده شد. و با اضافه کردن نانو لوله کربني به همراه پروپان (به عنوان Linker) به ترکيب مرجع (در موقعيت هاي مختلف) مدل هاي مختلفي ساخته شد. سپس از محاسبات تئوري تابعي چگالي براي پيش بيني خواص ترموديناميکي استفاده شد، اين مدل ها به سطح انرژي حداقل خود بهينه شدند. اين محاسبات دقيقا براي تک تک مدل ها اجرا شد. حاصل مرحله ي بهينه سازي يعني پارامتر هاي انرژي تشکيل بهينه شده، آنتالپي تشکيل، گشتاور دو قطبي(DM) ، انرژي بالاترين اوربيتال پر شده (HOMO) و انرژي پايين ترين اوربيتال پر نشده (LUMO) و گاف انرژي (Eg) مي باشند که در جداول جداگانه اي گردآوري شدند. همچنين خواص ديگري از قبيل بار موليکن،همسانگرد و ناهمسانگرد، ? و Cq هم براي اتمهاي مختلف بررسي شد. در اين تحقيق از سري پايه b3lyp/6-31G* در محاسبات استفاده شد.
کليد واژه: ايميدازول، مواد پر انرژي، نانو لوله هاي کربني، محاسبات تئوري تابع چگالي، سري پايه
مقدمه
در طي دو دهه اخير پيشرفتهاي عمده اي در مورد مواد پر انرژي (High energy materials)، مانند کامپوزيتها يا مواد مرکب مولکولي و يا به اصطلاح نانو مواد پر انرژي صورت گرفته است.
اين موا به سرعت مي توانند حرارت و اواج با فشار بالا آزاد کنند و کاربرد هاي گسترده اي در پيشرانها، مواد منفجره و پرايمرها يا آغازگرها دارند و در حال حاضر تحقيقات گسترده اي براي آن در حال انجام است. آنها مي توانند چگالي انرژي بالاتري نسبت به مواد منفجره معمولي داشته باشند و مي توانند امواج شوک با سرعت بيش از 2500 متر بر ثانيه توليد کنند.
کامپوزيتها معمولا مخلوطي از دو ترکيب، که يکي از آنها به عنوان سوخت و ديگري به عنوان اکسيد کننده تعريف مي شود. استفاده از نانو ذرات در مقياس نانو به جاي ديگر مواد ريز، ارتباط بين سوخت و اکسيد کننده را افزايش، محدوديت هاي انتقال جرم را کاهش ، سرعت واکنش و واکنش پذيري محلول را افزايش مي دهد.
تحقيقات در زمينه ي مواد پر انرژي(High energy materials)، راه را به روي ترکيبات نيتروژن دار و از جمله ترکيبات هتروسيکلي نيتروژن دار به عنوان منبعي براي انرژي يا قدرت انفجاري گشود. حتي نيتروژن خالص هم ميتواند به عنوان منبعي براي انرژي در نظر گرفته شود و اين به دليل اختلاف بسيار زياد انرژي پيوند سه گانهي N2 و انرژي پيوند يگانه N-N است. مواد پر انرژي نيتروژن دار نقش اساسي را در سلاحهاي هسته اي به عنوان نيروي انفجاري ايفا ميکنند.
فصل اول
کليات
1-1-مباحث بنيادي
1-1-1-تاريخچه نانو فناوري1
اولين بار احتمال دستکاري ماده در سطح نانو توسط ريچارد فاينمن2 بصورت نوشته شده مطرح شد.کسي که در طول کنفرانس خود به نام ” There`s plenty of room at the bottom ” استفاده از بلوکهاي اتمي براي تجمع در سطح مولکولي را شرح داد. در اين سخنراني که در سال 1959 صورت گرفت، فاينمن عنوان کرد که “اصول فيزيکي تا جايي که مي تواند برخلاف احتمال مانور اتم به اتم اشياء سخن نميگويد. در اصل دستکاري اتم ها را مي توان انجام داد، ولي تاکنون در عمل انجام نشده است، زيرا ما بزرگ هستيم.” واژه نانوفناوري اولين بار توسط نورينو تاينيگوچي3 استاد علوم دانشگاه توکيو مطرح شد. ايشان اولين واژه را براي توصيف ساخت مواد و وسايل دقيقي که ابعاد آن ها در مقياس نانومتر مي باشد، بکار برد. به هرحال زمينه نانوفناوري از سوي کيم اريک درکسلر4 و ريچارد اسمالي5 بنا نهاده شد.{1}
1-1-2- تعريف
دانش نانو مطالعه‌ي پديده‌ها و دستکاري مواد در مقياس اتمي، مولکولي و ماکرومولکولي است، جايي که جزييات آنها تفاوت بسياري با مقياسهاي بزرگتر دارند. نانوفناوري‌ طراحي، توصيف صفات، توليد و به کار گيري ساختارها، دستگاه‌ها و سامانه‌ها به وسيله ي تنظيم شکل و اندازه‌ در مقياس نانومتر است. وبسايت ناسا يک تعريف جالب از نانوفناوري ارائه داده است: خلق مواد، دستگاه‌ها و سامانه‌هاي وظيفه مند از طريق تنظيم اندازه‌ها در مقياس نانومتر (1 تا 100 نانومتر) و استخراج پديده‌ها و جزئيات جديد (فيزيکي، شيميايي، بيولوژيکي) در آن مقياس. ديکشنري انگليسي آکسفورد نانوفناوري را “فناوري در مقياس نانو با تمرکز روي ابعاد کمتر از 100 نانومتر” تعريف مي‌کند. پيشوند نانو از واژهاي يوناني به معني کوتاه مشتق شده و يک نانومتر مساوي با يک ميليارديوم متر يا همان ?10?^(-9) متر است. بنابراين اندازهاي نانومواد بايد به گونهاي باشد که حداقل يک بعد آنها کوچکتر از 100 نانومتر باشد.{5}
1-1-3- سرمايه گذاري
نانوفناوري طي 10 سال گذشته سرمايهگذاري قابلتوجهي را به خود اختصاص داده است. سرمايه گذاري دولتها مابين سالهاي 1997 و 2005 چيزي در حدود 18 ميليارد دلار تخمين زده مي شود.
?
اخيراً سرمايهگذاريهاي چند جانبهاي توسط دولتهاي آمريکا، اروپا، ژاپن و بقيهي کشورهاي جهان صورت گرفته است که فقط در سال 2003 بالغ بر 3 ميليارد دلار بوده است.
براي مثال در ايالات متحده آمريکا بنياد ملي نانو 6(NNI) يک برنامهي ملي براي هماهنگ کردن تلاشهاي موسسات مختلف در زمينههاي دانش، مهندسي و فناوري نانو است. بودجهي سال 2007 آمريکا مبغلي در حدود 1.2 ميليارد دلار به بنياد اختصاص داد و کل سرمايهگذاري انجام شده از سال تأسيس آن يعني سال 2001 تاکنون 6.5 ميليارد دلار بوده است و اخيراً به صورت ساليانه 3 برابر بودجهي سال اول را شامل ميشود. اين سرمايهگذاري توليدات زيادي که اساسش نانوتکنولوژي است و يا شامل نانومواد ميشوند، از جمله آنهايي که هماکنون در بازار موجود است را موجب شده است?.{5}
1-2- نانو لوله هاي کربني
نانولولههاي کربني سامانههاي نانوي منحصر به فرد با خصوصيات مکانيکي و الکترونيکي فوق العاده هستند که از ساختار مولکولي غيرمعمول آنها سرچشمه ميگيرد.
يک نانولهي کربني ايدهآل را ميتوان يک گرافيت تک لايه (ورق گرفن) که براي ساختن يک استوانهي يکپارچهي تو خالي رُل شده است در نظر گرفت. اين استوانهها ميتوانند با ابعادي به کوچکي 7.0 نانومتر دهها ميکرون طول داشته باشند و در هر دو سر با کلاهکهاي شبه فولرني بسته شده اند.
?
شکل1.1. رول شدن ورق گرافن و تبديل آن به نانولوله.{16و17}
يک نانولهي کربني که ضخامت ديوارهاي به اندازهي يک ورقهي کربني داشته باشد نانولولهي کربني تک ديواره يا (SWCNT)7 ناميده ميشود. بر اثر برهمکنشهاي واندروالسي آنها اغلب در زنجيرههاي طولاني متراکم ميشوند. آرايشهاي منظمي از SWCNT ها در يک شبکهي سهگوش گرد هم ميآيندSWCNT ها را ميتوان بلوکهاي سازندهي نانولولههاي کربني چند ديواره MWCNT8 در نظر گرفت، که درحقيقت آرايش متحدالمرکزي از SWCNT ها با افزايش ضخامت هستند. MWCNT ها نيز معمولا ميکرونها درازا دارند،با قطر خارجي در حدود دو تا دهها نانومتر و با طيف گستردهاي از ساختارها . {16و17}
شکل2.1. انواع مختلف از نانو ساختارها. {16و17}
1-2-1- زمينه تاريخي
اکتشاف نانولولههاي کربني از علاقهي محققان به مواد کربني پيرو سنتز ساختارهاي قفس مانند به نام فولرنها در دانشگاه رايس به وسيلهي کروتو، اسمالي و همکاران در دهه 80 ميلادي سرچشمه ميگيرد. در سال 1991 ليجيما در لابراتوار NEC در ژاپن، براي اولين بار نانولولههاي کربني را با استفاده از ميکروسکوپ انتقال الکتروني با وضوح بالا 9(HRTEM) مشاهده کرد. همزمان ، دانشمندان روس در انستيتو شيميفيزيک مسکو مستقلاً CNT و کلافهاي نانولولهاي را در مقياس بسيار کوچکتري کشف کردند. هر دو گروه تحقيقاتي MWCNT ها را مشاهده کرده بودند.
?
مدتي بعد، در سال 1992 گروه ليجيما10 و بتون11 در لابراتوار IBM براي اولين بار SWCNT ها را مشاهده کردند.
در همان زمان، مطالعات تئوري زيادي انجام شد که پيشبيني ميکرد نانولولهها ميتوانند بر اساس ضخامت و کايراليتهشان (چرخش ششگوشه ها با تقيد به محور اصلي نانولوله) خاصيت فلزي يا نيمهرسانايي داشته باشند.
اين پيشبينيهاي تئوري مهيج علاقهي فوق العاده زيادي که CNTها در جامعهي تحقيقاتي به وجود آوردهاند و تلاشهايي که دانشمندان براي غلبه بر مشکلات بزرگي که در آغار براي رشد، خالصسازي و دستکاري CNTها داشتهاند را توجيه ميکند.
تنها چند سال بعد از کشف CNT ها در سال 1998 پيشبينيهاي تئوري مبتني بر خواص الکترونيکي آنها با آزمايشاتي به اثبات رسيد، و هم اکنون طيف بينهايت گستردهاي از تحقيقات در زمينه ي نانو الکتريک، انتقال دارو و مواد پر انرژي با استفاده از CNTها در حال انجام است.{16و17}
?
شکل 3.1. بسته شدن انتهاي نانولوله ها به وسيله ي کلاهک {16و17}
شکل 4.1. انواع نانولولهها از نظر کايراليتي {16و17}
شکل 5.1. زواياي مربوط به جهت رول شدن ورقه ي گرافن براي تشکيل نانولوله {16و17}
1-3- ايميدازول
1-3-1- تعريف
ايميدازول يک ترکيب آلي با فرمول شيميايي C2N2H4 است. اين ترکيب داراي جرم مولي 67.077 گرم بر مول است و شکل ظاهري آن به صورت جامد زرد کمرنگ يا سفيد است.
براي اولين بار دباس12 منشا ترکيب را کشف کرد و آن را بوسيله گلي اوکسال و آمونياک تهيه کرد و نام گلي اوکسالين13 را پيشنهاد کرد. اين نام هنوز هم در ادبيات مدرن استفاده مي شود.
نام ايميدازول براي اولين بار توسط هانچ14 ارائه شد و او آن را به عنوان يک آزول پنج عضوي که يک سيستم حلقوي پلي هترو آروماتيک، شامل يک نيتروژن نوع سوم است طبقه بندي کرد.{5}
?
شکل 6.1. ايميدازول{6}
شماره گذاري صحيح حلقه ايميدازول در بالا نشان داده شده است. نيتروژن امين در موقعيت 1 قرار مي گيرد و شماره گذاري در اطراف حلقه به سمت نيتروژن نوع سوم انجام مي گيرد و در موقعيت 3 نيتروژن نوع سوم قرارمي گيرد.
?قرار گرفتن يک استخلاف در موقعيت 2 مشکلي ايجاد نمي کند، زيرا اين موقعيت نسبت به نيتروژن ها متقارن است.اين نامگذاري براي بيشتر کمپلکس ها مناسب است. اما هنگامي که يک استخلاف در موقعيت 4 يا 5 قرار مي گيرد، نامگذاري متفاوت خواهد بود.هيدروژن آمين با توجه به اينکه استخلاف روي کدام موقعيت (4 يا 5) قرار مي گيرد با استفاده از خاصيت توتومري15 شدن، بر روي نيتروژن ها انتقال مي يابد، که در شکل زير نشان داده شده است:
شکل 7.1. توتومري شدن {6}
?شکل 8.1. حالتهاي مختلف از استخلافهاي قرار گرفته در موقعيت هاي 4و5 {6}
براي قرار دادن استخلاف بر روي نيتروژن آمين، هيدروژن آمين بر اثر توتومري شدن توسط استخلافهاي ديگر جايگزين مي شود. در شکلهاي زير نشان داده شده است :
شکل 9.1. حالت هاي مختلف از استخلافها بر روي آمين{6}
1-4- خواص فيزيکي ايميدازول ها
1-4-1- نقطه ذوب و جوش
ايميدازول داراي نقطه ذوب 90 درجه سانتيگراد و نقطه جوش 256 درجه سانتيگراد است.در جدول 1.1 نقطه جوش تعدادي از ترکيبات هتروسيکل پنج عضوي نشان داده شده است.ايميدازول و 1و2و4تري آزول دماي جوش بالايي دارند. پيرازول در مقايسه با فوران و پيرول دماي جوش بالايي دارد، در صورتي که اختلاف قابل توجهي در جرم ملکولي آنها وجود ندارد.
جدول 1.1. دماي جوش ترکيبات هتروسيکل پنج عضوي{6}
CompoundB. p., °C. (760 mm.)Furan32 Pyrrole131 Pyrazole1871,2,3-Triazole204Imidazole2561,2,4-Triazole260
دماي جوش ايميدازول زماني که يک گروه متيل در موقعيت 1 قرار مي گيرد به طور قابل توجهي کاهش مي يابد. اما زماني که گروه متيل در موقعيت 4 يا 5 قرار ميگيرد اثر قابل توجهي بر دماي جوش ايميدازول نمي- گذارد. اگر يک گروه آميل به موقعيت 1 اضافه کنيم، با اينکه جرم ملکولي دو برابر مي شود ولي دماي جوش ايميدازول کاهش مي يابد. در جدول 2.1 دماي جوش ايميدازول با استخلافهاي مختلف نشان داده شده است.
جدول 2.1. دماي جوش ايميدازول با استخلافهاي مختلف{6}
CompoundB. p., °C. (760 mm.)Imidazole2561-Methyl-Imidazole1984(or5)-Methyl-Imidazole2641-Propyl-Imidazole2231-Amyl-Imidazole2451,2-Dimethyl-Imidazole2051-Ethyl-2-methyl-Imidazole2111-Methyl-5-chloro-Imidazole2021-Methyl-4-chloro-Imidazole2451,4-Dymethyl-Imidazole2001,5-Dymethyl-Imidazole2201-Phenyl–Imidazole2772-Phenyl–Imidazole340
در جدول 3.1 دماي ذوب تعدادي از ترکيبات ايميدازول با استخلافهاي مختلف در موقعيتهاي مختلف خلاصه شده است .هنگامي که يک گروه متيل در موقعيت 1 قرار مي گيرد دماي ذوب به مقدار قابل توجهي کاهش مي يابد، اما هنگامي که در موقعيت 4 يا 5 قرار مي گيرد دماي ذوب افزايش مي يابد. {6}
جدول 3.1. دماي ذوب تعدادي از ترکيبات ايميدازول با استخلافهاي مختلف{6}
CompoundM. p., °CImidazole901-Methyl-Imidazole-62-Methyl-Imidazole140-1414(or5)-Methyl-Imidazole55-561-Phenyl-Imidazole132-Phenyl-Imidazole148-1494(or5)-Phenyl-Imidazole133-1341-Benzyl-Imidazole71-722-Benzyl-Imidazole125-1264(or5)-Benzyl-Imidazole82-844,5-Diphenyl-Imidazole2282-Methyl-4,5-diphenyl-Imidazole2401-Methyl-4,5-diphenyl-Imidazole1581-4-2- حلاليت16
حلاليت ايميدازول در حلالهاي قطبي زياد و در حلالهاي غير قطبي کم است. در دماي اتاق ايميدازول به شدت در آب حل مي شود و مقادير کمي حلاليت آن در آب بدست نيامده است.
4يا 5 متيل ايميدازول در بنزن حلاليت خوبي دارد. ايميدازولهاي استخلاف N در مقايسه با ايميدازول با هيدروژن آزاد، در حلالهاي ناقطبي بهتر حل مي شوند. مقادير کمي حلاليت ايميدازول در بنزن و ديو اکسان، و 4يا5 در بنزن به ترتيب در جدول 4.1 و جدول 5.1 خلاصه شده است?.{6}
جدول 4.1. حلاليت 4يا5 متيل ايميدازول در بنزن{6}
Temperature, °CMolality3.24.5716.86.0721.16.8725.47.4429.38.2431.48.54
جدول 5.1. مقادير کمي حلاليت ايميدازول در بنزن و ديو اکسان{6}
BenzeneDioxaneTemp. °C MolalityTemp. °C Molality36.7 0.19814.73.6241 0.25817.94.2942.2 0.48621.94.9642.80.688235.1744.81.19532.77.4845.71.524389.4647.82.3839.410.5493.0046.814.251.24.6355.819.351.85.3852.96.7756.29.23
1-4-3- ويسکوزيته17
ويسکوزيته محلول بنزن، ايميدازول و 4 يا 5 متيل ايميدازول در جدول 6.1 وجود دارد. محلول پيرول يا پيرازول در بنزن، به عنوان حلال خالص تقريبا ويسکوزيته يکسان دارند و با افزايش غلظت اختلاف ناچيزي مشاهده مي شود. اين باعث تجمع18 کم مي شود.ثابت ويسکوزيته براي محلولهاي ايميدازول و 4 يا 5 متيل ايميدازول، با افزايش غلظت افزايش مي يابد.{6}
? جدول 6.1. ويسکوزيته محلول بنزن، ايميدازول و 4 يا 5 متيل ايميدازول{6}
Compound (Temp. °C)MolalitySpecific ViscosityImidazole (30°)0.036
0.073
0.1460.0106
0.0248
0.0549Imidazole (50°)0.146
0.416
0.4630.041
0.15
0.16864(or5)-Methyl-Imidazole (30°)0.04
0.08
0.242
0.249
0.475
0.493
0.607
1.075
1.362
2.068
2.848
3.7360.0071
0.0354
0.1187
0.1277
0.2925
0.3262
0.4113
0.7801
0.9911
1.6524
2.3138
3.1564(or5)-Methyl-Imidazole (50°)0.242
0.249
0.475
0.493
0.6070.091
0.093
0.214
0.237
0.3079
1-4-4- ممان دوقطبي19
اغلب اطلاعات با ارزش در مورد ساختمان ملکولهاي آلي، از اطلاعات دقيق مربوط به خواص دي الکتريک آنها بدست مي آيد. بزرگي شدت ممان دوقطبي نشان دهنده بار توزيع شده در داخل ساختار آنها است. متاسفانه مواد تجربي ايميدازولها نسبتا محدود است. ممان دوقطبي فقط براي ايميدازول، 4يا5 متيل ايميدازول، 1متيل ايميدازول و بنزي ايميدازول در دسترس است و در جدول 7.1 خلاصه شده است. {6}
جدول 7.1. ممان دوقطبي براي برخي ترکيبات ايميدازولها در حلالهاي مختلف بر حسب دباي20 {6}
CompoundNaphthaleneBenzeneDioxaneCarbon
tetrachlorideImidazole5.7 (97°)6.2 (70°)4.8 (50°)—-4(or5)-Methyl-Imidazole—-6.2 (70°)5.1 (20°)5.8 (18°)1-Methyl-Imidazole—-3.6 (20°)3.8 (20°)—-Imidazole?—-3.8——–Benzimidazole?——–3.93 (25°)—-?
در جدول 8.1 ممان دوقطبي ايميدازول در غلظت هاي مختلف در بنزن محلول نشان داده شده است. با کاهش غلظت ممان دوقطبي کاهش مي يابد.
جدول 8.1. ممان دوقطبي ايميدازول در غلظتهاي مختلف بر حسب دباي{6}
Mole fraction of soluteDipole moment , Debye units0.0059515.620.0011404.420.0002333.93?
1-4-5- خواص فيزيکي مختلف
اطلاعات مربوط به ضريب شکست21، دانسيته22، مولار حالت انکسار23، کشش سطحي24، گرماي ذوب25 و گرماي محلول26 ايميدازول 4 يا 5 متيل ايميدازول در جداول بعدي خلاصه شده است.
جدول 9.1. دانسيته، ضريب شکست و مولار حالت انکسار مشتقات ايميدازول در دماهاي مختلف{6}
CompoundTemp, °CDensitynCnHenFMDImidazole
95
100.9
110.0
153
2051.036
—-
1.0222
0.9920
0.93701.48075
1.47625
—-
—-
—-1.48428
1.48006
—-
—-
—-1.49442
1.48980
—-
—-
—-18.76
18.77
—-
—-
—-4(or5)-Methyl-Imidazole
14.3
18
50
60
70
110
1531.0416
1.036
1.016
1.009
1.002
0.9691
0.93801.50367
1.50115
1.48922
1.48627
1.48227
—-
—-1.50774
1.50572
1.49298
1.48994
1.48553
—-
—-1.51750
1.51499
1.50284
1.49982
1.49538
—-
—-23.48
23.52
23.46
23.50
23.55
—-
—-1-Methyl-Imidazole20.51.03251.488561.492441.5015723.081-Propyl-Imidazole19.60.97051.476711.480211.4882932.241-Isoamyl-Imidazole19.70.94271.471141.474251.4820541.201,2-Dimethyl-Imidazole16.11.001.486651.490241.4992627.791-Ethyl-2-Methyl-Imidazole21.80.98071.483011.486601.4951632.271-Methyl-5-chloro-Imidazole
20.5
17.71.25
1.25611.50630
1.507831.51009
1.511811.51958
1.5212127.88
27.831-Methyl-4-chloro-Imidazole19.81.24831.509301.513081.5225928.061-Ethyl-2-Methyl-5-chloro-Imidazole
19.81.14151.495191.498881.5073137.171-Ethyl-2-Methyl-4-chloro-Imidazole
16.81.15981.498641.502231.5108836.801-Phenyl-Imidazole15.41.13971.593351.599991.6165043.25
جدول 10.1. کشش سطحي مشتقات ايميدازول در دماهاي مختلف{6}
CompoundTemperature, °CSurface tension,dynes/cm.Imidazole
110
150
20536.82
33.85
30.054(or5)-Methyl-Imidazole
20
56
110
15338.7
36.21
32.36
29.28
جدول 11.1. گرماي ذوب و گرماي محلول مشتقات ايميدازول در بنزن محلول در غلظت هاي مختلف{6}
MolalityHeat of solution,
cal./mole(21°)Heat of fusion,
cal./mole0.13-3210-28400.22-2170—-
1-5- خواص شيميايي ايميدازول ها
1-5-1- قدرت پايه اي
ايميدازول يک مونو اسيد پايه اي است که توانايي تشکيل نمک بلوري با اسيد را دارد. نقطه ذوب تعدادي از نمک هاي ايميدازوليم در جدول 12.1 ذکر شده است .ماهيت اساسي ايميدازول ناشي از توانايي نيتروژن پيريدين براي دريافت يک پروتون است. تاثير استخلافهاي مختلف بر قدرت پايه اي ايميدازول در جدول 13.1 نشان داده شده است.
جدول 12.1. نقطه ذوب تعدادي از نمکهاي ايميدازول{6}
SaltM.p.°CReferencesNitrate118(30)Chloroauratedec.190(29)Chloroplatinatedec.200(31)Dimolybdate—-(27,28)Picrate208-212(20.22-24)Flavianate224-226(26)Diliturate—-(25)Acid oxalate232,252,225(20-23)Acid tartrate202(22)Benzene99(18,19)
جدول 13.1. قدرت پايه اي تعدادي از ايميدازولها{6}
CompoundpKaImidazole6.95;6.891-Methyl-Imidazole7.252-Methyl-Imidazole7.864(or5)-Methyl-Imidazole7.522,4(or 2,5)-Dimetyl-Imidazole8.362,4,5-Trimethyl-Imidazole8.862-Phenyl-Imidazole6.394(or 5)-Phenyl-Imidazole6.004(or 5)-Hydroxymethyl-Imidazole6.384(or 5)-Carboxy-Imidazole6.084(or 5)-Carbethoxy-Imidazole3.664(or 5)-Bromo-Imidazole3.60Histamine5.98
اضافه کردن گروههاي متيل به حلقه ايميدازول قدرت پايه اي آن را افزايش مي دهند. اين توضيح در مورد



قیمت: تومان


پاسخ دهید