گرایش :آلی

 

عنوان :

Ab initio طراحی چند رنگ آلی نیتروژن دار و بررسی توتومری درآنها بر اساس محاسبات مکانیک کوانتومی

 

استاد راهنما:

دکتر مرجانه صمدی زاده

 

استاد مشاور:

دکتر نادر زبرجد شیراز

 

پاییز 92

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب                                                         صفحه

فصل اول: رنگ………………………………………………………………………………………………………………….1

1-1 مقدمه رنگ……………………………………………………………………………………………………………….. 2

1-1-1   تاریخچه و تئوری رنگ و نحوه ی ایجاد آن ……………………………………………………………..3

2-1-1   تعریف کلی رنگ………………………………………………………………………………………………….4

2-1    مبانی شیمی رنگ…………………………………………………………………………………………………… 4

1-2-1   تعریف فیزیکی رنگ ……………………………………………………………………………………………..4

2-2-1   رنگ و طیف رنگی………………………………………………………………………………………………. 5

3-1     تعریف چند اصطلاح مهم در زمینه ی شیمی رنگ………………………………………………………..7

1-3-1 کروموفور………………………………………………………………………………………………………………7

2-3-1   اکسوکروم………………………………………………………………………………………………………….. 7

3-3-1  کروموژن……………………………………………………………………………………………………………….9

4-1    اوربیتال های مولکولی و ارتباط آن ها با رنگ……………………………………………………………….9

1-4-1  انتقال الکترونی……………………………………………………………………………………………………….9

2-4-1    انواع انتقالات الکترونی……………………………………………………………………………………… 11

1-2-4-1 انتقالات *σ → σ………………………………………………………………………….. 11

2-2-4-1   انتقالات *σ → n …………………………………………………………………………………………..12

3-2-4-1   انتقالات *π → n و *π → π ………………………………………………………………………….12

3-4-1   ارتباط ساختار مولکول با λmax………………………………….……………………………………………………………………..13

5-1    کلی ترین دسته بندی رنگ ها…………………………………………………………………………………..14

6-1    اجزای رنگ…………………………………………………………………………………………………………..15

1-6-1   رنگدانه ها …………………………………………………………………………………………………………15

1-1-6-1   رنگدانه و خواص فیزیکی آن ها……………………………………………………………………….. 16

2-6-1   رزین یا پلیمر………………………………………………………………………………………………………17

3-6-1   حلال…………………………………………………………………………………………………………………17

4-6-1   مواد افزودنی………………………………………………………………………………………………………17

7-1    رنگدانه و رنگینه ، پیگمان………………………………………………………………………………………..17

8-1  دسته بندی رنگها………………………………………………………………………………………………………18

1-8-1  دسته بندی شیمیایی رنگ ها……………………………………………………………………………………18

9-1    طبقه بندی رنگ ها بر اساس کاربرد…………………………………………………………………………..18

1-9-1  رنگهای اسیدی……………………………………………………………………………………………………..18

2-9-1   رنگهای بازی………………………………………………………………………………………………………19

3-9-1   رنگ های گوگردی………………………………………………………………………………………………20

4-9-1    رنگ های حلال………………………………………………………………………………………………….21

5-9-1    رنگ های راکتیو…………………………………………………………………………………………………21

6-9-1    رنگ های مستقیم……………………………………………………………………………………………….22

7-9-1   رنگ های کلوئیدی……………………………………………………………………………………………..23

8-9-1   رنگ های دیسپرس………………………………………………………………………………………………23

9-9-1   رنگ های اینگرین……………………………………………………………………………………………….23

10-9-1   رنگ های دندانه ای یا کمپلکس فلزی…………………………………………………………………..24

1-10-9-1    روش های دندانه زدن الیاف…………………………………………………………………………..24

11-9-1   رنگ های خمی…………………………………………………………………………………………………24

12-9-1   رنگ های آزو……………………………………………………………………………………………………25

فصل دوم :مبانی نظری شیمی محاسبات و معرفی نرم افزار های محاسباتی شیمی…………26

1-2   مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………27

2-2   معرفی………………………………………………………………………………………………………………….. 27

3-2   کاربردهای کلی کامپیوتر…………………………………………………………………………………………..27

4-2   عملکرد کامپیوتر……………………………………………………………………………………………………..28

5-2   مزایای کامپیوتری……………………………………………………………………………………………………28

6-2   سه دسته از علم کامپیوتر…………………………………………………………………………………………..28

7-2   شیمی محاسباتی………………………………………………………………………………………………………29

1-7-2   مزایای شیمی محاسباتی………………………………………………………………………………………..30

8-2   بررسی روش های محاسباتی……………………………………………………………………………………..30

1-8-2  روشهای مکانیک مولکولی……………………………………………………………………………………..30

2-8-2   روش های نیمه تجربی………………………………………………………………………………………….31

9-2   معرفی چند نرم افزار محاسباتی………………………………………………………………………………….31

1-9-2   نرم افزار هایپرکم ……………………………………………………………………………………………………….31

2-9-2   معرفی نرم افزار کم آفیس…………………………………………………………………………………….32

1-2-9-2   کاربرد نرم افزار کم آفیس…………………………………………………………………………………32

3-9-2   معرفی نرم افزارهای Mopac  ……………………………………………………………………………33

4-9-2 نرم افزار Gaussian 98w ………………………………………………………………………………….33

5-9-2 معرفی نرم افزار Gaussview ……………………………………………………………………………..34

10-2 روش های محاسباتی و معرفی نرم افزار های مورد استفاده دراین پروژه …………………………..34

11-2  مطالعه بر روی مشخصات مولکول در گوسین …………………………………………………………….36

12-2   آشنایی بیشتر با نرم افزا رw   Gaussian 98  ………………………………………………………36

13-2  پیش بینی خواص مولکولی حاصل شده از گوسین ………………………………………………………37

14-2   روش های مکانیک مولکولی و روش های نیمه تجربی ………………………………………………..38

15-2  روش های محاسباتی initio  Ab ………………………………………………………………………….38

1-15-2  توانایی روش initio Ab ………………………………………………………………………………….39

2-15-2 مراحل اجرای یک محاسبه با روش initio Ab ……………………………………………………..39

3-15-2 شرایط روش initio Ab…………………………………………………………………………………….40

4-15-2 نکات قوت روش initio Ab …………………………………………………………………………….41

فصل سوم : رنگهای آزو………………………………………………………………………………………… 42

1–3   مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………43

2-3  روش کلی در ساختن رنگ های آزو……………………………………………………………………………43

3-3  فرآیند تهیه رنگ های آزو…………………………………………………………………………………………..44

1-3-3   تشکیل رنگ آزو در نیمه ی فرآیند دی آزوتاسیون…………………………………………………….44

1-1-3-3  دی آزوتاسیون مستقیم……………………………………………………………………………………….45

2-1-3-3  دی آزوتاسیون غیر مستقیم………………………………………………………………………………….45

3-1-3-3  دی آزوتاسیون آمین های با خاصیت بازی ضعیف………………………………………………….45

4-1-3-3  دی آزوتاسیون در حلال آلی ……………………………………………………………………………..45

2-3-3  تشکیل رنگ ازو در نتیجه ی فرآیند جفت شدن…………………………………………………………45

1-4-3  رنگ های مونو آزو……………………………………………………………………………………………….46

2-4-3  رنگ های دی آزو…………………………………………………………………………………………………46

3-4-3  رنگ های تترا آزونیوم……………………………………………………………………………………………47  5 -3  اصول شیمی رنگ……………………………………………………………………………………………………47

6-3   تاثیر کروموفور برای ساخت رنگ………………………………………………………………………………48

7-3  اهمیت سیستم ترکیبی در تولید رنگ……………………………………………………………………………49

8-3 اثر جانشینی در رنگ آزو……………………………………………………………………………………………49

9- 3   تاملی در طراحی رنگ…………………………………………………………………………………………….50

10-3   بررسی سم شناسی رنگ………………………………………………………………………………………….52

11-3   ارتباط ویژگی ساختاری………………………………………………………………………………………….53

12-3   رنگ مو……………………………………………………………………………………………………………….55

13-3 Triazole  ……………………………………………………………………………………………………………57

14-3 Pyrazoline  ………………………………………………………………………………………………………..58

فصل چهارم بخش تجربی و نتیجه گیری…………………………………………………… 59

1-4 : مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………..60

2-4  روش کار ……………………………………………………………………………………………………………….61

3-4  رنگ های آلی نیتروژن داری که در این پروژه به انان پرداخته شده است …………………………..61

1-3-4 :  تغییرات قسمت اول ……………………………………………………………………………………………62

2-3-4  : بحث ونتیجه گیری جدول 1-4……………………………………………………………………………. 64

3-3-4 : تغییرات مولکول   TAZ

این مطلب را هم بخوانید :

پایان نامه ارشد رایگان حقوق : فرآیند دادرسی  در قسمت دوم ………………………………………………………………..64

4-3-4 : نتایج تجربی جدول 2-4  …………………………………………………………………………………….68

5-3-4: تغییرات مولکول TAZ در قسمت سوم ……………………………………………………………………69

6-3-4 : نتایج جدول 3-4 ……………………………………………………………………………………………….72

7-3-4 : نتایج جدول 4-4 ………………………………………………………………………………………………..76

8-3-4  : نتایج جدول 5-4 ………………………………………………………………………………………………79

9-3-4 : بررسی تاثیر کروموفور  NO2  برروند پایداری و λmax  در رنگ مو …………………………….80

10-3-4 : نتایج بدست آمده از جدول 6-4 …………………………………………………………………………83

11-3-4 : بررسی تاثیر کروموفور  CN  برروند پایداری و λmax  در رنگ مو…………………………… 84

12-3-4 : نتایج جدول 7-4 ………………………………………………………………………………………………86

13-3-4 : بررسی تاثیر کروموفور    OCH3   برروند پایداری و λmax  در رنگ مو  ……………………87

14-3-4 : نتایج بدست آمده از جدول 8-4 ………………………………………………………………………….90

15-3-4 : بررسی تاثیر کروموفور    HC=NH برروند پایداری و λmax  در رنگ مو …………………..91

16-3-4 : نتایج تجربی بدست آمده از جدول 9-4……………………………………………………………… 93

17-3-4 : رنگ مو قسمت اول ………………………………………………………………………………………….98

18-3-4 : نتایج تجربی بدست آمده از جدول 13-4…………………………………………………………….. 99

19-3-4 : رنگ مو قسمت دوم ………………………………………………………………………………………..100

20-3-4 : نتایج جدول 14-4…………………………………………………………………………………………. 101

21-3-4 : رنگ مو قسمت سوم………………………………………………………………………………………. 102

22-3-4 :نتایج جدول 15-4 ……………………………………………………………………………………………

103

فهرست شکل ها                                                                صفحه

شکل : 1-1 ساختار مولکولی بنزن……………………………………………………………………………………… 3

شکل 2-1 : محدوده نور مرئی…………………………………………………………………………………………….. 4

شکل  3-1 : دایره رنگ……………………………………………………………………………………………………… 6

شکل  4-1  : نور های جذب شده و منعکس شده در محدوده ی طول موج های مرئی………………… 6

شکل 5-1 : ساختار متیل نارنجی…………………………………………………………………………………………..8

شکل 6-1 : ساختار آزوبنزن………………………………………………………………………………………………..8

شکل 7-1 : مثال هایی از مواد رنگی قوی………………………………………………………………………………9

شکل 8-1  : نمایش اوربیتال های مولکولی…………………………………………………………………………..10

شکل 9-1 : انتقالات الکترونی…………………………………………………………………………………………….12

شکل 10-1 : طیف طول موج ناحیه مرئی……………………………………………………………………………..13

شکل 11-1 : طول موج نواحی مختلف………………………………………………………………………………..14

شکل 12-1 : دسته بندی رنگ…………………………………………………………………………………………….14

شکل 13-1 :  انواع شناساگرهای اسیدوباز……………………………………………………………………………20

شکل 14-1 : رنگ گوگردی……………………………………………………………………………………………….20

شکل  1-3 :    ساختار کلی رنگ های آزو…………………………………………………………………………..43

شکل 2-3 : نمونه هایی از گروه های کروموفوری موجود در رنگ های آلی………………………………48

شکل 3-3 : اهمیت داشتن یک کروموفور در یک سیستم کونژوگه Conjugated………………………48

شکل 4-3 : سیستم های مزدوج در ویتامین A ( بالا ) و β– کاروتن ( پایین )………………………….. 49

شکل 5-3 : تاثیر رنگ زایی کروموفورها……………………………………………………………………………. 49

شکل 6- 3  :شکل گیری یون Nitrenium از متابولیسم آمین های آروماتیک………………………….. 51

شکل 7-3 : چند ترکیب تجاری برای رنگ های آزو …………………………………………………………….51

شکل 8- 3  :کاهش برش مستقیم 28 قرمز ( 1 ) با استفاده از یک آنزیم ردوکتاز………………………..52

شکل 9-3  : نمونه هایی از آمین های آروماتیک سرطان زا و ترکیبات آزو…………………………………53

شکل 10-3 : مسیرهای واکنشی برای nitrenium یون 9 متابولیت از ایزومر آزوبنزن azobenzen.54

شکل 11-3  : سرطان زا ( 12 ) و غیر سرطان زا ( 13 ) محلول در آب monoAZO…………………54

شکل 12-3  : اکسیداسیون تشکیل رنگ مو از واسطه های اولیه ( X=O , NH ) ………………………56

شکل 13-3  : تشکیل رنگ موی اکسیدی از جفت شونده و ماده میانی اولیه……………………………..56

شکل 14-3 : مثال هایی از ساختار های رنگ مو های غیر دایمی ……………………………………………57

شکل 1-4:فایل out   تغییرات دسته اول …………………………………………………………………………….63

شکل 2-4 : فایل OUT تغییرات دسته دوم ………………………………………………………………………… 67

شکل 3-4 : فایل OUT تغییرات دسته سوم  ………………………………………………………………………. 71

شکل 4-4: فایلOUT پیرازولین………………………………………………………………………………………… 76

شکل5-4: فایل OUT  رنگ مو دایمی…………………………………………………………………………………… 79

شکل 4-6 : فایل OUT  رنگ مو دایمی با کروموفور NO2 …………………………………………………….82

شکل 7-4 : فایل OUT رنگ مو دایمی با کروموفور CN………………………………………………………. 85

شکل 8-4 : فایل OUT رنگ مو دایمی با کروموفور OCH3  …………………………………………………..89

شکل 9-4 : فایل OUT رنگ مو دایمی با کروموفور HCNH  ….………………………… 93……………….

فهرست جداول                                                                 صفحه

 جدول 1-4 : انرژی تشکیل HF ، سطح انرژی LUMO  ، HOMO ،  maxλ 63…….….……….………..

 جدول 2-4 :  انرژی تشکیل HF ، سطح انرژی LUMO  ، HOMO ،  maxλ 68…….………………..….

جدول 3-4 : انرژی تشکیل HF ، سطح انرژی LUMO  ، HOMO ،  maxλ 72…….……………….…….

جدول 4-4 : انرژی تشکیل HF ، سطح انرژی LUMO  ، HOMO ،  maxλ 76……….……………………

 جدول 5-4 : انرژی تشکیل HF ، سطح انرژی LUMO  ، HOMO ،  maxλ 79………….………………..

جدول 6-4 : انرژی تشکیل HF ، سطح انرژی LUMO  ، HOMO ،  maxλ 82……….…………………..