فهرست مطالب

نشریه پژوهش های شیمیایی و نانو مواد
پیاپی 1 (بهار 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/03/01
  • تعداد عناوین: 6
|
  • حسین داستیار، الهام توانا، فرشید فصیحی، سید اسماعیل مرادی، فاطمه فرجامی* صفحات 1-10
    در این مقاله روش ساخت و شناسایی نانوصفحات هیبریدی آلی- معدنی گرافن - سیکلودکسترین (CD-GN)  گزارش شده است. ساختار شناسی گرافن ساخته شده با میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام شد. شناسایی نانوصفحات هیبریدی آلی-معدنی گرافن-سیکلودکسترین توسط دستگاه FT-IR انجام شد. یک الکترود کربن شیشه ای (GCE) با این ماده اصلاح  و از آن برای اندازه گیری دقیق الکتروشیمیایی داروی ایمی پرامین استفاده شد. نتایج الکتروشیمیایی بدست آمده از الکترود اصلاح شده با CD-GN  به وضوح نشان می دهند که نانو صفحات ترکیبی آلی- معدنی CD-GN توانایی بالایی در تشخیص مولکولی و تغلیظ ایمی پرامین دارند. همچنین این نتایج برتری الکترود را در مقایسه با الکترودی که تنها با گرافن (GN) اصلاح شده باشد نشان داد. اثر شرایط آزمایشگاهی همچون  pHو میزان اصلاح کننده و پارامترهای دستگاهی بررسی شد. با استفاده از روش ولتامتری پالس تفاضلی (DPV)، الکترود اصلاح شده برای اندازه گیری دقیق داروی ایمی پرامین در بازه 24/ 0  تا µm 25در شرایط بهینه بکار گرفته شد. حد تشخیص (3= S/N) nM 47 بدست آمد. انحراف استاندارد نسبی 75/1 درصد بدست آمده است که نشان دهنده ی تکرار پذیری خوب الکترود ساخته شده برای اندازه گیری ایمی پرامین است. همچنین از ولتامتری چرخه ای برای بدست آوردن اطلاعات درباره ی مکانیسم اکسایش و محاسبه پارامترهای سینتیکی استفاده شد. الکترود نانوکامپوزیت پیشنهادی کاربردپذیری خوبی در اندازه گیری ایمی پرامین در فرمولاسیون های دارویی نشان داد.
    کلیدواژگان: الکتروشیمی، ایمی پرامین، سیکلودکسترین، نانو صفحات گرافن
  • رقیه حیران* صفحات 11-19
    هتروسیکل های مبتنی بر نیتروژن در شیمی دارویی جایگاه ویژه ای دارند و بیش از 75 درصد داروهای تایید شده توسط سازمان غذا و دارو هتروسیکل های نیتروژن دار می باشند. بتا-لاکتام ها ترکیبات حلقوی 4 عضوی حاوی نیتروژن بوده و به عنوان هسته آنتی بیوتیک پنی سیلین شناخته شده اند. از زمان کشف ساختار پنی سیلین تاکنون چندین استراتژی برای سنتز این دسته از ترکیبات معرفی شده است. در این راستا، مطالعات گسترده ای نیز بر روی فضا گزینی تشکیل حلقه بتا-لاکتام صورت پذیرفته است. در سال های اخیر، به منظور دست یابی به ترکیباتی با فعالیت های بیولوژیکی خاص، محققان بسیاری به سنتز و اصلاح حلقه بتا-لاکتام پرداخته اند. این دسته از ترکیبات به جز فعالیت ضد باکتریایی، می توانند به عنوان ضد قارچ، ضد مالاریا، ضد التهاب، ضد سرطان و غیره عمل کنند. به علاوه به عنوان مهار کننده جذب کلسترول و مهار کننده سایر آنزیم ها نیز شناخته شده اند. به طور کلی اعتقاد بر این است که فعالیت این دسته از ترکیبات، به فعالیت شیمیایی حلقه بتا-لاکتام و استخلاف های واقع بر روی این حلقه مرتبط است. در این مقاله مروری، به معرفی بتا-لاکتام ها، انواع روش های سنتز و فعالیت بیولوژیک برخی مونو باکتام های سنتزی با تکیه بر فعالیت های انجام شده در ده سال اخیر، پرداخته شده است.
    کلیدواژگان: 2-آزتیدینون، فعالیت زیستی، روش تهیه، استودینگر
  • فاطمه صداقتی* صفحات 20-29
    نقاط کربنی دسته ای از نانو مواد هستند که به عنوان نانوذرات صفر بعدی تعریف می شوند. نقاط کربنی به دلیل خواص نوری ارزشمند شان و کاربردهای مختلف آن مانند تصویربرداری زیستی، کاتالیزوری، ردیابی و تحویل دارو مورد توجه ویژه ای قرار گرفته اند. نقاط کربنی را می توان با استفاده از روش های بالا به پایین و پایین به بالا سنتز نمود که روش دوم معمولا برای مقیاس بزرگ و سنتز کم هزینه مرسوم تر است. یکی از راهکارهای سنتز نقاط کربنی استفاده از مواد خام پایدار یا زیست توده سبز است؛ زیرا سازگار با محیط زیست و ارزان بوده و مهمتر از همه به حداقل رساندن تولید زباله کمک می کند. در همین راستا، زباله های زیست توده، پوست میوه، سبزیجات و ضایعات کشاورزی را می توان به عنوان مواد اولیه برای سنتز نقاط کربنی به کار برد. در این مقاله روش های مختلف سنتز از بالا به پایین نقاط کربنی با استفاده از زیست توده های مختلف که بیشتر در پنج سال اخیر ارایه شده اند مرور می شود.
    کلیدواژگان: نقاط کربنی، زیست توده، سنتزسبز
  • یاسمن اژدهاکش ابوالوردی، فاطمه هنرآسا* صفحات 30-34

    در مطالعه حاضر، اندازه گیری گلوکز بر مبنای خصوصیت شبه آنزیم پراکسیداز نانوکامپوزیت Fe3O4/CeO2/C-dots انجام شده است. برای رسیدن به این هدف یک واکنش آبشاری به کار گرفته شد. در مرحله اول گلوکز در حضور آنزیم گلوگز اکسیداز، با اکسیژن واکنش داده و تولید گلوکونیک اسید و هیدورژن پراکسید می کند. سپس در مرحله بعدی هیدروژن پراکسید تولید شده در حضور Fe3O4/CeO2/C-dots، ترکیب 3،3'،5،5'-تترامتیل بنزیدین (TMB) را به oxTMB تبدیل می کند که باعث تغییر رنگ آبی در محلول می شود. شدت رنگ آبی به غلظت گلوکز، مقدار نانوکامپوزیت، غلظت TMB و pH محلول وابسته است. با افزایش غلظت گلوکز، رنگ آبی محلول افزایش یافت. بر این اساس، رابطه خطی بین غلظت گلوکز و شدت رنگ آبی در طول موج 650 نانومتر دیده شد. حد تشخیص تجربی اندازه گیری گلوکز با این روش روش 5-10× 1 مولار به دست آمد. همچنین سنجه فوق انتخابگری خوبی نیز برای اندازه گیری گلوکز در حضور مزاحمت های فروکتوز، لاکتوز و مالتوز از خود نشان داد.

    کلیدواژگان: نانوزیم ها، گلوکز، نانوذرات مغناطیسی، نانوسریا، نقاط کربنی
  • سارا سبحانی*، تکتم یاری، رویا جهانشاهی صفحات 35-46

    یک نانوکاتالیست مغناطیسی سولفونه ناهمگن جدید که توسط گروه های اکتیلی آبگریز شده و باعلامت اختصاری NBS-γ-Fe2O3-Hydrophobic نشان داده شده است، با موفقیت سنتز و با روش های مختلف مانند FT-IR، SEM، TEM، TGA و آنالیز عنصری شناسایی شد. این کاتالیزور برای سنتز کارآمد هگزا هیدروکینولین ها (HHQs) از طریق واکنش های چهار جزیی هانش تک ظرفی تحت شرایط بدون حلال به خوبی عمل کرد. افزایش فعالیت کاتالیزوری Hydrophobic-NBS-γ-Fe2O3 را می توان به اثرات هم افزایی گروه های اسید سولفونیک و گروه های آبگریز تثبیت شده بر روی سطح کاتالیزور نسبت داد. وجود گروه های آبگریز به خوبی مشکل مسمومیت مکان های اسیدی با آب را در سنتز HHQ ها که درآن آب  تولید می شود، حذف می کند. همچنین انتقال مواد اولیه را که آبگریز هستند، به سایت های فعال اسیدی کاتالیزور تسهیل می کند. استفاده از شرایط بدون حلال، راندمان خوب تا عالی محصولات، استفاده از کاتالیزور قابل استفاده مجدد، زمان واکنش کوتاه و روش کار ساده، این روش را از نظر محیط زیستی و اقتصادی برای سنتزHHQ ها مطلوب می کند. این مطالعه اولین نمونه از کاربرد یک نانوکاتالیست مغناطیسی سولفونه آبگریز برای سنتز چهار جزیی یک مرحله ایHHQ ها می باشد.

    کلیدواژگان: نانوکاتالیست آبگریز، نانوکاتالیست ناهمگن، نانوکاتالیست مغناطیسی، واکنش های تولید آب، سنتز هانش
  • حسن میمنه جهرمی، ایمان خنشا* صفحات 47-55

    اخیرا جذب سطحی با استفاده از نانوجاذب های اصلاح شده به دلیل سادگی و راندمان بالا به عنوان یکی از روش های جداسازی فلزات سنگین از پساب، مورد توجه محققان قرار گرفته است. در این پژوهش ابتدا یک نانوساختار مغناطیسی بر پایه ی گرافن اکسید و اکسید آهن که با اسیدآمینه ی تریپتوفان اصلاح شده است، سنتز شد. نانوساختار فوق اثر جذبی خوبی نسبت به کاتیون مس دوظرفیتی از خود نشان داد. علت این امر وجود گروه نیتروژنی تریپتوفان بر روی سطح نانوساختار است که باعث می شود این نوع جاذب قابلیت جذب بالایی داشته باشد. حداکثر ظرفیت جذب 118میلی گرم مس به ازاء یک گرم جاذب است. در ادامه، پارامترهای سینتیکی و زمان تماس بررسی و بهینه شد و نتایج نشان داد که زمان تماس بهینه 60 دقیقه می باشد. مطالعات سینتیکی جذب با استفاده از مدل های شبه مرتبه اول و شبه مرتبه دوم انجام گرفت. نتایج بیان گر این موضوع بود که مدل شبه مرتبه دوم با ضریب رگرسیون بیشتر (0/9978=R2) در مقایسه با مدل شبه مرتبه اول (0/9942=R2) داده های آزمایش را بهتر توصیف می کند. تبعیت سینتیک جذب از مدل شبه مرتبه دوم بیان گر این است که مرحله ی تعیین کننده ی سرعت، یک برهم کنش شیمیایی است. جهت بررسی ترمودینامیک جذب، تاثیرات دما بر فرآیند جذب با استفاده از معادلات وانت هوف بررسی شد که نتایج حاکی از گرماگیر بودن فرآیند جذب است.

    کلیدواژگان: نانو جاذب مغناطیسی، مس(II)، مدل های سینتیکی
|
  • Hossein Dastyar, Elham Tavana, Farshid Fasihi, Seyed Esmaeil Moradi, Fatemeh Farjami * Pages 1-10
    In the present study, a glassy carbon electrode (GCE) modified with cyclodextrin graphene organic-inorganic hybrid nanosheets (CD-GNs) was prepared and applied for the sensitive electrochemical determination of imipramine (IMP). The surface morphology of the proposed electrode was characterized by scanning electron microscopy. Electrochemical results clearly demonstrated that CD-GNs organic-inorganic hybrid nanosheets could exhibit very high supramolecular recognition and enrichment capability. The effect of experimental conditions such as pH and scan rate were also investigated. Using differential pulse voltammetry (DPV), the modified electrode was applied for the sensitive determination of IMP in the range of 0.24-25 µM at pH 7.0. The limit of detection (S/N=3) was 47 nM. The RSD was obtained 1.75% which demonstrated the good repeatability of the fabricated electrode for IMP determination. Cyclic voltammetry (CV) was also used to attain information about the oxidation mechanism and calculating kinetic parameters. The proposed nanocomposite electrode exhibits good applicability for monitoring IMP in pharmaceutical formulations.
    Keywords: Cyclodextrin, Electrochemistry, Graphene Nanosheets, Imipramine
  • Roghayeh Heiran * Pages 11-19
    Nitrogen-based heterocycles have a prominent position in medicinal chemistry, and more than 75% of drugs approved by the FDA are nitrogen-containing heterocycles. β-lactams are nitrogen-containing heterocyclic compounds and are known as the core of penicillin antibiotics. Since the discovery of the structure of penicillin, several strategies have been introduced for synthesis of this group of compounds. In this regard, extensive studies have been developed on the stereoselectivity of synthetic methods. In recent years, in order to obtain compounds with specific biological activities, many researchers have studied the synthesis and modification of β-lactam ring. In addition to antibacterial activity, this group of compounds has shown many other activities such as antifungal, anti-malarial, anti-inflammatory, anticancer, etc. In addition, they are also known as cholesterol absorption inhibitors and enzyme inhibitors. It is generally believed that the activity of this group of compounds is related to the chemical activity of the β-lactam ring and the substitutions on this ring. In this review article, different kinds of synthetic methods and biological activities of synthesized monobactams, especially in the last 10 years have been discussed.
    Keywords: 2-Azetidinone, Biological activity, Synthesis, Staudinger
  • Fatemeh Sedaghati * Pages 20-29
    Carbon dots are a class of nanomaterial that are also defined as zero-dimension nanoparticles. Quantum dots (QDs) are getting special attention due to their worthy optical properties and different applications such as bioimaging, catalysis, sensing and drug delivery. C-Dots can be prepared using the top-down and bottom-up approaches, in which the latter method is commonly used for large scale and low-cost synthesis. C-Dots can be synthesized using sustainable raw materials or green biomass since it is environmentally friendly, in-expensive and most importantly, helps the minimization of waste production. In the same line, waste biomass, fruit peel, vegetable and agricultural biomass can be used as precursors for QDs synthesis. In this article, different methods of bottom-up synthesis of carbon dots using different biomasses that have been presented mostly in the last five years are reviewed.
    Keywords: Carbon dot, biomass, Green synthesis
  • Yasaman Ezhdehakosh Abolverdi, Fatemeh Honarasa * Pages 30-34

    In the present study, determination of glucose was performed based on peroxidase-like activity of Fe3O4/CeO2/C-dot nanocomposite. In this way, a cascade reaction was used. At first, glucose in the presence of glucose oxidase enzyme reacts with oxygen to produce gluconic acid and H2O2. Then, in the second step, H2O2 in the presence of Fe3O4/CeO2/C-dot converts TMB (3,3’,5,5’- tetramethylbenzidine) to oxTMB which causes the solution to turn blue. Intensity of blue color depends on glucose concentration, nanocomposite amount, TMB concentration and solution pH. Absorbance of solution at 650 nm was increased by increasing the glucose concentration. So, linear range between glucose concentration and intensity of absorbance at 650 nm was observed. Experimental detection limit for glucose detection was obtained as 1×10-5 M. Also, the sensing system shows high selectivity towards the detection of glucose in the presence of fructose, lactose and maltose as interferences.

    Keywords: Nanozymes, glucose, Magnetic nanoparticles, Nanoceria, Carbon dots
  • Sara Sobhani *, Taktom Yari, Roya Jahanshahi Pages 35-46

      A new heterogeneous sulfonated magnetic nanocatalyst decorated with hydrophobic tag denoted as hydrophobic-NBS-γ-Fe2O3, is successfully synthesized and characterized by different methods such as FT-IR, SEM, TEM, TGA and elemental analysis. The catalyst worked well for the efficient synthesis of hexahydroquinolines (HHQs) via the Hantzsch one-pot four-component reactions under solvent-free conditions. The enhanced catalytic activity of hydrophobic-NBS-γ-Fe2O3 could be attributed to the synergistic effects of the anchored sulfonic acid groups and hydrophobic tags on the catalyst surface. The presence of hydrophobic tags well circumvents the problem of water-poisoning of acidic sites in the synthesis of HHQs as a water generating reaction and also facilitates the mass transfer of hydrophobic starting materials to the active acidic sites of the catalyst. Using the solvent-free conditions, good to high yields of the products, use of reusable catalyst, short reaction times and simple work-up procedure make this method favorable from the environmental and economic viewpoints for the synthesis of HHQs. This study represents the first example of using a hydrophobic sulfonated magnetic nanocatalyst towards the one-pot four-component synthesis of HHQs.

    Keywords: Hydrophobic nanocatalyst, Heterogeneous nanocatalyst, Magnetic nanocatalyst, Water generating reactions, Hantzsch synthesis
  • Hassan Meymane Jahromi, Iman Khonsha * Pages 47-55

    Recently adsorption by using of modified nano-adsorbents as one of the methods of separating heavy metals from wastewater has been attracted a lot of attention due to the simplicity and high efficiency of the process. In this work, at first a graphene-oxide-based magnetic nanostructure modified by tryptophan was synthesized. The synthesized magnetic graphene oxide has a high absorption capacity for Cu(II) ion (i.e., 118 mg g-1) due to the presence of nitrogen groups of tryptophan exist on the surface of adsorbent. Kinetic parameters and contact time were optimized, and the results showed that the optimal contact time is 60 minutes. Absorption kinetic studies were performed using pseudo-first-order and pseudo-second-order models. The findings indicated that the pseudo-second-order model with a higher regression coefficient (R2=0.9978), compared to the pseudo-first-order model (R2=0.9942), describes the test data better. The adsorption kinetics’ adherence to the pseudo-second-order model demonstrated that the rate-determining step is a chemical interaction. In order to investigate the thermodynamics of absorption, the effects of temperature on the absorption process were explored by using of Van’t Hoff equations, and the results showed that the absorption process is endothermic.

    Keywords: Magnetic nano adsorbent, Copper(II), Kinetic models