د نانولولهها میتوانند بر اساس ضخامت و کایرالیتهشان (چرخش ششگوشه ها با تقید به محور اصلی نانولوله) خاصیت فلزی یا نیمهرسانایی داشته باشند.
این پیشبینیهای تئوری مهیج علاقهی فوق العاده زیادی که CNTها در جامعهی تحقیقاتی به وجود آوردهاند و تلاشهایی که دانشمندان برای غلبه بر مشکلات بزرگی که در آغار برای رشد، خالصسازی و دستکاری CNTها داشتهاند را توجیه میکند.
تنها چند سال بعد از کشف CNT ها در سال 1998 پیشبینیهای تئوری مبتنی بر خواص الکترونیکی آنها با آزمایشاتی به اثبات رسید، و هم اکنون طیف بینهایت گستردهای از تحقیقات در زمینه ی نانو الکتریک، انتقال دارو و مواد پر انرژی با استفاده از CNTها در حال انجام است.{16و17}
?
شکل 3.1. بسته شدن انتهای نانولوله ها به وسیله ی کلاهک {16و17}

شکل 4.1. انواع نانولولهها از نظر کایرالیتی {16و17}

شکل 5.1. زوایای مربوط به جهت رول شدن ورقه ی گرافن برای تشکیل نانولوله {16و17}
1-3- ایمیدازول
1-3-1- تعریف
ایمیدازول یک ترکیب آلی با فرمول شیمیایی C2N2H4 است. این ترکیب دارای جرم مولی 67.077 گرم بر مول است و شکل ظاهری آن به صورت جامد زرد کمرنگ یا سفید است.
برای اولین بار دباس12 منشا ترکیب را کشف کرد و آن را بوسیله گلی اوکسال و آمونیاک تهیه کرد و نام گلی اوکسالین13 را پیشنهاد کرد. این نام هنوز هم در ادبیات مدرن استفاده می شود.
نام ایمیدازول برای اولین بار توسط هانچ14 ارائه شد و او آن را به عنوان یک آزول پنج عضوی که یک سیستم حلقوی پلی هترو آروماتیک، شامل یک نیتروژن نوع سوم است طبقه بندی کرد.{5}
?
شکل 6.1. ایمیدازول{6}
شماره گذاری صحیح حلقه ایمیدازول در بالا نشان داده شده است. نیتروژن امین در موقعیت 1 قرار می گیرد و شماره گذاری در اطراف حلقه به سمت نیتروژن نوع سوم انجام می گیرد و در موقعیت 3 نیتروژن نوع سوم قرارمی گیرد.

?قرار گرفتن یک استخلاف در موقعیت 2 مشکلی ایجاد نمی کند، زیرا این موقعیت نسبت به نیتروژن ها متقارن است.این نامگذاری برای بیشتر کمپلکس ها مناسب است. اما هنگامی که یک استخلاف در موقعیت 4 یا 5 قرار می گیرد، نامگذاری متفاوت خواهد بود.هیدروژن آمین با توجه به اینکه استخلاف روی کدام موقعیت (4 یا 5) قرار می گیرد با استفاده از خاصیت توتومری15 شدن، بر روی نیتروژن ها انتقال می یابد، که در شکل زیر نشان داده شده است:

شکل 7.1. توتومری شدن {6}

?شکل 8.1. حالتهای مختلف از استخلافهای قرار گرفته در موقعیت های 4و5 {6}

برای قرار دادن استخلاف بر روی نیتروژن آمین، هیدروژن آمین بر اثر توتومری شدن توسط استخلافهای دیگر جایگزین می شود. در شکلهای زیر نشان داده شده است :

شکل 9.1. حالت های مختلف از استخلافها بر روی آمین{6}
1-4- خواص فیزیکی ایمیدازول ها
1-4-1- نقطه ذوب و جوش
ایمیدازول دارای نقطه ذوب 90 درجه سانتیگراد و نقطه جوش 256 درجه سانتیگراد است.در جدول 1.1 نقطه جوش تعدادی از ترکیبات هتروسیکل پنج عضوی نشان داده شده است.ایمیدازول و 1و2و4تری آزول دمای جوش بالایی دارند. پیرازول در مقایسه با فوران و پیرول دمای جوش بالایی دارد، در صورتی که اختلاف قابل توجهی در جرم ملکولی آنها وجود ندارد.

جدول 1.1. دمای جوش ترکیبات هتروسیکل پنج عضوی{6}
Compound
B. p., °C. (760 mm.)
Furan
32
Pyrrole
131
Pyrazole
187
1,2,3-Triazole
204
Imidazole
256
1,2,4-Triazole
260

دمای جوش ایمیدازول زمانی که یک گروه متیل در موقعیت 1 قرار می گیرد به طور قابل توجهی کاهش می یابد. اما زمانی که گروه متیل در موقعیت 4 یا 5 قرار میگیرد اثر قابل توجهی بر دمای جوش ایمیدازول نمی- گذارد. اگر یک گروه آمیل به موقعیت 1 اضافه کنیم، با اینکه جرم ملکولی دو برابر می شود ولی دمای جوش ایمیدازول کاهش می یابد. در جدول 2.1 دمای جوش ایمیدازول با استخلافهای مختلف نشان داده شده است.
جدول 2.1. دمای جوش ایمیدازول با استخلافهای مختلف{6}
Compound
B. p., °C. (760 mm.)
Imidazole
256
1-Methyl-Imidazole
198
4(or5)-Methyl-Imidazole
264
1-Propyl-Imidazole
223
1-Amyl-Imidazole
245
1,2-Dimethyl-Imidazole
205
1-Ethyl-2-methyl-Imidazole
211
1-Methyl-5-chloro-Imidazole
202
1-Methyl-4-chloro-Imidazole
245
1,4-Dymethyl-Imidazole
200
1,5-Dymethyl-Imidazole
220
1-Phenyl–Imidazole
277
2-Phenyl–Imidazole
340

مطلب مشابه :  تحقیق دربارهمیلی، گیری، استاندارد، پتاسیم

در جدول 3.1 دمای ذوب تعدادی از ترکیبات ایمیدازول با استخلافهای مختلف در موقعیتهای مختلف خلاصه شده است .هنگامی که یک گروه متیل در موقعیت 1 قرار می گیرد دمای ذوب به مقدار قابل توجهی کاهش می یابد، اما هنگامی که در موقعیت 4 یا 5 قرار می گیرد دمای ذوب افزایش می یابد. {6}

جدول 3.1. دمای ذوب تعدادی از ترکیبات ایمیدازول با استخلافهای مختلف{6}
Compound
M. p., °C
Imidazole
90
1-Methyl-Imidazole
-6
2-Methyl-Imidazole
140-141
4(or5)-Methyl-Imidazole
55-56
1-Phenyl-Imidazole
13
2-Phenyl-Imidazole
148-149
4(or5)-Phenyl-Imidazole
133-134
1-Benzyl-Imidazole
71-72
2-Benzyl-Imidazole
125-126
4(or5)-Benzyl-Imidazole
82-84
4,5-Diphenyl-Imidazole
228
2-Methyl-4,5-diphenyl-Imidazole
240
1-Methyl-4,5-diphenyl-Imidazole
158
1-4-2- حلالیت16
حلالیت ایمیدازول در حلالهای قطبی زیاد و در حلالهای غیر قطبی کم است. در دمای اتاق ایمیدازول به شدت در آب حل می شود و مقادیر کمی حلالیت آن در آب بدست نیامده است.
4یا 5 متیل ایمیدازول در بنزن حلالیت خوبی دارد. ایمیدازولهای استخلاف N در مقایسه با ایمیدازول با هیدروژن آزاد، در حلالهای ناقطبی بهتر حل می شوند. مقادیر کمی حلالیت ایمیدازول در بنزن و دیو اکسان، و 4یا5 د
ر بنزن به ترتیب در جدول 4.1 و جدول 5.1 خلاصه شده است?.{6}

جدول 4.1. حلالیت 4یا5 متیل ایمیدازول در بنزن{6}
Temperature, °C
Molality
3.2
4.57
16.8
6.07
21.1
6.87
25.4
7.44
29.3
8.24
31.4
8.54

جدول 5.1. مقادیر کمی حلالیت ایمیدازول در بنزن و دیو اکسان{6}
Benzene
Dioxane
Temp. °C Molality
Temp. °C Molality
36.7 0.198
14.7 3.62
41 0.258
17.9 4.29
42.2 0.486
21.9 4.96
42.8 0.688
23 5.17
44.8 1.195
32.7 7.48
45.7 1.524
38 9.46
47.8 2.38
39.4 10.5
49 3.00
46.8 14.2
51.2 4.63
55.8 19.3
51.8 5.38
52.9 6.77
56.2 9.23

1-4-3- ویسکوزیته17
ویسکوزیته محلول بنزن، ایمیدازول و 4 یا 5 متیل ایمیدازول در جدول 6.1 وجود دارد. محلول پیرول یا پیرازول در بنزن، به عنوان حلال خالص تقریبا ویسکوزیته یکسان دارند و با افزایش غلظت اختلاف ناچیزی مشاهده می شود. این باعث تجمع18 کم می شود.ثابت ویسکوزیته برای محلولهای ایمیدازول و 4 یا 5 متیل ایمیدازول، با افزایش غلظت افزایش می یابد.{6}
? جدول 6.1. ویسکوزیته محلول بنزن، ایمیدازول و 4 یا 5 متیل ایمیدازول{6}
Compound (Temp. °C)
Molality
Specific Viscosity
Imidazole (30°)
0.036
0.073
0.146
0.0106
0.0248
0.0549
Imidazole (50°)
0.146
0.416
0.463
0.041
0.15
0.1686
4(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
3.736
0.0071
0.0354
0.1187
0.1277
0.2925
0.3262
0.4113
0.7801
0.9911
1.6524
2.3138
3.156
4(or5)-Methyl-Imidazole (50°)
0.242
0.249
0.475
0.493
0.607
0.091
0.093
0.214
0.237
0.3079

1-4-4- ممان دوقطبی19
اغلب اطلاعات با ارزش در مورد ساختمان ملکولهای آلی، از اطلاعات دقیق مربوط به خواص دی الکتریک آنها بدست می آید. بزرگی شدت ممان دوقطبی نشان دهنده بار توزیع شده در داخل ساختار آنها است. متاسفانه مواد تجربی ایمیدازولها نسبتا محدود است. ممان دوقطبی فقط برای ایمیدازول، 4یا5 متیل ایمیدازول، 1متیل ایمیدازول و بنزی ایمیدازول در دسترس است و در جدول 7.1 خلاصه شده است. {6}

جدول 7.1. ممان دوقطبی برای برخی ترکیبات ایمیدازولها در حلالهای مختلف بر حسب دبای20 {6}
Compound
Naphthalene
Benzene
Dioxane
Carbon
tetrachloride
Imidazole
5.7 (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 دوقطبی ایمیدازول در غلظت های مختلف در بنزن محلول نشان داده شده است. با کاهش غلظت ممان دوقطبی کاهش می یابد.

جدول 8.1. ممان دوقطبی ایمیدازول در غلظتهای مختلف بر حسب دبای{6}
Mole fraction of solute
Dipole moment , Debye units
0.005951
5.62
0.001140
4.42
0.000233
3.93
?
1-4-5- خواص فیزیکی مختلف
اطلاعات مربوط به ضریب شکست21، دانسیته22، مولار حالت انکسار23، کشش سطحی24، گرمای ذوب25 و گرمای محلول26 ایمیدازول 4 یا 5 متیل ایمیدازول در جداول بعدی خلاصه شده است.

جدول 9.1. دانسیته، ضریب شکست و مولار حالت انکسار مشتقات ایمیدازول در دماهای مختلف{6}
Compound
Temp, °C
Density
nC
nHe
nF
MD
Imidazole

95
100.9
110.0
153
205
1.036
—-
1.0222
0.9920
0.9370
1.48075
1.47625
—-
—-
—-
1.48428
1.48006
—-
—-
—-
1.49442
1.48980
—-
—-
—-
18.76
18.77
—-
—-
—-
4(or5)-Methyl-Imidazole

مطلب مشابه :  shielding، هیدروژن، ایمیدازول، استخلاف

14.3
18
50
60
70
110
153
1.0416
1.036
1.016
1.009
1.002
0.9691
0.9380
1.50367
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-Imidazole
20.5
1.0325
1.48856
1.49244
1.50157
23.08
1-Propyl-Imidazole
19.6
0.9705
1.47671
1.48021
1.48829
32.24
1-Isoamyl-Imidazole
19.7
0.9427
1.47114
1.47425
1.48205
41.20
1,2-Dimethyl-Imidazole
16.1
1.00
1.48665
1.49024
1.49926
27.79
1-Ethyl-2-Methyl-Imidazole
21.8
0.9807
1.48301
1.48660
1.49516
32.27
1-Methyl-5-chloro-Imidazole

20.5
17.7
1.25
1.2561
1.50630
1.50783
1.51009
1.51181
1.51958
1.52121
27.88
27.83
1-Methyl-4-chloro-Imidazole
19.8
1.2483
1.50930
1.51308
1.52259
28.06
1-Ethyl-2-Methyl-5-chloro-Imidazole

19.8
1.1415
1.49519
1.49888
1.50731
37.17
1-Ethyl-2-Methyl-4-chloro-Imidazole

16.8
1.1598
1.49864
1.50223
1.51088
36.80
1-Phenyl-Imidazole
15.4
1.1397
1.59335
1.59999
1.61650
43.25

جدول 10.1. کشش سطحی مشتقات ایمیدازول در دماهای مختلف{6}
Compound
Temperature, °C
Surface tension,dynes/cm.
Imidazole

110
150
205
36.82
33.85
30.05
4(or5)-Methyl-Imidazole

20
56
110
153
38.7
36.21
32.36
29.28

جدول 11.1. گرمای ذوب و گرمای محلول مشتقات ایمیدازول در بنزن محلول در غلظت های مختلف{6}
Molality
Heat of solution,
cal./mole(21°)
Heat of fusion,
cal./mole
0.13
-3210
-2840
0.22
-2170
—-

1-5- خواص شیمیایی ایمیدازول ها
1-5-1- قدرت پایه ای
ایمیدازول یک مونو اسید پایه ای است که توانایی تشکیل نمک بلوری با اسید را دارد. نقطه ذوب تعدادی از نمک های ایمیدازولیم در جدول 12.1 ذکر شده است .ماهیت اساسی ایمیدازول ناشی از توانایی نیتروژن پیریدین برای دریافت یک پروتون است. تاثیر استخلافهای مختلف بر قدرت پایه ای ایمیدازول در جدول 13.1 نشان داده شده است.
جدول 12.1. نقطه ذ
وب تعدادی از نمکهای ایمیدازول{6}
Salt
M.p.°C
References
Nitrate
118
(30)
Chloroaurate
dec.190
(29)
Chloroplatinate
dec.200
(31)
Dimolybdate
—-
(27,28)
Picrate
208-212
(20.22-24)
Flavianate
224-226
(26)
Diliturate
—-
(25)
Acid oxalate
232,252,225
(20-23)
Acid tartrate
202
(22)
Benzene
99
(18,19)

جدول 13.1. قدرت پایه ای تعدادی از ایمیدازولها{6}
Compound
pKa
Imidazole
6.95;6.89
1-Methyl-Imidazole
7.25
2-Methyl-Imidazole
7.86
4(or5)-Methyl-Imidazole
7.52
2,4(or 2,5)-Dimetyl-Imidazole
8.36
2,4,5-Trimethyl-Imidazole
8.86
2-Phenyl-Imidazole
6.39
4(or 5)-Phenyl-Imidazole
6.00
4(or 5)-Hydroxymethyl-Imidazole
6.38
4(or 5)-Carboxy-Imidazole
6.08
4(or 5)-Carbethoxy-Imidazole
3.66
4(or 5)-Bromo-Imidazole
3.60
Histamine
5.98

اضافه کردن گروههای متیل به حلقه ایمیدازول قدرت پایه ای آن را افزایش می دهند. این توضیح در مورد خواص الکترون – آزاد گروههای متیل است که تمایل به افزایش چگالی الکترونی نیتروژن پیریدین را دارند. تشابه استخلاف مشاهده شده در سری پیریدین، که در آن قدرت پایه ای a-picoline بیشتر از سیستم حلقه اصلی (والد) است. این افزایش در قدرت پایه ای را می توان به ترکیب شدن القایی و اثر رزونانسی نسبت داد (فوق کانژوگاسیون) . بررسی های مشابه ممکن است به کار رود برای 2 متیل ایمیدازول، که شرح حالت کانژوگاسیون در زیر نشان داده شده است.

شکل 10.1. اثر کانژوگاسیون{6}
با قرار دادن یک گروه متیل در موقعیت 4 یا 5 حلقه ایمیدازول قدرت پایه ای را افزایش می دهد. اما اثر کمتر نسبت به دو گروه متیل دارد. بررسی های تقارنی ممکن است این تفاوت را توضیح دهد. یون 2 متیل ایمیدازولیوم نشان دهنده یک ساختار بسیار متقارن با دو سهم معادل است، در مقایسه با 4 یا 5 متیل ایمیدازولیوم که با دو سهم غیر معادل است. با قرار دادن یک گروه متیل در دو موقعیت 4 یا 5 باعث کمک به افزایش در قدرت پایه ای می شود.?
گروههای الکترون کشنده از قبیل گروههای فنیل، نیترو و یا یک هالوژن قدرت پایه ای را کاهش می دهند.مقایسه 1متیل 5 نیترو ایمیدازول و 1و2 دی متیل 5 نیترو ایمیدازول با مشتقات 4 نیترو مربوط به آنها، نشان میدهد که ترکیبات 5نیترو پایه قوی تری


دیدگاهتان را بنویسید