Homojen katalizörlerin heterojenleştirilmesi ve özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, Suzuki-Miyaura eşleşme reaksiyonlarında kullanılmak üzere yeni nesil, çevre dostu, özgün N-heterosiklik karben-Palladyum-piridin (NHC-Pd) kompleksi içeren polimer destekli katalizörler sentezlenmiştir. Bu katalizörlerin destek maddesine tutturulması işlemi, NHC-Pd komplekslerinin, AAm ve AMPS monomerleri ile çaprazbağlı olarak polimerleşmesiyle sağlanmıştır. Bütün polimerizasyon işlemlerinde çözeltide serbest radikal zincir polimerizasyon yöntemi uygulanarak, yığın halde jeller sentezlenmiştir. Sentezlenen NHC-Pd komplekslerin yapısal karakterizasyonu için NMR, polimer yapıların ve polimer-Pd katalitik sistemlerin karakterizasyonu için FT-IR, SEM-EDX, SEM-MAPPING, TEM ve TGA analiz teknikleri uygulanmıştır. Sentezlenen katalizörlerin, sulu ortamda yürütülen arilbromürlerin Suzuki-Miyaura eşleşme reaksiyonlarında yüksek aktiviteye sahip oldukları saptanmıştır. Bromasetofenon ve Bromanisol substratlarının heterojen Suzuki eşleşme reaksiyonu kinetik verileri incelenerek, deneysel verilerle uyumlu reaksiyon kinetik ifadesi türetilmiştir. Elde edilen katalizörler beş defa heterojen Suzuki eşleşme reaksiyonlarında aktivite kaybına uğramadan kullanılmıştır.

In this study, new generation, environmental safe, novel polymeric heterogeneous catalysts which included N-heterocyclic carbene-Palladium-Pyridine (NHC-Pd) complexes were prepared and used in Suzuki coupling reactions. These heterogeneous catalysts were synthesized by polymerization of NHC-Pd complexes (macro monomer) with AAm and AMPS monomers in the presence of crosslinker. Porous bulk hydrogels were prepared via free radical polymerization method. The structural characterization of NHC-Pd and crosslinked polymeric catalyst systems were made by using NMR and FT-IR, SEM-EDX, SEM-MAPPING, TEM and TGA analysis techniques, respectively.It was detected that the synthesized polymer based catalysts have high catalytic activity in heterogeneous Suzuki reaction of aryl bromides. For the heterogeneous Suzuki coupling reactions of bromoacetophenone and bromoanisole substrates kinetic models were derivated by via experimental reaction kinetic data. The polymeric hydrogel NHC-Pd catalysts exhibited good stability and could be reused at least five times without remarkable loss of its catalytic activity.