Kumarin temelli organik floroforların tasarımı, sentezi ve floresan prob olarak uygulanabilirliğinin spektroskopik yöntemlerle incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, mikrodalga ışıması destekli ve geleneksel sentez yöntemleri geliştirildi ve her iki yöntemin karşılaştırmalı analizi yapıldı. Her iki metot da etkili olmasına ragmen mikrodalga ışıması yöntemi kullanılarak geliştirilen metotun geleneksel metota göre çevre dostu, daha az zaman gerektiren, daha ucuz, ılıman koşullarda yapılabilmesi ve yüksek verim vb. üstünlüklerinden dolayı daha avantajlı olduğu görülmüştür. Mikrodalga ışıması yöntemi ile 3-asetilkumarin ve malonitril türevleri Knoevenagel tepkimesi ile kumarin-tiyofen türevleri ise Gewald reaksiyonu ile basamaklı ve tek kap yöntemi kullanılarak sentezlenmiştir. Bileşikler yüksek verimlerle sentezlenmiş ve sentezlenen tüm bileşiklerin yapıları 1H-NMR, 13C-NMR, HRMS, ve FTIR yöntemleriyle karekterize edilmiştir. Kumarin-tiyofen temelli bileşiklerin fotofiziksel özellikleri UV-GB ve Floresans spektroskopisi yöntemleriyle farklı polariteye sahip çeşitli çözücüler içerisinde belirlenmiştir. Ayrıca, 7-hidroksikumarin-tiyofen bileşiğinin floresan pH probu olma özelliği de araştırılmıştır. Son olarak, tüm kumarin-tiyofen temelli bileşiklerin potansiyel optik boyarmadde olarak kullanılabilirliğinin önemli bir ölçüsü olan ısısal kararlılık için bileşiklerin termal gravimetrik analizleri yapılmıştır.

In this study, two synthetic protocols have been developed; the microwave-assisted irradiation and the conventional procedures, and comparative analyses on the procedures were conducted. Even though both protocols were found to be efficient, the microwave-assisted irradiation reactions were identified to be the best, environmentally friendly, cost-effective, mild, efficient, with high yields, less time consuming but with high purity for the synthesis of 3-acetylcoumarins and their malononitrile derivatives via Knoevenagel condensation, and the coumarin-thiophene derivatives via Gewald reaction in stepwise and one-pot three-component. The compounds were synthesized in good to excellent yields and their structures were characterized using spectroscopic methods such as 1H-NMR, 13C-NMR, HRMS, and FTIR. Photophysical activities of all the target coumarin-thiophene hybrids were determined using a combination of UV−vis and fluorescence spectroscopy in various solvents with varying polarities. In addition, 7-hydroxycoumarin-thiophene derivative was also investigated for use as fluorescence pH probe. The thermal properties of all the coumarin-thiophene based compounds were also evaluated with TGA in order to test their potency and applicability as optical dyes.