(3-Trietoksisililpropil) süksinik anhidritin hidroliz-kondensasyon ve kompleksleşme tepkimelerinin incelenmesi

Abstract

5. ÖZET Oksit yapılı birçok farktı ürünü sentezlemek için, son yıllarda sıkça kullanılan yöntem Sol-Jel yöntemidir. Hidroliz ve kondensasyon tepkimelerine dayanan bu yöntem ile, oldukça homojen ve saf ürünler sentezlenmektedir. Çıkış maddesi olarak tercih edilen metal alkoksitlerin hidroliz ve kondensasyon tepkimelerinin kontrol edilmesiyle, istenen özellikte ürün elde edilmektedir. Metal alkoksitlerin hidrolize karşı çok reaktif olmaları nedeniyle, modifiye edilmeleri gerekmektedir. Modifikasyon, genelde, alkoksitlerin organik bileşiklerle kompleksleştirilmesi ile yapılmaktadır. Kuvvetli kelat bağlar oluşturan komplekslerin hidrolizi daha ılımlı geçmektedir ve çökelti yerine jel elde edilmektedir. Bu şekilde modifiye edilen metal alkoksitlerle organik-anorganik malzemeler elde edilmektedir. Yani, anorganik yapıya organik bileşiklerin özellikleri katılmaktadır. Bu çalışmada kullanılan TSİSA, üç farklı metal alkoksit ile kompleksleştirilmiştir. Siklik bir anhidrit grubu içeren TSİSA kompleks oluşturmaya uygun değildir ve bu nedenle önce hidroliz edilerek uygun hale getirilmelidir. TSİSA'nın hidrolizi ile iki tane karboksilik asit grubu elde edilmektedir. TSİSA'nın hidroliz ve kondensasyon tepkimeleri FT-IR, 13C-NMR, 29Si-NMR spektrometreleri ve Karl-Fischer titratörü ile incelenmiştir. Farklı oranlardaki TSİSA:su çözeltilerin incelenmesi sonucu, 1 mol TSİSA'nın hidrolizi için 2 mol su kullanıldığı bulunmuştur. Karboksilik asite dönüştürülen TSİSA Ti(OBun)4, Zr(OPri)4 ve Al(OBus)3 ile kompleksleştirilerek FT-IR ve 13C-NMR spektrometreleri ile izlenmiştir. Uygun çözgen içersinde hazırlanan bu kompleksler ile homojen, şeffaf ve renksiz çözeltiler elde edilmiştir. TSİSA'nın epoksitler karşısında nasıl davrandığını araştırmak için TSİSA, saf haliyle ve hidroliz edilmiş haliyle, iki farklı epoksit bileşiği ile tepkimeye sokulmuştur. Belli zaman aralıklarında çekilen FT-IR spektrumlarından görülmüştür ki, bu bileşikler oda sıcaklığında tepkimeye girmemiştir. Bu nedenle çözeltiler 80°C'ye ısıtılarak poliadisyon tepkimeleri gerçekleştirilmiştir. FT-IR ve C-NMR spektrumları ile tepkimeler takip edilmiştir. Bu çözeltiler de homojen, şeffaf ve renksiz elde edilmişlerdir. 57

6. SUMMARY Sol-Gel method is a widely used technique in order to synthesize `many different materials containing metal oxide networks. In this method, which is mainly based on the hydrolysis and condensation reactions, fairly homogeneous and very pure materials could be obtained. By controlling the hydrolysis and condensation reactions of metal alkoxides, products with desired properties can be obtained. Due to the high reactivity of metal alkoxides towards to the hydrolysis, they must be modified. Generally, modification is made by the complexation of alkoxides with organic compounds. The hydrolyses of complexes, which forms strong chelat bonds have moderate rates and reactions result in a gel instead of a precipitation. Thus, organic-inorganic materials are obtained using modified metal alkoxides. Consequently, the properties of organic compounds are introduced into the inorganic structure. Here, TSISA has been complexed with three different metal alkoxides. Since TSISA contains a cyclic anhydride group, it is not a suitable ligand to form complexes; it must first be hydrolyzed. From the hydrolysis of TSISA, two carboxylic acid groups are obtained. The hydrolysis and condensation reactions of TSISA have been studied by using FT-1R, 13C-NMR, 29Si-NMR spectrometers and Karl-Fischer titrator. It has been found that for the hydrolysis of 1 mol TSISA 2 moles of water are required. After the hydrolysis of TSISA, it has been complexed with Ti(OBun)4, Zr(OPr')4 and Al(OBus)3, and the structures have been studied by FT-IR and 13C-NMR spectrometers. With these complexes, homogeneous, transparent and colourless solutions are obtained in different solvents. In order to study the reactions of TSISA with epoxides, both pure and hydrolyzed TSISA have been reacted with two different epoxide compounds. It has been found, by FT-IR that these compounds do not give any reactions at room temperature. By increasing the reaction temperature to 80°C, poly- addision reactions can be initiated. The reactions also have been followed by FT-IR and 13C-NMR spectra. The solutions prepared from the reaction products are also homogeneous, transparent and colourless. 58