Yeni t-butilbenzil bromür gruplar içeren polifonksiyonel porfirazinlerin sentezi, karakterizasyonu ve komplekslerinin hazırlanması

Abstract

ÖZET Tetrapirol türevi olarak tanımlayabileceğimiz tetraazaporfîrinler (TAP), 1952'den sonra kimyamn temel araştırma konularından biri olmaya başlamıştır. Porfirinler ve ftalosiyaninlere göre porfîrazinler elli yıl önce ilk sentez edildikleri tarihten beri daha az incelenen grup olmuştur. Çözünür türevlerinin son zamanlarda etkin bir şekilde sentez edilmesi ile, porrîrazinlerin yapı türevleri önem kazanmaya başladı. Ftalosiyaninlerin ve porrîrazinlerin elektronik karakteri ve geniş 7t sistemi periferal metal koordinasyonu ile birleştirildiği zaman oluşan yeni yapılar, spektroskopik, magnetik ve elektronik özellikleri ile çok metalli komplekslerin geniş bir çeşidinin hazırlanmasını sağlamıştır. Birçok organik solventte ftalosiyaninlere kıyasla daha çözünür özellik gösteren porrîrazinlerin, periferal sübstitüentlerinde yapılacak değişiklikler, bu niteliklerini iyileştirmeyi mümkün kılmaktadır. Periferal sübstitüe porfirazinlerin değişik optik, manyetik ve elektronik özellik sergileme potansiyelleri vardır. Son yıllarda periferal sübstitüe porfirazinlerle ilgili olarak yapılan geniş çaplı araştırmalar, bu tetrapirol türevlerinin, pek çok uygulama alanı olan ftalosiyaninlere alternatif olacağım malzeme bilimi, tümörlerin fotodinamik terapisi, pigment ve boyar maddeler alanlarında göstermiştir. Bu çalışmanın amacı, periferal pozisyonda 4-tert-butilbenziltiyo grupları bulunduran metalsiz porfirazini sentezleyip, bu molekülden yola çıkarak farklı metalli türevlerini hazırlamaktır. Amaçlanan bileşiği elde etmek için başlangıç maddesi olarak kullanılan ditiyomaleonitril disodyum tuzu karbondisülfür ve NaCN den iki kademede sentezlendi. Daha sonra; ditiyomaleonitril disodyum tuzu ile 4-tert-butilbenzilbromürün alkillendirilmesi sonucu bis(4- tert-butilbenziltiyo)maleonitril elde edilerek, magnezyum alkolat yardımıyla siklotetramerizasyon sonucunda oktakis(4-tert-butilbenziltiyo) porfîrazinato magnezyum (MgPz) sentezlenmiştir. MgPz hegzan, kloroform, DMF, THF iyi çözünmekte metanol, etanol, benzende ise çözünmemektedir. Bis(4-tert-butilbenziltiyo) maleonitrilin İR spektrumunda, karakteristik gerilme titreşimi değerlerinde görülmüş ve elementel analiz sonuçları formülüne çok iyi uyum göstermiştir. Elde edilen MgPz nin ER. spektrumunda, başlangıç maddesine ait C=N gerilme titreşimleri porfirazin oluşumundan sonra kaybolmuştur. *H NMR spektrumunda beklenildiği şekilde kimyasal kaymaları gözlenmiştir. MgPz in metalsiz türevine dönüştürülmesi CF3COOH ile oda sıcaklığında gerçekleştirilerek, diğer metal türevlerinin sentezlenmesinde EfePz başlangıç maddesi olarak kullanılmıştır. Metalsiz porfirazinde merkezde bulunan protonlar metal iyonu ile yer değiştirmesine örnek olarak, H2PZ ve Cu(H), Zn(II) ve Co(II) asetatın etanol + THF kanşımında uzunca bir süre kaynatılması ile ZnPz ve Co asetat ile CoPz hazırlanmıştır. Metalsiz porfirazin ve metalli porfîrazinin elektronik spektrumlan birbirinden oldukça farklı olarak Q bandı FfcPz lerde iki pik verirken MPz lerde aynı absorpsiyonda tek bir pik gözlenmiştir. Elde edilen ligandın ve komplekslerinin yapılan, FT-IR, UV, *H NMR, TLC ve elementel analiz yöntemleri ile incelenmiş ve karakterize edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Porfirazin, tetraazaporfirin, ditiyomaleonitril disodyum tuzu, fitalosiyanin, porfirin. vı

ABSTRACT A range of different substituents provides porphyrazine ligands with interesting new features such as greatly enhanced organic solubility compared to their phthalocyanine counterparts. Indeed, peripherally-functionalised porphyrazines have the potential to exhibit novel optical, magnetic and electronic properties. The design of novel substituted tetrapyrrol derivatives closely follows the requirements of their intended applications. Execution of minor changes on the nature and position of side groups or using different metal ions in the inner core can be considered as practical methods of tuning the properties of these materials. Intensive research interest in peripherally functionalized porphyrazines during the last decade has shown that these tetrapyrol derivatives should be considered as alternatives to the phthalocyanines that have found extensive applications in material science and the photodynamic therapy of tumors as well as pigments and dyes. In the present work our aim has been to prepare different metallo porphyrazines which include 4-tert-butylbenzylthio groups. The starting point for all these compounds is sodium salt of dithiomaleonitrile which is obtained in two steps from carbondisulfide and NaCN. After that, this salt was alkylated with 4-tert-butylbenzylbromide and by using template effect of magnesium butanolate and cyclotetramerization; it was converted to MgPz which is soluble in chloroform, DMF, THF, hexane and insoluble in benzene, methanol and ethanol. In the IR spectrum of bis(4-tert-butylbenzylthio)maleonitrile, characteristic stretching vibrations are observed. Elemental analysis results closely follow the values calculated. In the IR spectrum of MgPz, as expected the C=N stretching of the starting material are lacking after Pz formation. In the 'H NMR spectrum of MgPz, chemical shifts for all groups found as expected. In the present case, MgPz has been treated with trifluoroacetic acid to reach metal-free porphyrazine, FfePz by removing Mg ion. Inner core protons can be exchanged with metal ions as examples of divalent metal Pz derivatives, CuPz, CoPz and ZnPz were obtained by the reactions of excess amount of copper(II), cobalt(II) and zinc(II) acetate and H2PZ in THF + ethanol solvent mixture by long time heating. Electronic spectra can be used in order simply to differentiate H2Pz and MPz how while Q band absorptions are split in two peaks at around 600-700 nm in the former, the same absorptions appear as a single peak in the MPz's (Cu, Zn, Co) latter. Molecular structure of metal free porfirazine and its metal complexes have been investigated and characterized by UV, FT-IR, 'H NMR, TLC and elementel analysis methods. Keywords: Porphyrazine, tetraazaporphyrin, dithiomaleonitrile disodium salt, phthalocyanines, porphyrin. vn