4,4`-(2,3-bis(1,3-bis(4,7-ditosil-1,4,7-triazonan-1-il)propan-2 iloksi) bütan-1,4-diil)bis(oksi)ftalonitril bileşiği içeren metalsiz ve metalli ftalosiyanin polimerlerinin sentezi ve karakterizasyonu

Abstract

Ftalosiyanin bileşikleri ilk defa (1,2)-disübstitüe benzen türevlerinin kimyasal reaksiyonları ile elde edilmiştir. Ftalosiyanin molekülünün yapısı 1929 yılında Linstead ve ekibinin çalışmaları sonucunda aydınlatılmıştır. Ftalosiyaninler iki boyutlu 18 π elektronuna sahip aromatik porfirin bileşiğinin sentetik benzerleridir. Kuvvetli asidik ve bazik ortamlara, ısıya, ışığa karşı yüksek direnç göstermesi, güçlü mavi, yeşil renkleriyle boyarmadde, elektronik ve optoelektronik maddeler için yeni moleküler materyallerin dizaynında temel yapılar olarak dikkat çekmektedirler. Geleneksel uygulama alanlarının dışında, ftalosiyanin bileşikleri son zamanlarda fotodinamik terapi, kimyasal sensör, optik veri depolama, fotoiletkenlik, sıvı kristal, tekstil, baskı mürekkep, reaksiyon katalizleme, elektrokromik görüntüleme, karbon nano tüp, nükleer kimya ve güneş pilleri gibi çeşitli alanlarda kullanılmaktadırlar. Ftalosiyaninlerin periferal konumlarına çeşitli sübstitüentler modifiye edilerek farklı özelliklerde ürünler elde edilebilmekte, her geçen gün değeri artmaktadır. Ftalosiyaninlerin merkezine yetmiş farklı elementin bağlanması ve birbirinden değişik ftalosiyanin türleri sentezlenebilmektedir Bu çalışmamızda makrosiklik bileşiklerin bir üyesi olan 1,4-ditosil-1,4,7-triazonan (III) içeren metalsiz (H2) ve metal içeren (Cu, Ni, Co, Zn) ftalosiyanin polimerleri sentezlendi. Başlangıç maddeleri olarak sırasıyla N,N'-(ethan-1,2-diil)bis(4-metilbenzensülfonamid) (I), Bis(2-kloroetil)aminhidroklorür (II), 1,4-ditosil-1,4,7-triazonan (III), 1,3-bis(4,7-ditosil-1,4,7-triazonan-1-il)propan-2-ol (IV) ve 4-nitroftalonitril (V), (Va, Vb, Vc) bileşikleri kaynaklara uygun şekilde sentezlendi. 2,3-bis(1,3-bis(4,7-ditosil-1,4,7-triazonan-1-il)propan-2-iloksi)bütan-1,4-diol (VI) ve 4,4'-(2,3-bis(1,3-bis(4,7-ditosil-1,4,7-triazonan-1-il)propan-2-iloksi)bütan-1,4-diil)bis(oksi)diftalonitril(VII) bileşikle ri sentezlenerek literatüre kazandırıldı. Sentezlenen 4,4'-(2,3-bis(1,3-bis(4,7-ditosil-1,4,7-triazonan-1-il)propan-2-iloksi)bütan-1,4-diil)bis(oksi)diftalonitril (VII) bileşiği n-bütanol, DMEA (N,N-Dimetilaminoetanol) çözücüleri ve DBU (1.8-diazabisiklo[5.4.0]undek-7-en) varlığında metalsiz (H2Pc) (1), sırasıyla susuz metal tuzları CuCl2, NiCl2, CoCl2 ve Zn(Ac)2 ile metalli (CoPc (2), NiPc (3), CuPc (4), ZnPc (5)) polimerleri ve NiPc'nin H2SO4 içerisinde reaksiyonu ile tosil grubu çıkarılan NiPc (3a) ftalosiyanin polimeri sentezlendi. Sentezlenen başlangıç maddeleri ve ftalosiyanin polimerlerinin yapıları elemental analiz, FT-IR, UV/Vis., 1H-NMR, TGA ve DTA analiz teknikleriyle aydınlatıldı.

Phthalocyanine compounds are first produced with chemical reactions of (1,2)-substitu benzene derivatives. The molecular structure of phthalocyanine is discovered by Linstead and his team in 1929. Phthalocyanine are synthetic analogs of aromatic porphyrin compound which has 2 dimensioned 18 π electron. It stands out with its high resistance against light and heat in strong acidic and base environments, as colorant with powerful green and blue colors and building block for designing new molecular materials which used for electronic and optoelectronic devices. Besides its traditional utilization fields, phthalocyanine compounds are used in fields like photodynamic therapy, chemical sensor, optical data storing, photoconductivity, liquid crystal, textile, printer inks, reaction catalyzing, electrochromic imaging, carbon nanotubes, nuclear chemistry and solar cells. By modifying various substituents into peripheral locations of phthalocyanines, different products can be obtained and these products become more valuable day after day. Different phthalocyanine types can be synthesized just by connecting 70 different elements. In this research phthalocyanine polymers containing metal (Cu, Ni, Co, Zn) and metal-free (H2) are synthesized containing one of the macrocyclic compounds member 1,4-ditosil-1,4,7-triazonan (III). Compounds down below are synthesized as started compounds according to literature in order; N, N '- (ethane-1,2-diyl)bis(4-methylbenzenesulfonamide)(I),Bis(2-chloroethyl)amine hydrochloride (II), 1,4-ditosyl-1,4,7-triazonan (III), 1,3-bis(4,7-ditosyl-1,4,7-triazonan-1-yl) propan-2-ol (IV) and 4-nitroftalonitrile (V), (Va, Vb, Vc). (VI) and (VII) are synthesized and added to the literature. Synthesized compound 4,4'-(2,3-bis(1,3-bis(4,7-ditosyl-1,4,7-triazonan-1-yl) propan-2-yloxy) butane-1,4-diyl) bis(oxy) diftalonitrile (VII), n-butanol, DMEA dissolvers and in the presence of DBU (1.8-diazabisiklo [5.4.0] undek-7-ene) without metal (H2Pc) (1), anhydrous metal salts CuCl2, NiCl2, CoCl2 and Zn(Ac)2 respectively, with metal containing (CoPc (2), NiPc (3), CuPc (4), ZnPc (5)) polymers and with NiPc's reaction in H2SO4, without tosly group of NiPc (3a) phthalocyanine polymer are synthesized. Synthesized starter compounds and phthalocyanine polymers structures are brought into open with elemental analyze techniques like FT-IR, UV/Vis., 1H-NMR, TGA and DTA.