Karbon tabanlı yeni hibrid malzemelerin hazırlanması ve elektrokimyasal sensör özelliklerinin incelenmesi
Preparation of carbon based new hybrid materials and investigation of electrochemical sensor properties
Yazar: AHMET ŞENOCAK
Danışman: PROF. DR. ERHAN DEMİRBAŞ
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Biyosensörler = Biosensors ; Diferensiyel vurulu sıyırma voltametrisi = Differential pulse stripping voltammetry

Özet:
Bu tez çalışmasında, 7-(prop-2-iniloksi)-3-(3,4,5-trimetoksifenil) kumarin (2), aksiyel etiniloksi subftalosiyanin (3), 4,4'-Difloro-8-(4-prop-2-iniloksi)-fenil-1,3,5,7-tetrametil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indasen (4), 4,4'-difloro-8-(4-prop-2-iniloksi)fenil-1,5,7-trimetil-3-(4-4"-4-dietinilaminofenil)etenil)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indasen (5), 4,4'-difloro-8-((4-prop-2-iniloksi)fenil)-1,7-dimetil-3,5-((4-4"-dietilaminofenil) ethenil) -4-bora-3a,4a-diaza-s-indasen (6), 7-propiniloksi-3-(p-propiniloksifenil) kumarin (8), 4,4-difloro-8-(4-hidroksifenil)-2,6-dietinil-1,3,5,7-tetrametil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indasen (11) bileşikleri sentezlendi. Bileşiklerden literatürde bulunan yöntemlere göre sentezlenen 4 tanesi orijinal olmayan bileşikler iken ve 3 tanesi bu tez kapsamında literatüre kazandırılan orijinal bileşiklerdir.
Sentez ve karakterizasyonu gerçekleştirilen bu bileşikler "Click" kimyası ile tek duvarlı karbon nanotüp (SWCNT) ve grafene kimyasal olarak bağlanmıştır. SWCNT-kumarin (CC), SWCNT-Subftalosyanin (CS), SWCNT-4 numaralı BODIPY bileşiği (CB), SWCNT-5 numaralı BODIPY bileşiği (CB1) ve SWCNT-6 numaralı BODIPY (CB2) hibridleri ile 3 boyutlu yapıya sahip olan SWCNT-kumarin 3D ve SWCNT-BODIPY 3D hibrid malzemeler hazırlanmıştır. Ayrıca grafen - kumarin (GC), grafen-subftalosyanin (GS), grafen-4 numaralı BODIPY bileşiği (GB), grafen-5 numaralı BODIPY (GB1) ve grafen-6 numaralı BODIPY (GB2) hibridleri de sentezlenmiştir. Bu hibridlerin karakterizasyonları, termal kararlılıkları ve yüzey analizleri FT-IR, Raman, UV-Vis spektroskopileri, TGA, SEM ve TEM kullanılarak yapılmıştır.
Grafen tabanlı hibrid malzemelerin elektrokimyasal sensör özelliklerinde artışlar gözlenmezken SWCNT-kumarin 3D kuersetin antioksidanına, CS kateşin antioksidanına, SWCNT-BODIPY 3D eserin pestisitine ve CB, CB1, CB2 hibridleri ise adenin ve guanine karşı sensör özellikleri incelendi. Her bir sensörün girişim yapma olasılığı olan kimyasallarla voltametrik cevaplarının etkileri araştırıldı. Elde edilen sensörlerin gerçek örneklerde analizleri yapıldı, geri kazanımları hesaplandı.

Abstract:
In this thesis, compounds of 7-(prop-2-yn-1-yloxy)-3-(3,4,5-trimethoxyphenyl) coumarin (2), axially ethynyloxy subphthalocyanine (3), 4,4'-difluoro-8-(4-propynyloxy)-phenyl-1,3,5,7-tetramethyl-4-bora-3a,4a-diaza-s-indacene (4), 4,4'-difluoro-8- (4-propynyloxy) -phenyl -3,5,7-trimethyl-1-((4-diethylaminophenyl) ethynyl) -4-bora-3a,4a-diaza-s-indacene (5), 4,4'-difluoro-8- (4-propynyloxy) ) -phenyl-3,5-dimethyl-1,7-bis ((4-4"- diethylaminophenyl)ethenyl)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indacene (6), 7-propinyloxy-3- (p-propinyloxyphenyl) coumarin (8) and 4,4-difluoro-8- (4-hydroxyphenyl) -2,6-diethynyl-1,3,5,7-tetramethyl-4-bora-3a, 4a-diaza- s-indacene (11) were synthesized. Four of these compounds were synthesized according to the methods available in the literature and 3 were unpublished original compounds.
These compounds, which are synthesized and characterized, are chemically bonded to single-walled carbon nanotube (SWCNT) and graphene by "Click" chemistry. SWCNT-coumarin (CC), SWCNT-subphthalocyanine (CS), SWCNT-BODIPY 4 (CB), SWCNT-BODIPY 5 (CB1) and SWCNT- BODIPY 6 (CB2) and 3D hybrids as labelled SWCNT-coumarin 3D and SWCNT-BODIPY 3D materials have been synthesized. In addition, graphene-coumarin (GC), graphene-subphthalocyanine (GS), graphene-BODIPY 4 (GB), graphene-BODIPY 5 (GB1) and graphene-BODIPY 6 (GB2) hybrids were synthesized. Characterization, thermal stability and surface analysis of these hybrids were performed by FT-IR, Raman, UV-Vis spectroscopies, TGA, SEM and TEM.
Although electrochemical sensor properties of graphene-based hybrid materials did not increase, sensor properties analyzed SWCNT-coumarin 3D towards quercetin antioxidant, CS towards catechin antioxidant, SWCNT-BODIPY 3D towards eserine pesticide and CB, CB1 and CB2 hybrids were investigated towards to adenine and guanine purine bases. The effect of voltammetric responses of each sensor with interfering chemicals was investigated. After complete all the optimizations of the obtained sensors, real samples were analyzed and their recoveries were calculated.