Bazı fenolik bileşiklerden yeni azo boyarmaddelerin ve metal komplekslerinin sentezi, spektroskopik ve boyama özelliklerinin incelenmesi
Synthesis of new azo dyes and metal complexes from some phenolic compounds and i̇nvestigation of spectroscopic and dyeing properties
Yazar: ÖMER KAYIR
Danışman: PROF. DR. SEVİL ÖZKINALI
Hitit Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada, kenetleme yöntemiyle antioksidan, antifungal, antiviral ve antikanser gibi çeşitli biyolojik aktivitelere sahip olan gallik asit, protokatekuik asit ve vanilik asit fenolik bileşiklerinden çevreyle uyumlu yeni azo boyarmadde ligandlarının sentezlenmesi amaçlanmıştır. Ardından, bu azo boyarmadde ligandlarından, savunma sanayisi başta olmak üzere tekstil endüstrisinde yüksek haslık dereceleriyle önem taşıyan metal komplekslerinin sentezlenmesi ve boyama özelliklerinin belirlenmesi hedeflenmiştir. 
Azo boyarmadde ligandlarının sentezinde 4-nitroanilin ve 4-aminofenol kullanılmıştır. Elde edilen 6 farklı azo boyarmaddesinin, geçiş metallerinin sülfat tuzları (MnII, FeII, NiII, CuII, ZnII)  ile reaksiyonu sonucunda 30 yeni metal kompleks boyarmaddesi sentezlenmiştir. Sentezlenen boyarmaddelerin karakterizasyonları, elementel analiz, 1H-NMR, 13C-NMR, FT-IR, UV-VIS, kütle spektrometrisi (MS) yöntemleri ile gerçekleştirilmiş olup, termal özellikleri ise TGA/DTG analizi ile belirlenmiştir. UV-VIS ölçümleri, dimetilformamid (DMF-polar aprotik), metanol (polar protik), pH:2 metanol ve pH:12 metanol olmak üzere 4 farklı çözücü ortamında gerçekleştirilmiştir. NMR ve UV-VIS verilerine göre, sentezlenen boyarmaddelerde azo-hidrazon tautomer yapılarının varlığı gözlenmiştir. Sentezlenen metal komplekslerin  yapısal karakterizasyonları UV-VIS, FT-IR, MS spektroskopik yöntemleri ve elementel analiz, TGA/DTG sonuçlarına göre belirlenmiş olup, metal ile azo boyarmaddesinin koordinasyonunun 1:2 (Metal:Ligand) oranına sahip olduğu tespit edilmiştir. 
Sentezlenen 36 adet boyarmadde bileşikleri ile uygun koşullar altında 1:15 flotte oranı kullanılarak yün ve polyester kumaşların renklendirilmesi sağlanmıştır. Boyanmış kumaşların renk kodları "Farben Atlas" skalasına göre belirlenmiştir. 
Renklendirilmiş yün ve polyester kumaşların yıkama haslıklarını belirlemek amacıyla TS EN ISO 105-C09 standart yöntemi, sürtme haslıkları için TS EN ISO 105-X12 yöntemi ve ışık haslığı için gün ışığı yöntemi kullanılarak yapılmış olup, sonuçlar lekeleme gri skala (yıkama ve sürtme haslıkları), solma gri skala (yıkama ve gün ışığı haslıkları) ve standart mavi yün referans kumaşlar (Gün ışığı haslıkları) ile karşılaştırılarak değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, metal kompleks boyarmaddelerle renklendirilmiş yün ve polyester kumaşların haslık özelliklerinin, ligand boyarmaddelerle boyanmış kumaşlara kıyasla daha yüksek olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
In this study, it was aimed to synthesise new environmentally compatible azo dyestuff ligands from phenolic compounds such as gallic acid, protocatechuic acid and vanillic acid which have various biological activities such as antioxidant, antifungal, antiviral and anticancer by chelating method. Then, it was aimed to synthesise metal complexes from these azo dyestuff ligands, which are important in the textile industry, especially in the defence industry, with their high fastness and to determine their dyeing properties. 
4-nitroaniline and 4-aminophenol were used in the synthesis of azo dyes ligands. As a result of the reaction of 6 different azo dyes with sulfate salts of transition metals (MnII, FeII, NiII, CuII, ZnII), 30 new metal complex dyes were synthesised. The synthesised dyestuffs were characterised by elemental analysis, 1H-NMR, 13C-NMR, FT-IR, UV-VIS, mass spectrometry (MS) and their thermal properties were determined by TGA/DTG analysis. UV-VIS measurements were carried out in 4 different solvents: dimethylformamide (DMF-polar aprotic), methanol (polar protic), pH:2 methanol and pH:12 methanol. According to NMR and UV-VIS data, the presence of azo-hydrazone tautomer structures of the synthesised dyes was observed. The structural characterisations of the synthesised metal complexes were determined according to UV-VIS, FT-IR, MS spectroscopic methods and elemental analysis, TGA/DTG results and it was determined that the coordination of the azo dyestuff with the metal has a ratio of 1:2 (Metal:Ligand). 
Wool and polyester fabrics were coloured with 36 synthesised dyestuff compounds under suitable conditions by using 1:15 flotte ratio. The colour codes of the dyed fabrics were determined according to the 'Farben Atlas' scale. 
In order to determine the washing fastness of the dyed wool and polyester fabrics, TS EN ISO 105-C09 standard method, TS EN ISO 105-X12 method for rubbing fastness and daylight method for light fastness were used and the results were evaluated by comparing with staining grey scale (washing and rubbing fastness), fading grey scale (washing and daylight fastness) and standard blue wool reference fabrics (daylight fastness). According to the results obtained, it was determined that the fastness properties of wool and polyester fabrics coloured with metal complex dyes were higher than those of fabrics dyed with ligand dyes.