Fonksiyonel ftalosiyaninlerin sentezi, metal sensör, optik ve elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi
The synthesis of functional phthalocyanines and the investigation of metal sensor, optic and electrochemical properties
Yazar: ARMAĞAN GÜNSEL
Danışman: PROF. DR. MEHMET KANDAZ
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Anorganik Kimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Elektrokimya = Electrochemistry ; Ftalosiyaninler = Phthalocyanines ; Sensörler = Sensors

Özet:
Ftalosiyaninler; seçici metal sensörler, organic ince-film transistorler, boya endüstrisinde pigment v.b. olarak kullanılmaktadırlar. Çevresel faktörlere karşı kararlılık, parlaklık ve ışığa dayanıklılık gibi çok önemli özelliklere sahiptirler. 18 ?-elektronlu düzlemsel bir makro halka olan ftalosiyaninler dört izoindolin biriminin 1,3-konumlarından azo köprüleriyle bağlanması sonucu oluşmuş çok kararlı moleküllerdir.Bu çalışmada, periferal 3- ve 4-sübstitüe fonksiyonel iyonofor ligandlar ve onların ?- ve ß-tetra polialkol sübstitüe metalli ftalosiyaninleri, (MPc), (M= M= ZnII, CoII, MnIII X=Cl, FeIII X=Ac, CuII, PbII) sentezlenmiş ve elemental analiz, FT-IR, 1H ve 13C NMR, MS (ESI ve Maldi-TOF) ile karakterize edilmiştir. Sentezlenen komplekslerin spektroskopik özellikleri halka üzerine bağlı elektron veren sülfanil gruplarından oldukça etkilenmektedir. Komplekslerin AgI ve PdII gibi katyonları bağlama özellikleri UV-Vis spektroskopi tekniği ile incelenmiş ve H-tipi (face-to-face) veya J-tipi (edge-to-edge) polinükleer ftalosiyanin komplekslerinin oluştuğu gözlenmiştir.Komplekslerin redoks özelliklerini incelemek için voltametrik ve in-situ spektroelektrokimyasal tekniklerden yararlanılmıştır. Komplekslerin elektrokimyasal yollarla elde edilen anyonik ve katyonik yapılarının renklerini incelemek için in-situ elektrokolorimetrik metodlardan yararlanılmıştır.NIR absorplama özelliği olan ?-sübstitüe Mn ftalosiyanininin yarı iletken ve metal/organic yarı iletken özelliği; elektriksel iletkenlik-sıcaklık, optik absorpsiyon ve akım-voltaj karakteristik metodları ile araştırılmıştır. Elektriksel iletkenliğin sıcaklıkla artması ?-sübstitüe mangan ftalosiyaninin bir organic diyot olarak kullanılabilmesini sağlayan yarı iletkenlik özelliğinin olduğunu kanıtlamıştır.

Abstract:
Phthalocyanines are widely used as selective metal sensors, organic thin-film transistors (OTFT), paints, etc. They exhibit remarkable qualities like lightfastness, brightness and stability towards environmental influences. Pc?s consist of a planar macrocycle with an 18 ?-electron system comprising four isoindole units linked together through their 1,3-positions by aza bridges, which mainly confers this known stability.In this study, peripherally 3- and 4-substituted functionalized ionophore ligands and their ?- ve ß-tetra polyalcohol substituted metallo phthalocyanines, (MPc), (M= M= ZnII, CoII, MnIII X=Cl, FeIII X=Ac, CuII, PbII) have been synthesized and fully characterized by elemental analysis, FT-IR, 1H and 13C NMR, MS (ESI and Maldi-TOF). Spectroscopic properties of the synthesized complexes were affected strongly by the electron-donating sulfanyl units on the periphery of the phthalocyanines. Cation binding properties of the complexes such as AgI and PdII were evaluated by UV-Vis spectroscopic technique and the results show the formation of H-type (face-to-face) veya J-type (edge-to-edge) polynuclear phthalocyanine complexes.The voltammetric and in-situ spectroelectrochemical studies were performed to characterize the redox behavior of the complexes. An in-situ electrocolorimetric method was applied to investigate the colors of electro-generated anionic and cationic forms of the complexes.The semiconducting and metal/organic semiconductor properties of the newly synthesized NIR absorbing ?-substituted manganase phthalocyanine have been investigated by electrical conductivity-temperature, optical absorption and current-voltage characteristics methods. The electrical conductivity increases with the temperature, suggesting that ?-substituted functional manganase phthalocyanine is an organic semiconductor as used an organic diode.