Polimer grup içeren bor bileşikleri ve uygulamaları
Boron compounds containing polymer group and their applications
Yazar: RAHİME SÖYLEMEZ
Danışman: PROF. DR. AHMET KILIÇ
Harran Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Kimya = Chemistry ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Bor bileşikleri = Boron compounds ; Boronik asit = Boronic acid ; Katalizörler = Catalysts ; Polimer malzemeler = Polymer materials ; Spektroskopi = Spectroscopy

Özet:
Lewis asidik bor merkezlerine sahip bor bileşikleri, geniş uygulama alanlarına sahip olmaları nedeniyle her geçen gün akademik camianın ilgisini çekmektedir. Eşsiz özellikleri ve farklı kimyasal yapıları nedeniyle yeni kimyasal bileşiklerin geliştirilmesinde muazzam bir etkiye sahiptir ve erişilebilir karmaşık moleküllerin yapı iskeleti kapsamını genişletmiştir. Son yıllarda yapılan çalışmalar da polimer grup içeren bor bileşiklerinin kontrollü/canlı polimerizasyon, halka açılma polimerizasyonu (ROP) ve diğer polimerizasyon teknikleri yoluyla mükemmel bir şekilde sentezlenebileceğini açıkça göstermektedir. Burada, bor sınıfının önemli bir üyesi olan polimer grubu içeren bor bileşikleri gözden geçirilmiştir. İlk olarak, iyi tanımlanmış yapılara sahip üç koordineli bor bazlı biyolojik olarak parçalanabilen poli(ε-kaprolakton) (PCL) ve poli(L-laktid) (PLLA) polimerleri ve bunların B←N koordinasyon bağları içeren dört koordineli formları sentezlendi. Sentezlenen boronat ester ve polimerleri, elementel analiz, NMR (1H, 13C ve 11B) spektroskopisi, FT-IR spektroskopisi, UV-Vis spektroskopisi, floresans spektroskopisi ve LC-MS/MS spektrometrisi ile karakterize edildi. Bununla birlikte, bor polimerlerinin termal ve morfolojik davranışları TG-DTA, DTG ve SEM teknikleri ile incelenmiştir. İkinci olarak, bor içeren yeni salen ligandları ve bunların N→B koordinasyon bağları içeren dört-koordineli bor bazlı polimerleri uygun koşullar altında sentezlendi. Sentezlenen bor içeren salen ligandları ve karşılık gelen N→B koordinasyon bağları içeren dört-koordineli polimerlerin yapıları erime noktası, elementel analiz, LC-MS/MS spektrometre, FT-IR spektroskopisi, UV-Vis spektroskopisi ve NMR (1H, 13C ve 11B) spektroskopisi ile aydınlatıldı. Sentezlenen bor içeren salen ligandları ve bunların N→B koordinasyon bağları içeren polimerleri uygun koşullar altında çeşitli aromatik ketonların transfer hidrojenasyonunda yeni organokatalizörler olarak kullanımı test edildi. Tüm katalitik sonuçlar göz önüne alındığında, salen ligandlarının ve bunların N→B koordinasyon bağları içeren dört-koordineli bor bazlı polimerlerin gelecekte transfer hidrojenasyonu için uygun organokatalizörler olduğu görülmüştür. Üçüncü olarak da polimer grup içeren boronik asit ve boronat ester bazlı polimerler sentezlendi. Sentezi gerçekleştirilen boronik asit ve boronat ester bazlı polimerlerin yapıları, NMR (1H, 13C ve 11B) spektroskopisi, FT-IR spektroskopisi, UV-Vis spektroskopisi, floresan spektroskopisi ve LC-MS/MS spektrometrisi ile karakterize edildi.

Abstract:
Boron compounds with Lewis acidic boron centers attract the attention of the academic community day by day due to their wide application areas. Due to its unique properties and different chemical structures, it has tremendous influence in the development of new chemical compounds and broadened the scope of the skeleton of accessible complex molecules. Recent studies clearly show that boron compounds containing polymeric groups can be perfectly synthesized through controlled/live polymerization, ring-opening polymerization (ROP) and other polymerization techniques. Here, boron compounds containing polymer group, which is an important member of the boron class, have been reviewed. First, tri-coordinated boron-based biodegradable poly(ε-caprolactone) (PCL) and poly(L-lactide) (PLLA) polymers with well-defined structures and their tetra-coordinated forms containing B←N coordination bonds were synthesized. The newly synthesized boronate ester and polymers were characterized by elemental analysis, NMR (1H, 13C, and 11B) spectroscopy, FT-IR spectroscopy, UV-Vis spectroscopy, fluorescence spectroscopy, and LC-MS/MS spectrometry. The thermal and morphological behavior of the boron polymers were studied by TG-DTA, DTG, and SEM techniques. Secondly, boron-containing salen ligands and their tetra-coordinated boron-based polymers containing N→B coordination bonds were synthesized under suitable conditions. Structures of synthesized boron-containing salen ligands and tetra-coordinated polymers containing corresponding N→B coordination bonds, melting point, elemental analysis, LC-MS/MS spectrometry, FT-IR spectroscopy, UV-Vis spectroscopy and NMR (1H, 13C and 11B NMR) spectroscopy was illuminated. The use of synthesized boron-containing salen ligands and their polymers containing N→B coordination bonds as novel organocatalysts in the transfer hydrogenation of various aromatic ketones under suitable conditions were tested. Considering all the catalytic results, salen ligands and tetra-coordinated boron-based polymers containing their N→B coordination bonds appear to be suitable organocatalysts for future transfer hydrogenation. And thirdly, boronic acid and boronate ester-based polymers containing polymer groups were synthesized. Structures of synthesized boronic acid and boronate ester-based polymers were characterized by NMR (1H, 13C, and 11B) spectroscopy, FT-IR spectroscopy, UV-Vis spectroscopy, fluorescence spectroscopy, and LC-MS/MS spectrometry.