Fenol türü bazı model bileşiklerin homojen ve heterojen kobalt-, demir- ve bakır-ftalosiyanin tetrasülfonat katalizörleri içeren ortamlardaki oksidasyonu
Oxidation of some phenols in the presence of homogeneous and heterogenous cobalt-, iron- and copper-phthalocyanine tetrasulfonate catalysts
Yazar: YASEMİN ÇİMEN
Danışman: PROF. DR. HAYRETTİN TÜRK
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Fizikokimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu tez çalışmasında demir-ftalosiyanin tetrasülfonat ([FePcTS]), kobaltftalosiyanintetrasülfonat ([CoPcTS]) ve bakır-ftalosiyanin tetrasülfonat([CuPcTS]) katalizörleri tarafından katalizlenen bazı fenol model bileşiklerinoksidasyonu araştırılmıştır. Bu homojen katalizörler ile 2,6-di-tert-butilfenol(DTBP) ve 2,4,6-triklorofenolün (TCP) oksidasyonlarında oksidant olarak tertbutilhidroperoksit(ButOOH), 2,3,6-trimetilfenolün (TMP) oksidasyonundaoksidant olarak hem ButOOH hem de okzon (potasyum peroksimonosülfat)kullanılmıştır. Ayrıca Amberlite-IRA 900 reçinesine bağlanmış [FePcTS]heterojen katalizör kullanılarak DTBP'nin ButOOH ile oksidasyonu daaraştırılmıştır.Reaksiyonlar hacimce %10-20 su içeren metanol çözeltilerinde odasıcaklığında yürütülmüş ve oksidasyonlar üzerine substrat, katalizör ve oksidantderişimlerinin etkileri incelenmiştir. Reaksiyon karışımlarının ürün bileşimleriGC-MS ve 1H NMR kullanılarak belirlenmiş ve nicel analizleri GC kullanılarakyapılmıştır. Kullanılan metaloftalosiyanin tetrasülfonat katalizörler içindehomojen [FePcTS], üç fenolün (DTBP, TCP ve TMP) oksidasyonunda en yüksekkatalitik aktiviteyi gösteren katalizör olmuştur. Bu katalizörün kullanıldığı vekatalizör:substrat mol oranının 1:100-400 arasında değiştiği reaksiyonlardagenellikle birkaç dakikada çok yüksek yüzdede fenol dönüşümleri gerçekleşmiştir.Benzer koşullarda homojen [CoPcTS] katalizörü ile yüksek yüzdede fenoldönüşümleri genellikle birkaç saatte gerçekleştirebilmiş iken homojen [CuPcTS]katalizörü bu oksidasyonlarda çok düşük katalitik aktivite göstermiştir. Homojen[FePcTS], heterojen katalizör olarak hazırlanıp DTBP oksidasyonunda kullanıldığızaman bu katalizörün homojen [FePcTS]'ye göre oldukça düşük katalitikaktiviteye sahip olduğu gözlenmiştir.Anahtar Kelimeler: Oksidasyon, Metaloftalosiyanin tetrasülfonat, Katalizör, 2,6-Di-tert-butilfenol, 2,4,6-Triklorofenol, 2,3,6-Trimetilfenol

Abstract:
In this study, oxidation of some phenols catalyzed by iron-phthalocyaninetetrasulfonate ([FePcTS]), cobalt-phthalocyanine tetrasulfonate ([CoPcTS]) andcopper-phthalocyanine tetrasulfonate ([CuPcTS]) has been investigated. 2,6-Ditert-butylphenol (DTBP) and 2,4,6-trichlorophenol (TCP) were oxidized by tertbutylhydroperoxide(ButOOH) and 2,3,6-trimethylphenol was oxidized byButOOH and oxone (potassium peroxymonosulfate) in the presence of thehomogeneous [FePcTS], [CoPcTS] and [CuPcTS] catalysts. In addition [FePcTS]bound to Amberlite-IRA 900 resin was used as heterogeneous catalyst in theoxidation of DTBP by ButOOH. The reactions were carried out in %10-20 ofwater in methanol solutions by volume at room temperature and the effects of theconcentration of substrate, catalyst and oxidant on the outcome of the reactionwere investigated. The product compositions of the reaction mixtures wereidentified using GC-MS and 1H NMR spectra and the amounts of the productswere quantitatively determined using GC chromatograms. Homogeneous[FePcTS] was found to be the most effective catalyst in the oxidation of thephenols (DTBP, TCP and TMP) among the catalysts. When the catalyst:substratemol ratio was kept in the range of 1:100-400 in the catalysis by homogeneous[FePcTS], high phenol conversions were achieved in a few minutes. Under similarconditions, high phenol conversions in the presence of homogeneous [CoPcTS]were obtained in a few hours whereas homogeneous [CuPcTS] showed very lowcatalytic activity toward the phenols. When heterogeneous catalyst of [FePcTS]was employed as the catalyst in the oxidation of DTBP, its catalytic activity wasmuch lower than that of homogeneous [FePcTS].Keyword: Oxidation, Metallophthalocyanine tetrasulfonate, Catalyst, 2,6-Di-tertbutylphenol,2,4,6-Trichlorophenol, 2,3,6-Trimethylphenol