3-pikolin ve 1,10-fenantrolin içeren 2-benzoilbenzoat metal komplekslerinin sentezi, spektroskopik, termik ve yapısal özelliklerinin incelenmesi
Synthesis, spectroscopic, thermal and structural properties investigation of 3-picolin and 1,10-phenanthroline include 2-benzoylbenzoate metal complexes
Yazar: SEMA ÇAĞLAR
Danışman: DOÇ. DR. ZERRİN HEREN
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Fenantrolin = Phenanthroline ; Metal bileşikler = Metal complexes ; Metil pridin = Methyl pyridine

Özet:
Bu çalışmada 3-pikolin ve 1,10-fenantrolin içeren on iki adet yeni karışık ligantlı 2-benzoilbenzoat kompleksi sentezlendi. Elde edilen komplekslerin yapıları elementel analiz, manyetik duyarlılık ölçümleri, UV-Vis, FT-IR, kütle spektroskopisi ve X-ışınları tek kristal çalışmalarıyla aydınlatıldı. Komplekslerin termik davranışları ise eş zamanlı TG, DTG ve DTA teknikleri ile belirlendi.2-Benzoilbenzoat ligandının metal iyonlarına karboksil grubunun oksijen atomu üzerinden tek ve/veya çift dişli; 3-pikolin ligandının tek dişli; 1,10-fenantrolin ligandının ise çift dişli koordine olduğu belirlendi.3-Pikolin ve 1,10-fenantrolin ligantlarıyla sentezlenen komplekslerden [Zn3(bba)6(3-pic)2] kompleksinin trinükleer, diğer komplekslerin ise mononükleer olduğu gözlendi.X-ışını kırınımı çalışmaları 3-pikolin ligandı ile sentezlenen [M(bba)2(H2O)2(3-pic)2] (M: Co(II), Ni(II)) komplekslerinin oktahedral; [M(bba)2(3-pic)2] kapalı formülüne sahip olan Cu(II) kompleksinin oktahedral, Hg(II) kompleksinin üçgen prizma geometride oluştuğunu gösterdi. Trinükleer [Zn3(bba)6(3-pic)2] kompleksinde Zn2 iyonu etrafında oktahedral; Zn1 iyonları etrafında ise bozulmuş tetrahedral geometri oluşturacak şekilde iki farklı koordinasyon çevresinin olduğu gözlendi. [Zn3(bba)6(3-pic)2] kompleksinde bba ligandı köprü ligant olarak davranarak literatürde yer almayan farklı bir bağlanma şeklini tercih etmiştir. 1,10-fenantrolin ligandıyla sentezlenen [Co(bba)2(H2O)(phen)] ve [Ni(bba)2(H2O)(büt)(phen)] komplekslerinin oktahedral; [M(bba)2(phen)] kapalı formülüne sahip komplekslerden Cu(II) kare piramit; Zn(II) bozulmuş tetrahedral geometrili yapıda oluştuğu belirlendi.Sentezlenen komplekslerden [Cd(bba)2(3-pic)2], [M(bba)2(phen)] (M: Cd(II), Hg(II)) kompleksleri toz olarak elde edildi. Kapalı ve açık formülleri elementel ve termik analiz sonuçları ile IR spektral verilere dayanarak önerildi.Komplekslerin FT-IR çalışmalarında, bba ligandının ? asim(COO-) ve ? sim(COO-) gerilme titreşim frekanslarındaki değişimler koordinasyon şeklini açıklamada kullanılmıştır.Komplekslerin UV-Vis. spektrumlarından yararlanılarak metal iyonlarının görünür bölgedeki elektronik geçişleri hakkında bilgi edinildi. Manyetik moment değerleri, manyetik duyarlık ölçümlerinden hesaplandı. Buna göre Co(II), Ni(II) ve Cu(II) komplekslerinin paramanyetik, Zn(II), Cd(II) ve Hg(II) komplekslerinin diyamanyetik olduğu gözlendi. Co(II) komplekslerinin yüksek spin kompleksi olduğu belirlendi.Komplekslerin termik davranışları eş zamanlı TG, DTG ve DTA teknikleriyle, kütle spektroskopisi ile de bozunma mekanizması aydınlatıldı. Termik analiz çalışmaları, yapısında su ve/veya bütanol bulunan komplekslerin ilk basamağında su ve/veya bütanolün uzaklaştığı, ardından ligantların kısmen veya tamamen parçalandığı, sonraki basamakta ise kalan organik kısmın ekzotermik olarak yandığı gözlendi. Son bozunma ürünü olarak metal oksitlerin kaldığı belirlendi. Civa(II) kompleksleri ise tamamen uçucu ürünlere dönüşmüştür.

Abstract:
In this study, twelve new mixed ligand 2-benzoylbenzoate complexes with 3-picoline and 1,10-phenanthroline were synthesized. The structural and spectroscopic properties of the complexes were investigated by elemental analysis, magnetic measurements, UV-Vis, FT-IR, mass spectroscopies and single crystal X-ray diffraction tecniques. Thermal behaviours of the complexes were studied by combined thermal analysis techniques (TG, DTG and DTA).The 2-benzoylbenzoate ligand coordinates to the metal ions through the oxygen atom of carboxyl group as mono- and/or bidentate manner, 3-picoline and 1,10-phenanthroline ligands act as a monodentate and as a bidentate ligands, respectively.Synthesized complexes with 3-picoline and 1,10-phenanthroline ligands are mononücleer structures, while [Zn3(bba)6(3-pic)2] complex is trinücleer structure.X-ray diffraction studies have indicated that [M(bba)2(H2O)2(3-pic)2] (M: Co(II), Ni(II)) complexes are exhibit octahedral geometry; [M(bba)2(3-pic)2] has close formula Cu(II) octahedral, Hg(II) complex exhibits trigonal prism. It is determinated that trimeric [Zn3(bba)6(3-pic)2] complex has two different coordination environment; Zn2 cation exhibits octahedral geometry, whereas Zn1 cation exhibit distorted tetrahedral geometry. In [Zn3(bba)6(3-pic)2] complex bba ligand act as a bridge ligand so bba ligand prefers a new connect mode. [Co(bba)2(H2O)(phen)] ve [Ni(bba)2(H2O)(büt)(phen)] complexes are exhibit octahedral geometry; [M(bba)2(phen)] has close formula Cu(II) exhibit square pyramidal geometry, Zn(II) exhibit distorted tetrahedral geometry.[Cd(bba)2(3-pic)2], [M(bba)2(phen)] (M: Cd(II), Hg(II)) complexes are obtain powder form. The empirical formulae of the complexes were suggested based upon elementel and thermal analysis and infrared spectral data.In the FT-IR studies of the complexes, the frequency changes of ? asym(COO-) and ? sym(COO-) vibrations of the bba ligand were used to explain its coordination mode.The knowledge about transitions was obtained based on the spectra of complexes in the visible region. The magnetic moment values of bba-metal complexes have been calculated from the magnetic susceptibility measurements. The Co(II), Ni(II) and Cu(II) complexes are seen to be paramagnetic, whereas the Zn(II), Cd(II) and Hg(II) complexes are found to be diamagnetic. Co(II) complexes are appeared of high spin type complex.The thermal behaviours of these complexes were investigated by simultane TG, DTG and DTA techniques and decomposition mechanism of complexes were determinated by mass spectroscopy. Thermal analyses studies show that the first decomposition stages correspond to dehydration and/or removal of butanol at the complexes. Then the ligands are partially or completely decompose, this stage is followed by the exothermal burn of the remained organic residue. The final decomposition products correspond to the metal oxide. Mercury(II) complexes were completely converted to volatile products.