Bütan ve büten köprülü bis(izoftalat) ve sübstitüye bis(imidazol) türevi ligandlarla koordinasyon polimerlerinin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of coordination polymers with butane and butene bridged bis(isophthalate) and substituted bis(imidazole) derivatives ligands
Yazar: ŞEYMA SULUYER
Danışman: DOÇ. DR. HAKAN ERER
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Anorganik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Tez çalışmasında anyonik ligant olarak bütan ve büten iskeletli tetrakarboksilik asitler; 5,5'-(bütan-1,4-diilbis(oksi))dibenzen-1,3-dikarboksilik asit (H4L1) ve 5,5'-(2-büten-1,4-diilbis(oksi))dibenzen-1,3-dikarboksilik asit (H4L2), nötral ligant olarak ise sübstitüye bis(imidazol) türevi olan 1,4-bis((2-metil-1H-imidazol-1-il)metil)benzen (pbmeimb), 1,4-bis((2-etil-1H-imidazol-1-il)metil)benzen (pbetimb), 1,4-bis((2-izopropil-1H-imidazol-1-il)metil)benzen (pbisopimb) organik yapıları tercih edilmiştir. Ayrıca metal merkezi olarak kobalt(II) ve çinko(II) metal iyonları kullanılmıştır. Böylece altı adet üç boyutlu (3D) koordinasyon polimerleri elde edilmiştir. Elde edilen komplekslerin yapısal karakterizasyonunda ATR/ FT-IR spektroskopisi, elementel analiz, ve tek kristal X-ışını kırınımı (SCXRD) analiz yöntemleri kullanılmıştır. Komplekslerin faz saflığını belirlemek için de toz X-ışını kırınım (PXRD) yöntemi kullanılmıştır. Ayrıca komplekslerin optik, lüminesans ve termal özellikleri incelenmiştir. 
Elde edilen koordinasyon polimerlerinin kapalı formülleri [Co2(µ4-L1)(µ-pbetimb)2]n (SS1), [Zn2(µ4-L1)(µ-pbmeimb)2]n (SS2), [Zn2(µ4-L1)(µ-pbetimb)2]n (SS3), [Co2(μ4-L2)(μ-pbetimb)2]n (SS4), {[Zn2(µ4-L2)(µ-pbetimb)(DEF)2]∙2H2O}n (SS5) ve [Zn2(μ4-L2)(μ-pbisopimb)(DMF)2]n (SS6) olarak belirlenmiştir. SCXRD analiz sonuçlarına göre SS1, SS2, SS3, SS4 ve SS6 kompleksleri monoklinik sistemde SS5 kompleksinin ise ortorombik sistemde kristallendiği tespit edilmiştir. Komplekslerin topolojik özellikleri incelendiğinde, SS1 - SS4 kompleksleri {86} nokta grubuyla yeni bir topolojiye, SS5 kompleksi bbf/Pmna, SS6 kompleksi ise gwg topolojik yapısına sahiptir. SS1-SS4 kompleksleri tek 3D kafes yapısına sahipken SS5 ve SS6 komplekslerinde üç kat iç içe geçmiş 3D+3D+3D=3D kafes yapılarına sahiptir. Fotolüminesans analiz sonuçlarına göre komplekslerin emisyon bantlarında H4L1 ve H4L2'ye göre maviye kayma gözlemlenmiştir. Termal analiz çalışmalarında, genellikle tüm komplekslerde ilk aşamada akua ligandları veya kristal su molekülleri yapılardan uzaklaşırken diğer basamaklarda nötral ligandların ve L1, L2 anyonik ligandlarının uzaklaştığı görülmüştür. Son bozunma ürünlerinin ise kobalt ve çinko oksitleri olduğu belirlenmiştir. Difüz yansıma spektroskopisi ile yapılan optik çalışmalarda tüm komplekslerin yarı iletken özellik gösterebileceği tespit edilmiştir.

Abstract:
In the thesis study, butane and butene skeletonized tetracarboxylic acids as anionic ligands; 5,5'-(butan-1,4-diylbis(oxy))dibenzene-1,3-dicarboxylic acid (H4L1) and 5,5'-(2-butene-1,4-diylbis(oxy))dibenzene- 1,3-dicarboxylic acid (H4L2), and as neutral ligands, substituted bis(imidazole) derivatives; 1,4-bis((2-methyl-1H-imidazole-1-yl)methyl)benzene (pbmeimb), 1,4-bis((2-ethyl-1H-imidazole-1-yl)methyl)benzene (pbetimb), 1,4-bis((2-isopropyl-1H-imidazole-1-yl)methyl)benzene (pbisopimb) organic structures have been preferred. Furthermore, cobalt(II) and zinc(II) metal ions utilized as metal center. Thus, six coordination polymers with 3D structure obtained. ATR/FT-IR spectroscopy, elemental analysis and single crystal X-ray diffraction (SCXRD) analysis methods performed for structural characterization. Powder X-ray diffraction (PXRD) method is also performed in order to determine phase purity of complexes. Moreover, the optic, luminescence and thermal properties examined.
Closed formulas of the obtained coordination polymers [Co2(µ4-L1)(µ-pbetimb)2]n (SS1), [Zn2(µ4-L1)(µ-pbmeimb)2]n (SS2), [Zn2(µ4-L1)(µ-pbetimb)2]n (SS3), [Co2 (μ4-L2)(µ-pbetimb)2]n (SS4), {[Zn2(µ4-L2)(µ-pbetimb)(DEF)2]∙2H2O}n (SS5) and [Zn2(μ4-L2)(μ-pbisopimb)(DMF)2]n (SS6). According to SCXRD analysis results SS1 , SS2 , SS3 , SS4 and SS6 complexes were crystallized in the monoclinic system, the SS5 complex was found to crystallize in the orthorhombic system. When the topological properties of the complexes are examined, SS1 - SS4 complexes have a new topology with {86} point group, SS5 complex has bbf/Pmna and SS6 complex has gwg topology. SS1 - SS4 complexes have a single 3D lattice structure, while the SS5 and SS6 complexes have three-fold interpenetrated 3D+3D+3D=3D lattice structures. According to the photoluminescence analysis results, a blue shift was observed in the emission bands of the complexes compared to H4L1 and H4L2. In thermal analysis studies, in general, in all complexes, aqua ligands or crystal water molecules were removed from the structures in the first step, while neutral ligands and L1, L2 anionic ligands were removed in the other steps. The final degradation products were determined to be cobalt and zinc oxides. In optical studies with diffuse reflection spectroscopy, it has been determined that all complexes can show semiconductor properties.