Piridin türevi zwitteriyon ligandı ile lantanit(III) koordinasyon polimerlerinin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of lantanid-metal organic framework with pyridine derivative zwitterion ligands
Yazar: PARYA AGHAMOHAMMADI
Danışman: PROF. DR. ORHAN BÜYÜKGÜNGÖR ; PROF. DR. OKAN ZAFER YEŞİLEL
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Koordinasyon bileşikleri = Coordination compounds ; Lantanitler = Lanthanids ; Piridin = Pyridine ; Zvitteryon = Zwitterion

Özet:
Tez kapsamında, 4-karboksi-1-(4-karboksibenzil)piridinyum bromür (H2binaBr) zwitteriyonik ligandı ile solvotermal yöntemle iki (2D) ve üç boyutlu (3D) toplam 13 adet lantanit (III) koordinasyon polimerleri sentezlenmiştir. Komplekslerin yapısı, elementel analiz, IR spektroskopisi ve X-ışınları tek kristal kırınım yöntemleri ile aydınlatılmıştır. Komplekslerin faz saflığı ve termal kararlılıkları sırasıyla X-ışınları toz kırınım ve termik analiz yöntemleriyle (TG, DTA ve DTG) incelenmiştir. 
Dokuz kompleksin kapalı formüllerinin, [Ln(4-bina)2]Br·xsolventn (Ln = La(1), Pr(2), Nd(3), Sm(4), Gd(5), Tb(6), Dy(7), Ho(8) ve La(9)) şeklinde, dört kompleksin kapalı formüllerinin ise {[Ln(µ-bina)(µ4-bina)(H2O)2]Brxsolvent}n (Ln = Ce(III) (10) ve Pr(III) (11)) ve {[Ln(-bina)(-bina)(-CHOO)]xsolvent}n  (Ln = Gd(III) (12) ve Er(III) (13)) şeklinde olduğu belirlenmiştir. X-ışınları tek kristal kırınım analiz sonuçlarına göre 1-8 kompleksleri monoklinik sistem ve C2/c uzay grubunda, 9-11 kompleksleri triklinik sistem ve P-1 uzay grubunda ve 12-13 kompleksleri ise monoklinik sistem ve P21/m uzay grubunda kristallenmiştir. 1-11 komplekslerinin sekiz koordinasyonlu ve üç boyutlu (3D), 12, 13 komplekslerinin ise dokuz koordinasyonlu ve iki boyutlu (2D) olduğu belirlenmiştir. Komplekslerde bulunan bina ligandı dört farklı koodinasyon modu sergilemiştir. 1-11 komplekslerinde, Ln(III) iyonlarına dört karboksilat oksijen atomunun her biriyle tek dişli koordine olmuştur.  Komşu Ln(III) iyonları, dört farklı karboksilat oksijen atomu ile koordine edilerek vapur çarkı olarak bilinen {Ln2(CO2)4} yapı birimleri oluşturmuştur. 1-9 kompleksleri scu topolojisi ve {416.612}{44.62}2 nokta sembolü sergilemiştir. 12 ve 13 kompleksleri de benzer yapılıdır ve bina ligandlarının komşu Ln(III) iyonlarına köprü ligandı olarak koordine olmasıyla 28 üyeli [Ln2(cbpy)2]4+ halkaları oluşmuştur. Komşu halkaların bina ligandıyla bağlanmasıyla 1D yapı meydana gelmiştir. Komşu 1D yapılara, DMF ligandının bozunmasıyla oluşan format ligandının koordine olmasıyla 2D yapı oluşmuştur. 10-13 komplekslerinin 44.62 nokta sembolüne ve sql topolojisine sahip olduğu belirlenmiştir. Termal analiz çalışmasıyla komplekslerin üç/dört basamakta bozunduğu ve son bozunma ürünlerinin metal oksit olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
In this thesis, a total of 13 two (2D) and three-dimensional (3D) lanthanide(III) coordination polymers were synthesized with 4-carboxy-1-(4-carboxybenzyl) pyridinium bromide (H2binaBr) zwitterionic ligand by solvothermal method. The synthesized complexes were characterized by using elemental analysis, IR spectroscopy and X-ray single crystal diffraction methods. Phase purities and thermal stabilities of the complexes were investigated by X-ray powder diffraction and thermal analysis methods (TG, DTA and DTG), respectively. The formula of nine complexes were determined as, [Ln(4-bina)2]Br·xsolventn (Ln = La(1), Pr(2), Nd(3), Sm(4), Gd(5), Tb(6), Dy(7), Ho(8) and La(9)), and the formulas of the four complexes{[Ln(µ-bina)(µ4- bina)(H2O)2]Brx solvent}n ( Ln = Ce(III) (10) and Pr(III) (11)) and {[Ln(-bina)(-bina)(-CHOO)]xsolvent}n  (Ln = Gd(III) (12) ) and Er(III) (13)). According to the results of X-ray single crystal diffraction analysis, complexes 1-8 were crystallized in the monoclinic system and C2/c space group, complexes 9-11 were crystallized in the triclinic system and P-1 space group, and complexes 12-13 were crystallized in the monoclinic system and P21/m space group. It has been determined that complexes 1-11 are eight coordinated and three-dimensional (3D), while 12, 13 are nine coordinated and two-dimensional (2D). The H2binaBr ligand in the complexes exhibited four different coordination modes. In complexes 1-11, the Ln(III) ions are monodentately coordinated with each of the four carboxylate oxygen atoms. Neighboring Ln(III) ions were coordinated with neighboring four carboxylate oxygen atoms to form {Ln2(CO2)4} structural units known as paddle weels. Complexes 1-9 exhibited the scu topology and the {416.612}{44.62}2 point symbol. Complexes 12 and 13 are similar in structure and 28-membered [Ln2(bina)2]4+ rings are formed by the coordination of building ligands to neighboring Ln(III) ions as bridging ligands. A 1D structure was formed by binding the adjacent dinuclear rings with the building ligand. The 2D structure was formed by the coordination of the formate ligand formed by the degradation of the DMF ligand to the adjacent 1D structures. It has been determined that the complexes 10-13 have 44.62 point symbols and sql topology. It was determined by thermal analysis studies that the complexes decomposed in three/four steps and the final decomposition products were metal oxides.