Ru kompleksleri içeren yeni sınıf Poli(2,5-Ditiyenilpirol) türevlerinin sentezi ve elektrokromik özelliklerinin incelenmesi
The synthesis and electrochromical properties of new class Poly(2,5-dithienylpyrrole) derivatives containing Ru complexes
Yazar: BURAK ÖZER
Danışman: PROF. DR. PINAR ÇAMURLU
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Kopolimerler = Copolymers ; İletken polimerler = Conducting polymers

Özet:
Rutenyum (Ru) bipiridin koordinasyon kompleksleri elektrokromik olmaları ve aynı zamanda anodik ve katodik elektroaktivite göstermeleri sebebi ile önemli bir malzeme grubunu oluştururlar. İletken polimerler ve metal komplekslerin bir araya getirilmesi ile hazırlanan metalopolimerler gelişmiş optoelektronik özellikler sergileyen yeni bir malzeme sınıfıdır. Bu çalışmada literatürde bilinmeyen, SNS (2,5-ditiyenilpirol) gibi elektrokimyasal yol ile kolay polimerleştirilen bir grup içeren Ru kompleksleri hazırlanması, ilgili polimerlerin elektrokimyasal yöntem ile sentezlenmesi, bu polimerlerin optoelektronik, elektrokromik özelliklerinin incelenmesi hedeflenmiştir.
Bu amaçla öncelikle Ru kompleksi içeren (SNS-Ru) ve içermeyen (SNS-L) bileşikleri hazırlanmış ve elektrokimyasal davranışları incelenmiştir. Sentezlenen monomerlerin oldukça düşük yükseltgenme potansiyeline sahip oldukları ve rijit grupların varlığının polimerizasyona engel olmadığı belirlenmiştir. Potansiyodinamik koşullarda sentezlenen homopolimerlerin (P(SNS-L) ve P(SNS-Ru)) elektrokimyasal davranışları dönüşümlü voltametri tekniği ile incelenmiş ve P(SNS-Ru)'nun P(SNS-L)'den ve literatürdeki diğer P(SNS)'lerden farklı olarak hem anodik hem de katodik alanda aktivite gösterdiği belirlenmiştir. P(SNS-L) ve P(SNS-Ru)'nun elektrokromik özellikleri kolorimetrik analiz, spektroelektrokimya ve kinetik çalışmaları ile değerlendirilmiştir. Spektroskopik çalışmalar neticesinde mesafe koruyucu grubun SNS omurgası ve Ru kompleksi arasında elektronik delokalizasyona engel olduğu ve bu sebeple P(SNS-Ru)'nun ambipolar ve multikromik özellik gösterdiği belirlenmiştir. Bu çalışmalara ek olarak, SNS-Ru ve EDOT'un (3,4-Etilendioksitiyofen) kopolimerleri hazırlanmış ve optoelektronik özellikleri açısından incelenmiştir. Yapılan çalışmalar kopolimerizasyonun polimerin bant aralığı, yükseltgenme potansiyeli, tepki zamanı ve optik kontrast gibi önemli özelliklerini iyileştirebildiğini ve Ru (II) kompleksi içeren P(SNS) polimerlerinin renk skalasına nitelikli katkı sağlayabildiğini göstermiştir.

Abstract:
Ruthenium (Ru) bipyridine coordination complexes are important materials owing to their anodic and cathodic electroactivity and electrochromic behavior. Metalopolymers achieved by combining conducting polymers and metal complexes are a new class of material that exhibit improved optoelectronic properties. In this study, it is aimed to prepare Ru complexes containing an electrochemically polymerizable group SNS (2,5-dithienylpyrrole) synthesize the polymers by electrochemical method and investigate the optoelectronic and electrochromic properties of these polymers.
For this purpose, SNS-L Ru complex containing (SNS-Ru) and not containing (SNS-L) compounds were prepared and their electrochemical behavior was investigated. It was determined that the synthesized monomers have very low oxidation potential and the presence of rigid groups does not pertube polymerization. The electrochemical behaviors of homopolymers (P(SNS-L) and P(SNS-Ru)) were investigated by cyclic voltammetry technique. Unlike P(SNS-L) and other P(SNS)s in the literature, P(SNS-Ru) showed activity in both anodic and cathodic regions. The electrochromic properties of P(SNS-L) and P(SNS-Ru) were evaluated by colorimetric analysis, spectroelectrochemistry and kinetic studies. As a result of spectroscopic studies, it was determined that the electronic delocalization among SNS backbone and Ru complex was prevented by the spacer group and accordingly P(SNS-Ru) showed ambipolar and multichromic features. In addition, the copolymers of SNS-Ru and EDOT (3,4-ethylenedioxythiophene) were prepared and investigated for their optoelectronic properties. Studies have shown that copolymerization could improve fundamental properties of the polymer; such as bandgap, oxidation potential, switching time and optical contrast, and copolymerization could serve as an effective tool for enhancing the color pallet of P(SNS) polymers.