Sonogashıra karbon-karbon kenetlenme tepkimelerinde katalizör olarak indirgenmiş grafen oksite destekli CuPd alaşım nanopartikülleri
Monodisperse copper-palladium alloy nanoparticles assembled on reduced graphene oxide as highly effective catalysts for the sonogashira cross-coupling reactions
Yazar: SÜMEYRA DİYARBAKIR
Danışman: DOÇ. DR. ÖNDER METİN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Anorganik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Anorganik kimya = Inorganic chemistry ; Organik kimya = Organic chemistry

Özet:
Bu çalışmada, tekdüze parçacık boyutlu CuPd alaşım nanopartikül(NP)'leri organik çözelti içerisinde surfaktant-yardımcı (assiste) yöntemi kullanılarak hazırlandı. Hazırlanan CuPd alaşım NP'leri basit sıvı-faz emdirme metodu ile indirgenmiş grafen oksite (İGO) desteklendi (İGO-CuPd) ve Sonogashira karbon-karbon kenetlenme tepkimelerinde katalitik etkinlikleri incelendi. Geliştirilen reçeteye göre CuPd alaşım NP'leri; 80°C'de oleyilamin ve 1-oktadesen içerisinde bakır(II) asetilasetonat ve paladyum(II) asetilasetonat'ın morfolin boran kompleksi ile eş-zamanlı indirgenmesiyle sentezlendi. CuPd alaşım NP'lerinin, alınan TEM görüntülerinden tekdüze parçacık dağılımına ve 3,0±0,3nm ortalama parçacık boyutuna sahip oldukları belirlendi. CuPd NP'lerinin alaşım yapısında olduğu toz X-ışınları kırınımı (PXRD) ve X-ışınları fotoelektron spektroskopisi (XPS) ile kanıtlandı. İGO-CuPd katalizörlerinin üç alaşım kompozisyonu da Sonogashira çapraz kenetlenme reaksiyonlarında test edildi ve İGO-Cu48Pd52 daha kısa reaksiyon süresiyle en iyi ürün verimlerini sağladığı belirlendi. İGO-Cu48Pd52 katalizli Sonogashira tepkimeleri ile çok sayıda biaril kenetlenme ürünleri yüksek verimlerle elde edildi. Bu çalışma Sonogashira çapraz kenetlenme reaksiyonlarında tekdüze parçacık boyutlu CuPd alaşım NP'lerinin katalizör olarak kullanılması yönünden literatürde bir ilktir.

Abstract:
Adress herein, monodisperse CuPd alloy NPs were prepared by using a typical high-temperature organic solution phase protocol comprising the co-reduction of copper(II) acetylacetonate and palladium(II) acetylacetonate by morpholine-borane complex in oleylamine and 1-octadecene solution at 80°C. The presented synthesis protocol allows us to control the composition of CuPd alloy NPs by simply tuning the initial ratio of metal precursors and the Cu-rich Cu75Pd25 NPs and Pd-rich Cu32Pd68 were synthesized besides the Cu48Pd52 NPs. TEM studies revealed that most of the CuPd alloy NPs are polyhedral with an average diameter of 3.0 ± 0.3 nm. The alloy structure of CuPd NPs was confirmed by the detailed powder XRD and XPS analysis. As-prepared CuPd NPs were deposited on rGO by using a liquid self-assembly method (rGO-CuPd) and used as catalysts in the Sonogashira cross-couplings of various aryl iodides or bromides and phenyl acetylene under the optimized reaction conditions. Among the three compositions of CuPd alloy NPs tested in the Sonogashira couplings, the rGO-Cu48Pd52 gave the best yields in shorter reaction times and it was used for the further coupling reactions. The results demonstrated that rGO-Cu48Pd52 were efficient catalysts for the Sonogashira reaction of various aryl halides with phenylacetylene and the coupling reactions proceeded smoothly with both electron-rich and electron-deficient aryl iodides and aryl bromides affording the desired biaryl products in high yields. This is the first example of the employment of monodisperse CuPd alloy NPs with a composition-control in the Sonogashira cross-coupling reactions.