Yeni kaliks[4]aren türevlerinin sentezi ve arsenat anyonunun sulardan giderilmesinde kullanılması
Synthesis of new calix[4]arene derivatives and their use removal of arsenate anion from water
Yazar: FATİH ÖZCAN
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA YILMAZ
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Supramoleküler kimyada daha önceki çalışmalar crown eter ve kriptantlar gibi nötral iyonoforların bazı iyonik moleküllerle iki boyutlu kompleksleri üzerine yoğunlaşmıştı. Son yıllarda halkalı yapıda bir fenol-formaldehit oligomeri olan kaliksarenler crown eterlerde olduğu gibi halkalı yapıda olduklarından katyon, anyon ve nötral moleküllerle seçimli kompleks yapabilmektedirler. Kaliksarenler, crown eter ve kriptantlara göre daha ucuz çıkış maddelerinden kolayca sentezlenmeleri bakımından supramoleküler ve konuk-konak kimyasında vazgeçilmez hale gelmiştir.Kaliksarenler (Gutsche 1989, Böhmer 1995, Gutsche 1995), hidroksil gruplarının orto pozisyonlarından metilen grupları ile bağlı fenil halkalarının siklik dizilişlerinden oluşan, bir metasiklofan sınıfı olarak bilinmektedir.Kaliksarenler, halkalı yapıda olması, kolaylıkla türevlendirilebilmesi ve farklı büyüklükte molekül boşluğu oluşturabilmesi nedeniyle katyon, anyon ve nötral moleküller için iyi birer taşıyıcıdırlar. Bu özelliklerinden dolayı da oldukça geniş uygulama alanına sahiptirler.Bu tez çalışmasında pridil, sülfanat ve fosfat grubu taşıyan farklı p-tert-bütilkalix[4]aren amid türevleri sentezlendi. Başlangıç maddesi olan p-tert-bütil kaliks[4]aren(1), p-ter-bütil fenol ve formaldehitin bazik ortamdaki kondenzasyon reaksiyonu sonucu elde edildi. Bu bileşiğin metilbromasetat ile reaksiyonu sonucu p-tert-bütil kaliks[4]aren(2) diesterleri elde edildi. Bu bileşik sırasıyala 2-aminometil piridin, 3-aminometil piridin, taurine ve 2-aminoetil fosfat ile etkileştirildi. Polimer sentezi için manyetik Fe3O4 nanopartikülleri sentezlendi. Fe3O4 nanopartikülleri epoksipropoksipropil trimetoksisilan ile etkileştirilerek manyetik özellikte silika bazlı polimerler sentezlendi. Sentezlenen bu polimer üzerine pridil grubu (2-aminometil piridin, 3-aminometil piridin ) taşıyan p-tert-bütil kaliks[4]aren (3 ve 4) diamidleri immobilize edildi. Reaksiyonlar İTK ile izlendi, elde elden ürünler kolon kromotografi tekniği ile saflaştırıldı. Sentezlenen bileşiklerin yapıları FTIR, 1H-NMR and elemental analiz spektrofotometreleri ile aydınlatıldı ve bu bileşikler arsenat iyonu için ekstraksiyon çalışmalarında kullanıldı.

Abstract:
Previous studies of supramolecular chemistry were sut up over two neck complexes with many ionic molecules between neutral ionophoric molecules such as crown ether and criphtants. Recently, ıt is well known that calixarenes which is phenol-formaldehyde oligomer with cyclic shape are complexed selectively with cation, anion and neutral molecules like observed with crown ether. The ?Calixarenes? are more fascinating class of macrocyclic molecules which have been used extensively in supramolecular chemistry and host-guest complexation than crown ether and criptants due to obtained easily from cheap starting materials.Calixarenes which obtained with sort order of methylene bridge on orto position of phenyl rings have known as a class of metacyclophen. Calixarenes are a good carrier for cation, anion and neutral molecules because of cyclic shape, easily derivatizable and formed different cavity. Therefore, calixarene have extensive research area.In this study, different daimide derivatives of p-tert-butylcalix[4]arene bearing pyridyl, sulphonate and phosphate group was synthesized. As a starting material, p-tert-butylcalix[4]arene (1) was synthesized from condensation reaction of p-tert-butyl phenol and formaldehyde presence a base. Then, methylbromoasetat was treated with this compound (1) to obtain diester p-tert-butylcalix[4]arene (2). Obtained this compound was treated with 2-aminomethyl pyridine, 3-aminomethyl, taurine and 2-aminoethyl phosphate, respectively. Magnetite Fe3O4 nanaparticules were also prepared to obtain polymer derivatives of these compounds. To obtain this goal, magnetite silica base polymers were prepared from treatment of Fe3O4 nanopaticules and epoxypropoxypropyl trimethoxy silane. After then diamide derivatives of p-tert-butylcalix[4]arene bearing pyridinium units (3 and 4) were immobilized onto prepared polymers. All reaction were checked by using TLC and compounds were purificated by using coloumn chromatography and structures of these compounds were characterized by spectroscopic techniques (FTIR, 1H NMR) and elemental analysis and used in extraction studies for arsenate ion.