Fotoaktif sinnamik asit içeren makrofotobaşlatıcı sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of makrophotoinitiator containing photoactive cinnamic acid
Yazar: NERGİS GÜLER
Danışman: PROF. DR. MERAL AYDIN ; PROF. DR. NERGİS ARSU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Fizikokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Radikalik fotopolimerizasyon, foto-aktif bileşiklerin UV veya görünür bölge ışığına maruz kalması ile oluşturduğu monomerik radikallerin varlığında gerçekleşen bir metottur. Oda sıcaklığında bile kısa sürede gerçekleşebilmesi, çevre dostu, ve düşük maliyet gibi avantajları sayesinde bilim ve teknolojik alanında kullanılan etkili bir yöntem olarak tercih edilmektedir. Fotopolimerizasyon reaksiyonlarının en önemli reaktanlardan biri fotobaşlatıcılardır. Bu sistemler, fotoaktif başlatıcılar, homolitik bölünme sonucu aktif türlerin oluşumuyla gerçekleşen I.Tip fotobaşlatıcılar ve yardımcı başlatıcı varlığında proton-koparımı yapan II.Tip  fotobaşlatıcı sistemlerinden oluşmaktadır. 
Son yıllarda yeni makrofotobaşlatıcı sistemlere olan ilgi giderek artmaktadır. Makromoleküler ve fotobaşlatıcı kavramlarının bir araya gelmesiyle oluşan sistemler makrofotobaşlatıcı sistemi olarak adlandırılmaktadır.

Bu sistemler polimer omurgasında veya omurga sonunda aktif hale gelerek reaksiyonun başlamasını sağlayacak grubun, moleküldeki yerine göre sistem içinde birbirine entegre olarak blok veya graft kopolimerlerin sentezinde fotoaktif bir başlatıcı molekülü olarak kullanılabilirler.
Literatürdeki sinnamik asit ve türevleri üzerine yapılan çalışmalar bu moleküllerin antikanser, antioksidan, antibakteriyel gibi yüksek biyolojik çeşitliliğe sahip olduğunu göstermektedir. Bu nedenle antibakteriyel kaplamalar, yaşlanmayı yavaşlatan ve önleyebilen ve birçok hastalığa neden olabilen serbest radikallerin temizlenmesinde antioksidan özelliği olan etkin maddelerdir.
Bu tez kapsamında, ilk olarak ferulik asitin tiyokzantonlanmasıyla yeni bir tiyokzanton türevi olarak amaçlanan fotobaşlatıcı molekülünün H2SO4 ve CH3COOH varlığında sentezi gerçekleştirildi. Ancak halka kapanmasının oluşmadığı saptandığı için deneysel çalışmalar H2SO4 varlığında gerçekleştirildi ve elde edilen fotobaşlatıcının görünür bölge reaksiyonları için önemli olduğu elde edildi. Bu sentez yönteminde, halka kapanması reaksiyonu sonucunda tiyokzantonlanmış ferulik asit elde edildi. Elde dilen fotobaşlatıcının yapısında bulunan fenolik OH grubunun fotobaşlatma etkinliğini durdurması nedeniyle OH grubu ε-Kaprolakton ile fonksiyonlandırılarak yeni bir makrofotobaşlatıcı sentezlendi. Bu makrofotobaşlatıcının fotofiziksel ve fotokimyasal özellikleri spektroskopik yöntemlerle incelendi.

Abstract:
Radicalic photopolymerization is a method that occurs in the presence of monomeric radicals formed by exposure of photo-active compounds to UV or visible light. It is preferred as an effective method used in the field of science and technology, thanks to its advantages such as being able to be processed in a short time even at room temperature, environmentally friendly, and low cost. One of the most important reactants in photopolymerization reactions is photoinitiators. These systems consist of Type I photoinitiators, which occur with the formation of active species as a result of homolytic fission after the photoactive initiators are excited to a triplet state, and Type II photoinitiator systems, which H-abstract in the presence of a co-initiator.
In recent years, interest in new macrophotoinitiator systems has been increasing. Systems formed by the combination of macromolecular and photoinitiator concepts are called macrophotoinitiator systems.


These systems can be used as a photoactive initiator molecule in the synthesis of block or graft copolymers by being integrated into each other within the system, depending on the location of the group in the molecule that will activate and initiate the polymerization reaction at the polymer backbone or at the end of the backbone.
Studies on cinnamic acid and its derivatives in the literature show that these molecules have high biological diversity such as anticancer, antioxidant and antibacterial properties. Therefore, antibacterial coatings are active substances with antioxidant properties that can slow down and prevent aging and clear free radicals that can cause many diseases.
Within the scope of this thesis, the photoinitiator molecule, intended as a new thioxanthone derivative, was first synthesized by thioxanthonation of ferulic acid in the presence of H2SO4 and CH3COOH. However, since it was determined that ring closure did not occur, experimental studies were carried out in the presence of H2SO4 and it was determined that the photoinitiator obtained was important for visible region reactions. In this synthesis method, thioxanthonated ferulic acid was obtained as a result of the ring closure reaction. Since the phenolic OH group in the structure of the resulting photoinitiator stopped the photoinitiation activity, a new macrophotoinitiator was synthesized by functionalizing the OH group with ε-Caprolactone. The photophysical and photochemical properties of this macrophotoinitiator were examined by spectroscopic methods.