Brönsted asit katalizörü olabilecek kaliks[n]aren-bazlı süperparamanyetik nanopartiküllerin sentezi, karakterizasyonu ve bazı reaksiyonlarda katalizör olarak kullanılması
Syntheses, characterization and application as catalyst in the some reaction of calix[n]arene-based superparamagnetic nanoparticles as brönsted acid catalysts
Yazar: SERKAN SAYIN
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA YILMAZ
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Fenol formaldehitin uygun koşullarda etkileştirilmesi ile sentezlenen kaliksarenler, halkalı yapıda olup, fenolik-O üzerinden ve fenolik birimlerin para kısmından sınırsız olarak fonksiyonlandırılabildiğinden oldukça çok sayıda araştırma sahası bulmuştur. Kaliksarenlerin katyon, anyon ve nötral moleküllerle seçimli olarak kompleks oluşturabildiklerinden supramoleküler kimyada bu bileşiklere olan ilgi gün geçtikçe artmaktadır. Bu yüzden kaliksarenler pek çok sahada uygulama alanı bulmuştur. Literatürde kaliksarenlerin suda çözünen türevlerinden sadece bir kaçının aromatik bileşiklerin alkilleme tepkimesinde katalizör olarak kullanıldığı bilinmektedir. Bu tez çalışmasında alkilleme yapılacak yapılar ile kompleks (hidrogen bağı, elektrostatik ve konuk-konak tipi) oluşturan Brönsted/Lewis asit tipli kaliks[n]aren bileşikleri sentezlenerek su içerisindeki katalitik özellikleri araştırıldı. Bu çalışmada yer alan 51 adet bileşikten 28? i ilk kez sentezlenip literatüre kazandırıldı. Sentezlenen bileşiklerin yapıları FTIR, 1H-NMR, 13C-NMR, COSY-NMR, 13C-APT ve element analiz teknikleriyle aydınlatıldı.
Bu tez çalışmasında ayrıca Brönsted/Lewis asit yapısındaki farklı kaliks[n]aren (n= 4, 6 ve 8) türevlerinin silika ile modifiye edilmiş Fe3O4-nanopartiküllere immobilizasyonu yapıldı. Sentezlenen farklı fonksiyonel gruplar bulunduran kaliksaren türevleri ile bu bileşiklerin manyetik nanopartiküllere modifiye olmuş yapıları bazı aromatik bileşiklerin alkoller ile olan alkilleme ve Mannich türü reaksiyonlardaki katalitik etkileri araştırıldı.

Abstract:
Calixarenes composed of a condensation reaction of phenol and formaldehyde have been promised in many research fields because they represent very useful building blocks. Moreover, they are readily functionalized limitless possibilities for chemical modification both at the lower-rim and at the upper-rim of calixarenes. Calixarenes have also attracted much attention in supramolecular chemistry as potential selective extractants for anion, cation and neutral molecules. Thus, calixarene derivatives have been widely used in many fields. In our best knowledge, there is only few studies were reported associating with application of water-soluble calixarene-based catalysts for the alkylation reaction. In this thesis, Brönsted/Lewis acid-type calix[n]arene derivatives, which comprised a complex with structures to alkylation by means of hydrogen bonding, electrostatic and host-guest interactions have been synthesized and utulized their catalitic properties in water. Besides, 28 of the 51 compounds have been synthesized for the first time. The characterization of the synthesized calixarene derivatives were performed by FTIR, 1H-NMR, 13C-NMR, 13C-APT and two dimensional COSY-NMR spectroscopy, and elemental analysis thecniques. 
Various magnetically recoverable Brönsted/Lewis acid-type calix[n]arene (n= 4, 6 and 8) derivatives were also successfully constructed by grafting calix[n]arene derivatives onto silica-coated Fe3O4-nanoparticles. Different substituted water-soluble calixarene derivatives and the calixarene-immobilized magnetic nanoparticles have been employed as catalysts in Mannich type reaction, and in the coupling reaction of aromatic compounds with some alcohols in water.