4-hidroksi-3-metoksibenzoik asit türevi ftalosiyanin bileşiklerinin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of 4-hydroxy-3-methoxybenzoic acid derivatives of phthalocyanine compounds
Yazar: GAMZE ÖZGÜL
Danışman: PROF. DR. ALİ RIZA ÖZKAYA ; PROF. DR. MUSTAFA BULUT
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Organik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Ftalosiyaninler makrosiklik bileşiklerin önemli bir sınıfını oluştururlar. Halka boşluğunda 70'den fazla metal veya metal olmayan iyonları içerebilen oldukça kararlı ve çok yönlü kullanılabilen aromatik bileşiklerdir.İlk olarak 1907 yılında Braun ve Tcherniac tarafından ftalimid ve asetik anhidritten yüksek sıcaklıkta o-siyanobenzamid sentezi sırasında mavi-yeşil renkli bir yan ürün olarak rastlantı sonucu bulunmuştur. 1907'de ilk sentezinin ardından, mavi ve yeşil renkli boyar madde olarak kullanımının yanı sıra fotovolvatik hücre elemanları, okuma/yazma diskleri, non-lineer optikler, elektrokataliz, sıvı kristaller, Langmuir-Blodgett filmleri, kimyasal sensörler ve kanser tedavisinde fotodinamik reaktifler olarak çeşitli kullanım alanları mevcuttur.Metalli ve metalsiz ftalosiyaninlerin en önemli dezavantajı organik çözücülerde ya da suda çözünürlüklerinin oldukça zayıf olmasıdır. Organik çözücülerde genellikle zayıf çözünmelerine rağmen çözünürlükleri, farklı zincir uzunluklarında alkil veya alkoksi grupları veya periferal pozisyonda dallanmış sistemler gibi sübstitüentlerin eklenmesiyle geliştirilebilir.Aromatik 18?-elektron sistemine sahip ftalosiyanin bileşikleri ve bunların metal merkezleri bazı durumlarda yükseltgenme ve indirgenme özelliği gösterebilirler. Redoks reaksiyonları merkez metalin türü, çözücü, aksiyal ligantlar ve sübstitüentler gibi faktörlere bağlıdır. Ftalosiyaninlerin redoks özellikleri, endüstriyel uygulamalarıyla oldukça ilişkilidir. Çözeltideki elektrokimyasal özellikleri belirlemek için kullanılan en yaygın yöntem dönüşümlü voltametridir.Bu çalışmada, 4-hidroksi-3-metoksibenzoik asit bileşiğinden başlayarak yeni, metalli ftalosiyanin bileşikleri sentezlenmiş ve spektroskopik metotlar ile yapıları karakterize edilmiştir.Çalışmada önce literatüre bağlı olarak 4-nitroftalonitril (3) ve 3-nitroftalonitril (7) sentezlenmiştir. 4-Hidroksi-3-metoksibenzoik asitin 4-nitroftalonitril ve 3-nitroftalonitril ile reaksiyonu sonucu sırasıyla 4-(3,4-disiyanofenoksi)-3-metoksibenzoik asit (8) ve 4-(2,3-disiyanofenoksi)-3-metoksibenzoik asit (12) bileşikleri sentezlenmiştir. (8) ve (12) bileşiklerinden metal tuzları kullanılarak Zn(II), Co(II) ve Cu(II) metalli ftalosiyanin bileşikleri sentezlenmiştir. Sentezlenen bileşikler kolon kromatografisi ve organik çözücülerle yıkama yapılarak saflaştırılmıştır.Sentezlenen yeni bileşiklerin yapıları UV-Vis, FT-IR, 1H-NMR ve kütle spektrumlarıyla karakterize edilmiş, elektrokimyasal özellikleri incelenmiştir.

Abstract:
Phthalocyanines form an important class of macrocyclic compounds. They can contain more than 70 metal or non-metal ions, be used versatile and are quite stable aromatic compounds.The first synthesis of a phthalocyanine was recorded in 1907 during the synthesis of heated o-cyanobenzamide at high temperature by Braun and Therniac. Following the first synthesis in 1907, there are various application of phthalocyanines such as the use of blue and green dyestuffs, photovoltaic cell elements, read/write discs, non-linear optics, electrocatalysis, liquid crystals, Langmuir-Blodgett films, chemical sensors and photodynamic reagents for cancer therapy.The most important disadvantage of metallo and metal-free phthalocyanines is the relatively low solubility in most of organic solvents or water. Although they are generally insoluble in organic solvents, solubility can be improved by the incorporation of substituents, such as alkyl or alkoxy groups of different chain lenghts, or branched systems.The phthalocyanine unit with 18? electron aromatic system and its metal center in some cases in capable of oxidation or reduction. These redox processes depend on various factors such as the type of the central metal, solvent, axial ligands and substituents. The redox properties of phthalocyanines are critically related to most of their industrial applications. Cyclic voltammetry is the most widely used method to determine electrochemical properties in solution.In this study, starting from 4-hydroxy-3-methoxybenzoic acid, some novel phthalocyanines were synthesized and their structures were characterized by spectroscopic methods.In the study at first, according to the literature 4-nitrophthalonitrile (3) and 3-nitrophthalonitrile (7) were synthesized. Then 4-hydroxy-3-methoxybenzoic acid was treated with 4-nitrophthalonitrile and 3-nitrophthalonitrile respectively 4-(3,4-dicyanophenoxy)-3-methoxybenzoic acid (8) and 4-(2,3-dicyanophenoxy)-3-methoxybenzoic acid (12) were prepared. Zinc (II), cobalt (II) and copper (II) metallophthalocyanine complexes were synthesized by using metal salts from (8) and (12) compounds. These synthesized compounds were purified by using coloumn chromatography and/or washing with organic solvents.Then novel compounds were characterized by UV-Vis, FT-IR, 1H-NMR and mass spectroscopy and also their electrochemical properties were investigated.