Farklı yapılardaki tert-bütil grupları içeren metalli ftalosiyaninlerin sentezi, fotofiziksel ve fotokimyasal özellikleri
Synthesis, photophysical and photochemical properties of metal phthalocyanines containing tert-butyl groups with different structures
Yazar: KETRİN ZEKİ
Danışman: DOÇ. DR. MEVLÜDE CANLICA
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Anorganik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Ftalosiyaninler ilk kez 20. yüzyılın başlarında Braun ve Tcherniac tarafından ftalimid ve asetik anhidritten yüksek sıcaklıkta o-siyanobenzamid sentezi sırasında bir rastlantı sonucunda elde edilmiştir. Ftalosiyaninlerin yapısı ise 1933 ile 1940 yılları arasında Linstead'in araştırmaları ve Robertson'ın X-ışınları çalışmaları ile aydınlatılmıştır. Bu bileşikler ısı, ışık, asit ve bazlara maruz kaldıklarında yapıları bozulmamaktadır. Dolayısıyla günümüzde sentetik elyafın renklendirilmesinde, tekstilde, matbaa mürekkeplerinde, pigment, katalizör amacıyla yaygın olarak kullanılan ftalosiyaninler aynı zamanda tıpta, fotodinamik terapide, yarı iletken veya sıvı kristal olarak lazerlerde, kimyasal sensörlerde ve nükleer kimya olmak üzere farklı alanlarda da kullanımı mevcuttur. Fotodinamik tedavi, ftalosiyaninlerin kullanım alanlarından biridir ve diğer kanser tedavi yöntemlerine göre daha az zararlı ve etkili bir tedavi yöntemidir. Fotodinamik terapinin (PDT) mekanizması, ışığın etkisiyle fotosensitizerin aktivasyonu ile hücrelerde singlet oksijenin birikmesi ve kanserli hücreleri yok etmesi prensibine dayanır. Tedavinin etkinliği fotosensitizer olarak kullanılan maddeye, ışık kaynağına ve tedavi yöntemine bağlı olarak değişir. Bu çalışmada, tert-bütil grup içeren ftalonitrillerden sentezlenen ftalosiyanin bileşiklerinin fotodinamik terapide kullanılabilecek uygun bir fotosensitizer olup olmadığı ve farklı türlerde olan bu ftalosiyanin bileşiklerinin yapılarından dolayı her birinin PDT' yi nasıl etkilediği araştırılması hedeflenmiştir. Çalışmanın ilk kısmında başlangıç maddeleri olan ftalonitriller sentezlenmiştir. İkinci kısımda sentezlenen ftalonitrillerden farklı türlerde ftalosiyanin bileşikleri elde edilmiştir. Elde edilen ftalosiyaninler kolon ve ters-faz kromatografisi kullanılarak saflaştırıldı, her maddenin saflığı ince tabaka kromatografisi ile kontrol edildi. Çalışmanın son kısmında ise Uv-vis, FT-IR, 1H NMR VE MALDI TOF-MS spektroskopik yöntemlerden elde edilen sonuçlar ile önerilen yapının doğruluğu araştırıldı. Aynı zamanda sentezlenen bileşiklerin fotofiziksel ve fotokimyasal özellikleri de araştırılmıştır.

Abstract:
Phthalocyanines were first obtained in the early 20th century by Braun and Tcherniac as a coincidence during the synthesis of o-cyanobenzamide at high temperature from phthalimide and acetic anhydride. The structure of phthalocyanines was clarified by Linstead's research and Robertson's X-ray studies between 1933 and 1940. These compounds do not deteriorate when exposed to heat, light, acids and bases. Therefore, phthalocyanines, which are widely used in the coloring of synthetic fibers, textiles, printing inks, pigments, catalysts, are also used in different fields such as medicine, photodynamic therapy, semiconductor or liquid crystal in lasers, chemical sensors and nuclear chemistry. Photodynamic therapy is one of the uses of phthalocyanines and is a less harmful and effective treatment method compared to other cancer treatment methods. The mechanism of photodynamic therapy (PDT) is based on the activation of the photosensitizer with the effect of light and the accumulation and destruction of the singlet oxygen in the cells. The effectiveness of the treatment varies depending on the photosensitizing substance applied, the light source and the treatment method. In this study, it was aimed to investigate whether phthalocyanine compounds synthesized from phthalonitriles containing tert-butyl groups are suitable photosensitizers that can be used in photodynamic therapy and how each of these phthalocyanine compounds, which are in different types, affect PDT due to their structures. In the first part of the study, phthalonitriles, which are the starting materials, were synthesized. Different types of phthalocyanine compounds were obtained from the synthesized phthalonitriles in the second part. The phthalocyanines obtained were purified using column and reverse-phase chromatography, the purity of each substance was checked by thin layer chromatography.
In the last part of the study, the accuracy of the proposed structure was investigated with the results obtained from Uv-vis, FT-IR, 1H NMR and MALDI TOF-MS spectroscopic methods. At the same time, the photophysical and photochemical properties of the synthesized compounds were also investigated.