Yeni tetra sübstitüe ftalosiyaninler
New tetra substituted phthalocyanines
Yazar: SEVDE DEMİR
Danışman: PROF. DR. FATMA YÜKSEL
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Ftalosiyaninler = Phthalocyanines

Özet:
Ftalosiyanin molekülleri görünür ışığın kırmızı bölgesinde (600-800 nm) kuvvetli absorpsiyon yapabilme ve yüksek singlet oksijen verimi ile tümörlü dokuları yok edebilme özelliklerinden dolayı fotodinamik terapi için umut verici bileşiklerdir.  Sübstitüe olmamış ftalosiyanin molekülü organik çözücülerde düşük çözünürlüğe sahiptir ancak sübstitüe grupların varlığı ile ftalosiyanin bileşikleri çözünme yeteneği kazanır. Bununla birlikte, periferal ve non-periferal pozisyonlarına bağlanan sübstitüe grupların özellikleri, sayısı ve konumuna göre ftalosiyaninlerin fiziksel, kimyasal ve elektronik özellikleri de iyileştirilebilir. Ftalosiyanin molekülünün merkezindeki hidrojen atomları, metaller ile yer değiştirerek metalli ftalosiyanin türevlerini oluştururlar. Merkez metalinin doğası da ftalosiyanin molekülünün özelliklerini etkiler.
Bu tez kapsamında sentezlenen ftalosiyanin bileşiklerinin başlangıçlarının sentezlerinde pentaeritritoltribromür kullanılmıştır. Böylece elde edilen tetra sübstitüe ftalosiyanin bileşiklerinin her bir sübstitüsyon kolunda üç adet, yapının tümünde ise 12 adet fonsiyonel grup bulunmaktadır. Fonksiyonel grupların çokluğu, hedef bileşiklerin özelliklerinin iyileştirilmesi açısından önemlidir. Bu çalışmada yapısında 12 adet alkil zinciri veya 12 adet 2-merkaptopiridin gruplarını bulunduran yeni tetra sübstitüe ftalosiyanin türevleri sentezlenmiştir. Alkil zinciri içeren ftalosiyanin bileşiklerinin merkez atomları, iletkenliğini arttırması hedefiyle Cu(II) ve Lu(III) metalleri olarak seçilmiştir. 2-merkaptopiridin grupları bulunduran ftalosiyanin bileşiklerinin yapısındaki her bir amin grubu kuaternize edilmiş ve suda çözünür hale getirilmiştir. Fotoduyarlaştırıcı özellik taşıyan bu moleküllerde, bileşiklerin fotofiziksel özelliklerine olumlu katkısı sağlaması amacıyla merkez metali Zn(II) seçilmiştir.Sentezlenen tüm bileşiklerin yapıları, kütle spektroskopisi, 1H ve 13C NMR, FT-IR analizleri ile aydınlatılmıştır. Tek kristal halde elde edilen bileşiklerin moleküler yapısı Tek Kristal X-ışını kırınımı yöntemi ile de aydınlatılmıştır. Elde edilen ftalosiyanin bileşiklerinin fotofiziksel ve fotokimyasal özellikleri incelenmiştir.

Abstract:
Phthalocyanine molecules are promising compounds for photodynamic therapy because of their ability to absorb strongly in the red region of visible light (600-800 nm) and to destroy tumor tissues with high singlet oxygen yield.The unsubstituted phthalocyanine molecule has low solubility in organic solvents, but with the presence of substituted groups, the phthalocyanine compounds acquire the ability to dissolve. However, the physical, chemical and electronic properties of phthalocyanines may be improved according to the properties, number and location of the substituted groups attached to their peripheral and non-peripheral positions. The hydrogen atoms in the center of the phthalocyanine molecule are replaced by metals to form metallic phthalocyanine derivatives. The nature of the central metal also affects the properties of the phthalocyanine molecule.
Pentaerythritoltribromide was used in the synthesis of the beginnings of phthalocyanine compounds synthesized in this thesis. The tetra substituted phthalocyanine compounds thus obtained have three functional groups in each substitution branch and 12 functional groups in the entire structure. The multiplicity of functional groups is important to improve the properties of the target compounds.  In this study, novel tetra substituted phthalocyanine derivatives containing 12 alkyl chains and 12 2-mercaptopiridine groups were synthesized. The central atoms of phthalocyanine compounds containing alkyl chain were selected as Cu (II) and Lu (III) metals in order to increase their conductivity. Each amine group in the structure of phthalocyanine compounds containing 2-mercaptopiridine groups was quaternized and made water soluble. In these molecules which have photodensitizing properties, the central metal Zn (II) has been chosen in order to make a positive contribution to the photophysical properties of the compounds.The structures of all synthesized compounds were determined by mass spectroscopy, 1H and 13C NMR, FT-IR analysis. The molecular structure of the compounds obtained in single crystal form was also clarified by Single Crystal X-ray diffraction method. Photophysical and photochemical properties of the obtained phthalocyanine compounds were investigated.