Clıck tepkimeleri kullanılarak yeni ftalosiyanin türevlerinin  
sentezi, karakterizasyonu ve elektrokimyasal özelliklerinin  
incelenmesi
Synthesis and characterization of new phthalocyanine  
derivatives via click reaction and investigation of their  
electrochemical properties
Yazar: AHMET ÇETİNKAYA
Danışman: PROF. DR. ULVİ AVCIATA ; DR. BAHADIR KESKİN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Anorganik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Ftalosiyaninler, birbirlerine mezo konumlardaki azot atomlarıyla bağlanan dört izoindol ünitesinden  oluşan makro heterohalkalı bileşiklerdir. Ftalosiyaninler, genellikle ftalonitril ve bunların çeşitli türevlerinden (ftalimid, ftalik asit vb.) veya bunların katılma ürünlerinden hedeflenen biçimde metalsiz veya metal tuzlarıyla kompleksler oluşturularak genellikle yüksek sıcaklıklarda sentezlenmektedir. Merkezde bulunan metal iyonu ve periferal sübstitüentler değiştirilerek yeni  ftalosiyaninler elde edilebilmektedir.
Tamamen sentetik ürünler olan ftalosiyaninlerin boyarmadde ve pigment olarak değerlendirilmesi  yanında enerji dönüşümü, elektrofotografi, optik veri depolanması, gaz sensör, sıvı kristal, lazer teknolojisi için kızıl ötesi boyar madde, kanserin fotodinamik terapisi gibi pek çok uygulaması bulunmaktadır.
Son zamanlarda, hızlı, tekrarlanabilir, düşük yan ürünlü ve yüksek toleranslı
reaksiyon koşulları ile kullanışlı bir sentetik yöntem olan azidler ve alkinler arasındaki 1,3-dipolar halka katılması yöntemi "click" reaksiyonu olarak büyük ilgi
görmektedir. Cu(I) katalizli "click" reaksiyonuyla yeni makro  moleküllerin
hazırlanması ile ilgili çok sayıda çalışmanın rapor edilmesinin yanısıra, bu 
çalışmaların ftalosiyanin türevlerine uygulamaları da yapılmıştır. Yeni  sentezlenmiş ftalosiyanin  komplekslerinin  elektron transfer özelliklerinin 
incelenmesi ileri uygul amalarının  çalışılabilmesi için gereklidir. Ftal osiyaninlerin elektron  transfer özellikleri ftalosiyanin halkasının sahip olduğu konjuge π-elektron sistemi ile merkez metal atomu arasındaki etkileşime ve sahip oldukları sübstitüentin tür ve sayısına bağlı olarak değişmektedir.
Bu çalışmada ilk olarak propargil alkol ve 4-nitroftalonitril den yola çıkılarak alkin uçlu bileşik  sentezlenmiştir. Bu uca bağlanacak olan azid bileşiği olan N-(2-azidoetil)-ftalimid ise N-(2-bromoetil)-ftalimid ve sodyum azid başlangıç maddeleri
kullanılarak sentezlenmiştir. Daha sonra Cu(I) ve Cu(II) katalizörleri kullanılarak
azid fonksiyonel grubuyla, terminal alkin grubunun 1 -3 dipolar halka katılması,
"click" reaksiyonu sonucunda yeni ftalonitril ligand bileşiği sentezlenmiş, bu madde metal tuzları  ile klasik metod şartlarında reaksiyona sokularak  ftalosiyaninler elde edilmiştir. Ayrıca ligand bileşiğinden metalsiz ftalosiyanin bileşiği de sentezlenmiştir.
Sentezlenen yeni maddelerin molekül yapıları UV-Vis, FT-IR, 1H-NMR, 13C-NMR ve MALDI-TOF Kütle  spektrumları ile karakterize edilmiştir. Son olarak sentezlenen bu bileşiklerin 
elektrokimyasal özellikleri karşılaştırmalı olarak incelenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Ftalosiyanin, metalliftalosiyanin, katalizör, klik, elektrokimya

Abstract:
Phthalocyanines are the macroheterocyclic compounds  comprising four isoindole units 
connected to each other with the nitrogen atom in the meso position.  Phthalocyanines 
were generally synthesized with phthalonitriles and diffrent derivatives of these 
(phthalimide, phthalic acid etc.) or from addition products of these as non-metallic or 
with metal salts producing metal complexes at high temperatures. Changing the metal 
ion in the center and peripheral substituents new phthalocyanines can be obtained.
Phthalocyanines that are completely synthetic materials have applications on areas
such as dyes and pigments, energy conversion, electrophotography, optical data
storage, an infrared dye for laser technology and photodynamic therapy of cancer. 
Recently, 1,3-dipolar ring addition between azides and alkynes is a handy method 
with properties such as rapid, reproducible, low side product and high tolerance 
reaction conditions, and havin g great demand as "click" reaction. Prepearation of 
new macromolecules with  Cu(I) catalysed "click" reaction a large number of study 
have been reported and also applications of these studies to the phthalocyanines 
derivatives have been made.
Examination of electron transfer properties of the newly synthesized phthalocyanine
complex is required for advanced applications that can be run. Electron transfer
properties of phthalocyanines depends on conjugated π-electron system of
phthalocyanines, interaction between phthalocyanine and central metal salt and
number and type of substituents that they have. 
In this study a new alkyl-end ligand was synthesized from propargyl alcohol and 4-nitrophthalonitrile as first step. The azide compound N-(2-azidoethyl)-phthalimide
which attached to this end were synthesized from N-(2-Bromoethyl)-phthalimide and
sodium azide. Then, the novel ligand was synthesized as a result of "click" reaction 1-3 
dipolar ring addition of azide functional group and terminal alkene group with the Cu (I)
and Cu(II) catalysts. Phthalocyanines are obtained  by the  reaction of these substance
with the metal salts in  the conventional method. Molecular structure of the new
synthesized material were characterized with  UV-Vis, FT-IR, 1H-NMR, 13C-NMR and 
MALDI-TOF  mass spectrum. Finally, electrochemical properties of these compounds
were studied comperatively.
Keywords: Phthalocyanine, metallophthalocyanine, catalyzer, click, electrochemistry