Yeni nötral boronat esterlerin sentezi, spektroskopik ve katalitik özelliklerinin incelenmesi
Synthesis, investigation of spectroscopic and catalytic properties of novel neutral boronate esters
Yazar: CEYLAN OKÇU
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA DURGUN ; PROF. DR. AHMET KILIÇ
Harran Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bor kimyasının önemli bir grubu olan boronat esterler, Dean-Stark sistemi kullanılarak farklı cis-dioller ile boronik asitlerin uygun koşullar altında esterleşmesi sonucu sentezlenmiştir. Farklı amaçlar için sentezlenen boronat esterler benzersiz fiziksel ve kimyasal özellikleri, farklı kimyasal yapıları, önemli spektroskopik özellikleri ve yüksek katalitik etkinliklerinden dolayı günümüzde sentetik ve endüstriyel kimyada yaygın olarak tercih edilmektedir. Yapılan literatür araştırmasında, boronat esterlerin organokatalizör olarak CO2 ve epoksitlerden beş üyeli halkalı karbonatların sentezlenmesi reaksiyonlarında katalitik etkinliklerinin incelendiği az çalışma bulunmaktadır. Yapılan bu çalışmada ilk olarak farklı yapıdaki sekiz adet boronat esterlerin sentezi gerçekleştirilmiştir. Daha sonra bu bileşiklerin yapıları NMR (1H, 13C ve 11B) spektroskopisi, FT-IR spektroskopisi, UV-Vis spektroskopisi, LC-MS/MS spektrometresi, elementel analiz ve erime noktası yöntemleri ile aydınlatılmıştır. Sentezlenen boronat esterlerin (1-8) organokatalizör olarak CO2'nin epiklorhidrine siklo-katılma reaksiyonu sonucu 4-klorometil-1,3-dioksalan-2-on sentezinde katalitik aktiviteleri incelenmiştir. Ayrıca CO2'nin halkalı karbonata dönüşümünde en aktif katalizör belirlendikten sonra en ideal sistem şartlarını belirlemek amacıyla epoksit, baz, süre, sıcaklık, basınç, miktar ve atmosferik basınç gibi optimizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
Boronate esters, an important group of boron chemistry, were synthesized by using the Dean-Stark system as a result of the esterification of boronic acids with different cis-diols under suitable conditions. Boronate esters synthesized for different purposes are widely preferred in synthetic and industrial chemistry today due to their unique physical and chemical properties, different chemical structures, important spectroscopic properties, and high catalytic activities. In the literature search, there are few studies examining the catalytic activities of boronate esters in the reactions of CO2 as organocatalyst and synthesis of five-membered ring carbonates from epoxides. In this study, firstly, the synthesis of eight boronate esters with different structures was carried out. Then, the structures of these compounds were elucidated by NMR (1H, 13C and 11B) spectroscopy, FT-IR spectroscopy, UV-Vis spectroscopy, LC-MS/MS spectrometry, elemental analysis and melting point methods. The catalytic activities of the synthesised boronate esters (1-8) as organocatalysts in the synthesis of 4-chloromethyl-1,3-dioxalan-2-one by cyclo-addition reaction of CO2 to epichlorhydrin were investigated. In addition, after determining the most active catalyst in the conversion of CO2 to cyclic carbonate, optimisation studies such as epoxide, base, time, temperature, pressure, amount and atmospheric pressure were carried out to determine the most ideal system conditions.