Asetilen grubu içeren yeni ftalosiyanin türevlerinin sentezi, karakterizasyonu ve elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Synthesis, characterization and investigation of electrochemical properties of containing acetylene group new phthalocyanine derivatives
Yazar: ÖZGE KOYUN
Danışman: PROF. DR. ULVİ AVCIATA ; AR.GÖR. BAHADIR KESKİN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Anorganik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
En az dokuz üye ve en az üç heteroatom içeren bileşiklere makrohalkalı bileşikler denir. Makrohalka taşıyan koordinasyon bileşiklerinden olan ftalosiyanin kompleksleri,20. yüzyılın başında bir rastlantı sonucu bulunmuştur. Çok iyi mavi ve yeşil pigment özelliklerinin yanında,  kimyasal ve ısısal olarak kararlı, kuvvetli oksitleyiciler hariç, kuvvetli asit ve kuvvetli bazlara karşı çok dayanıklı olup organik çözücülerle suda çözünmeme özellikleri vardır. Sübstitüe ve sübstitüe olmamış ftalosiyaninler,  pigment ve boya olarak geniş ölçüde kullanılırlar.  Fotokopi makinelerinde fotoiletken eleman,  elektrokromik görüntü cihazlarında,  kanserin fotodinamik terapisi ve diğer tıbbi uygulamalarda kullanılırlar. Ayrıca bilgisayar optik okunan-yazılan diskler ve ilgili veri depolama sistemlerinde, lazer boyalarında, sıvı kristal renkli ekran uygulamalarında, fotovoltaik hücre elemanlarında, kükürtlü gaz atıkları kontrol etmede, doymuş hidrokarbonları düşük sıcaklıkta yükseltgemede ve benzinin oktan sayısını arttırmada katalizör olarak kullanım alanları vardır.
Son zamanlarda, hızlı, tekrarlanabilir, düşük yan ürünlü ve yüksek toleranslı reaksiyon koşulları ile kullanışlı bir sentetik metod olan azidler ve alkinler arasındaki 1,3-dipolar halka katılması, ?click? reaksiyonu olarak büyük ilgi görmektedir. Cu(I) katalizli ?click? reaksiyonuyla yeni makromoleküllerin hazırlanması ile ilgili çok sayıda çalışma rapor edilmesine karşın ftalosiyaninlere uygulanması ile ilgili birkaç örnek mevcuttur.
Bu çalışmada; öncelikle propargil alkol ve 3-nitroftalonitril başlangıç maddeleri kullanılarak yeni ftalonitril türevi madde sentezlenmiştir. Bu maddenin çinko(II) ve kobalt(II) metal tuzları varlığında klasik metodla siklotetramerizasyonu sonucunda metalliftalosiyaninler elde edilmiştir. Ayrıca çinkoftalosiyanin için klasik metoda alternatif olarak mikrodalga yöntemiylede bu madde sentezlenmiştir. Sentezlenen bu yeni maddelerin molekül yapıları UV-Vis, FT-IR, 1H NMR, 13C NMR ve MALDI-TOF kütle spektrumları ile karekterize edilmiştir. Son olarak sentezlenen bu bileşiklerin elektrokimyasal ve spektroelektrokimyasal özellikleri karşılaştırmalı olarak incelenmiş-tir.
Anahtar Kelimeler: Ftalonitril, çinko, kobalt, mikrodalga, elektrokimya

Abstract:
Macrocycle compunds are the compounds that contain a minimum of 9 members and 3 heteroatoms. Phthalocyanines, which are one of the coordination compounds containing macrocycles ligands, were discovered by accident at the beginning of the 20th century. Besides  phthalocyanines blue  and  green  pigment  properties,  they  have  an  outstanding stability  against  light, excessive  heat,  strong acids and alkalis other than strong oxidation agents, and are insoluble in some organic solvents and water. Unsubstituted and substituted phthalocyanines are   widely   used   as   pigment and dyes. They have been  used as photoconducting agents in photocopying machines, as electrochromic display device, as photodynamic reagents for cancer therapy and other medical applications. Other applications include using optical computer read-write  disc and related information storage systems, as laser  dyes,  in  liquid-crystal  color  display  applications,  in  photovoltaic  cell  elements,  as catalysts  for  control  of  sulfur  effluents,   for  oxidizing  saturated  hydrocarbons   at  low temperature, and for increasing the octane rate of gasoline, etc. so phthalocyanines can find many potential usage in industry.
Recently, 1,3-dipolar cycloadditions, from the reactions between azides and alkynes known as ?click reaction?, have been recognized as a useful synthetic methodology due to their being  fast,  quantitative,  reproducible,  resistant  to  side  reactions,  and  highly  tolerant  to reaction conditions. Although numerous applications of click chemistry for the preparation of novel macromolecules have been frequently reported, only a few examples are available for phthalocyanine derivatives.
In this study, firstly, a novel phthalonitrile derivative was synthesized from propargyl alcohol and 3 nitrophthalonitrile. Metallophthalocyanines  were  obtained  its cyclotet  ramerization with classical method in the presence of Co(II) and Zn(II) metal salts. Also zinc-phthalocyanine was synthesized using microwave irradiation as alternatively classical method. Moleculer structures of new products have been characterized by FT-IR, UV-Vis, 1H NMR, 13C NMR and MALDI-TOF Mass Spectroscopy methods. At last, electrochemical and spectroelectrochemical properties of these compounds were investigated, comparatively.

Keywords: phthalonitrile, zinc, cobalt, microwave, electrochemistry