3,5-difenil-2,6-ditiyofen-2-il-ditiyeno[3,2-b;2'3'-d]tiyofen temelli elektrokromik materyallerin sentezi ve özelliklerinin incelenmesi
Synthesis of 3,5-diphenyl-2,6-dithiophene-2-yl-dithieno[3,2-b;2?,3?-d]thiophene based electrochromic materials and investigation of their properties
Yazar: PINAR DÜNDAR
Danışman: PROF. DR. TURAN ÖZTÜRK
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Elektrokimyasal ölçümler = Electrochemical measurements ; Elektrolüminesans = Electroluminescence ; Halkalaşma reaksiyonu = Cyclization reaction ; Organik materyaller = Organic materials ; Sentez = Synthesis ; Tiyofen = Thiophene

Özet:
Organik bir polimer, tersinir redoks davranışı gösteriyor, aynı zamanda metal ve plastiklerin özelliklerini bünyesinde barındırıyorsa bu polimer ?iletken polimer? veya ?sentetik metal? olarak adlandırılabilir. Yakın zamanda büyük ilgi gören iletken polimerler; elektrokromik pencereler, çok renkli ekranlar, ışık yayan diyotlar, bataryalar, gaz sensörleri, optiksel ekranlar gibi çok geniş bir sahada uygulama alanları bulmaktadırlar.Ditiyenotiyofen(DTT) temelli bileşikler, kükürt atomları açısından zengin olduklarından elektronca da zengindirler ve iyi birer elektron vericisidirler. Ayrıca yapısındaki konjuge pi bağları sayesinde elektrokimyasal olarak polimerleştirildiğinde optiksel alana giren elektrolüminesanslar, foton absorbanlar, floresanlar, fotokromizm, optiksel kromoforlar, ince film transistörler, radar absorblayıcılar gibi önemli uygulama alanlarında kullanılabilmektedirler.DTT'ler pek çok yoldan sentezlenebilmektedir. Bu çalışmada, ilk olarak araştırma grubumuz tarafından geliştirilen 1,8-diketonun P4S10 ile halka kapama reaksiyonundan faydalanılarak Ph2DTT sentezlendi. Daha sonra Ph2DTT bromlanarak elde edilen Br2Ph2DTT ve 2-pinakolboriltiyofen ile Suzuki kenetleme reaksiyonu gerçekleştirildi. Böylece Ph2DTT'nin 2 ve 6 pozisyonuna tiyofen takıldı ve 3,5-difenil-2,6-ditiyofen-2-il-ditiyeno[3,2-b;2',3'-d]tiyofen(Tp2Ph2DTT) bileşiği sentezlendi.Sentezlenen bu bileşik İTO üzerinde elektrokimyasal yolla polimerleştirilerek optik ve elektriksel özellikleri dönüşümlü voltametri ve UV ile incelendi. Bunun sonucunda Poli-Tp2Ph2DTT'nin, poli-Ph2DTT'den daha düşük ?band gap? e ve ?switching time?a sahip olan elektrokromik bir materyal olduğu gözlendi. Ayrıca polietilendioksitiyofen(PEDOT) ile poli-Tp2Ph2DTT'nin elektrokromik ?device?ı hazırlandı. Bu ?device?ın optik ve elektriksel özellikleri yine dönüşümlü voltametri ve UV ile incelendi. Çalışma İTO'ya kaplı poli-Tp2Ph2DTT ve ?device?ın CIE system ile renk ölçümleri yapılarak sonuçlandırıldı.Çalışmada, sentezlenen maddelerin karakterizasyon çalışmaları çeşitli spektroskopik metotlarla yapılmıştır.

Abstract:
An organic polimer could be named as ?conductive polymer? or ?synthetic metal? if it possesses reversible redox behaviour and displays both metalic and plastic properties. Conductive polymers which have been receiving an inreasing attention can be used in a range of applications such as electrochromic windows, coloured screens, light emitting diodes , bataries, gas sensors and optical screens.Dithienothiophene(DTT) based compounds are rich in electrons as they are rich in sulphur atoms. Thus, they are electrons donors. Due to their extended conjugate pi bonds upon polimerizatin, they can be used in different areas such as electroluminescence, photon absorbants, fluorescence, photochromism, optical chromophors, thin-film transistors, radar absorbents, etc.DTT compounds can be synthesised in various ways. In this study, Ph2DTT was synthesized through 1,8-diketone ring closure reaction using P4S10, which is the reaction discovered by our group. After bromination of Ph2DTT, the obtained Br2Ph2DTT was coupled with 2-pinacolborylthiophene by Suzuki coupling reaction to obtain 3,5-diphenyl-2,6-dithiophene-2-yl-dithieno[3,2-b;2?,3?-d]thiophene (Tp2Ph2DTT), possessing two thiophene groups at 2- and 6- carbons of Ph2DTT.This compound was polymerized by electrochemical method on ITO. Optical and electrical properties of the polymer were investigated by means of cyclic voltammetry and UV. It was observed that poli-Tp2Ph2DTT is an electrochromic material and possesses a lower band gap and switching time compaire with poli-Ph2DTT. Additionally, electrochromic device of Tp2Ph2DTT was prepared with polyetylenedioxithiophene (PEDOT). Optical and electrical properties of the prepared device were also investigated by means of cyclic voltammetry and UV. The colors of the mono layer of the polymer and the device were determined by CIE system.All the compounds synthesized in this study were caharacterized by spectroscopic methods.