Kinolin sübstitüe metalli ftalosiyaninlerin sentez karakterizasyonu ve elektrokimyasal özelliklerin incelenmesi
Synthesis, characterization of the quinoline substitue metallophthalocyanines and investigation of their electrochemical properties
Yazar: OLCAY OKUYUCU
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, 2016
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: 8-hidroksikinolin = 8-hydroxyquinoline ; Dönüşümlü voltametri = Cyclic voltammetry ; Kare dalga voltametrisi = Square wave voltammetry ; Metaloftalosiyaninler = Metallopthalocyanines ; Sübstitüe ftalosiyaninler = Substituted phtalocyanines

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 tuzları 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.
Ftalosiyaninlerin suda ve organik çözücülerdeki çözünürlüklerinin azlığı, onların uygulama alanlarında sınırlamalara sebep olmaktadır. Ftalosiyaninlerin çözünürlüğü, taç eter, alkil, alkoksi, alkiltiyo, N ve O içeren gruplar gibi farklı türlerde hacimli ve uzun zincirli fonsiyonel grupların ilavesi ile arttırılabilir. Fotodinamik uygulamada, ilaç hasta kanına direk enjekte edileceği için suda çözünür ftalosiyanin bileşikleri ayrıca çok büyük öneme sahiptir. Suda çözünebilir ftalosiyaninler organik çözücüde çözünenlere kıyasla fotodinamik terapide ışığa duyarlı maddeler olarak daha etkin ve zararsız bileşikler olarak kullanılabilirler.
Kinolin, heterosiklik aromatik organik bir bileşik olup, tek başına birkaç uygulama alanı vardır, ancak türevlerinin çok çeşitli yararlı uygulamaları vardır. Kinolin türevlerinin farmakolojik olarak aktif çeşitli sentetik ve doğal bileşikleri yaygındır. Kinolin ve türevleri geniş çapta mantar öldürücüler, biyositler, antibiyotikler, alkaloitler, boyalar, lastik kimyasalları ve tat verici maddeler olarak kullanılmaktadır.
Bu çalışmada ilk olarak 8-hidroksikinolin ve türevleri ile 4-nitroftalonitril ve 4,5-dikloroftalonitrilden yola çıkılarak yeni kinolin-ftalonitril ligandları sentezlenecektir. Bu bileşiklerin metal tuzları ile klasik metot şartlarında reaksiyonu sonucunda ftalosiyaninler elde edilecektir. Ayrıca çinko ftalosiyanin kompleksleri uygun şartlarda suda çözünür kuaternize halde elde edilecektir. Sentezlenen bu yeni maddelerin molekül yapıları UV-Vis, FT-IR, 1H-NMR ve MALDI-TOF ve Q-TOF Kütle spektrumları ile karakterize edilmiştir. Son olarak sentezlenen bu bileşiklerin fotokimyasal ve elektrokimyasal özellikleri karşılaştırmalı olarak incelenmiştir.

Anahtar Kelimeler: Elektrokimya, ftalosiyanin, kinolin, metalliftalosiyanin

Abstract:
Phthalocyanines are macroheterocyclic compounds which comprise four isoindole units linked by nitrogen atoms at the meso position. New phthalocyanines can be obtained by substitution of metal ion at inner core and peripheral substituents of them. Metallophthalocyanines (MPcs) have been known to have very interesting properties coupled with excellent stability to heat, light and strong chemical environments. Phthalocyanines that are completely synthetic materials are used in energy transfer, electrophotography, optic data collection, gas sensor, liquid crystal, laser technology, one-dimensional metals as well as dyes and pigments. Phthalocyanines that are completely synthetic materials are used in energy transfer, electrophotography, optic data collection, gas sensor, liquid crystal, lazer technology, one-dimensional metals as well as dyes and pigments. 
Applications of phthalocyanines are restricted owing to their insolubility in common solvents and water. The solubility of phthalocyanines can be improved by introducing different kinds of bulky substituents, such as crown ethers, alkyl, alkoxy and alkylthio and the donor atoms such as N and O within the substituents at the periphery of the phthalocyanines. For PDT applications, the drug is injected into the patient's blood stream, and since the blood itself is a hydrophilic system, water solubility becomes crucial for a potential photosensitizer for PDT.
Quinoline is a heterocyclic aromatic organic compound with itself has few applications, but many of its derivatives are useful in diverse applications. Quinoline derivatives are prevalent in a variety of pharmacologically active synthetic and natural compounds. Quinoline and its derivatives are widely used as fungicides, biocides, antibiotics, alkaloids, dyes, rubber chemicals, and flavoring agents.

In this study, firstly, novel quinoline-phthalonitrile derivatives will be synthesized from 8-hydroxyquinoline and its derivatives with 4-nitrophthalonitrile and 4,5-dichlorophtalonitrile. Metallophthalocyanines were obtained its cyclotetramerization with classical method in the presence of metal salts and these ligands. Also water soluble quaternized zinc-phthalocyanines will be obtained using appropriate conditions. Molecular structures of all new products will be characterized by FT-IR, UV-Vis, 1H-NMR, Mass (Maldi/Q-TOFF) Spectroscopy methods. At last, fotochemical and electrochemical properties of these compounds were investigated, comparatively.

Keywords: Electrochemistry, Phthalocyanine, quinolone, metallophthalocyanine