Elektrompolimerize olabilecek gruplar içeren izoindolin esaslı legandların ve metal komplekslerinin sentezi

Abstract

Metal içeren polimerler veya metallopolimerler sentetik olarak metal merkezlerini organik polimerlere dahil eden, böylece geleneksel anorganik ve organik malzemelerin faydalı özelliklerinden yararlanan eşsiz bir hibrit malzeme sınıfıdır. Metallopolimerler, geçiş metallerini (Zn, Co, Fe, Ir, Pd, Pt gibi) metal merkezleri olarak içerebilirler. Metal içeren polimerler, güneş pili, kimyasal sensör, katalizör, ışık yayan cihazlar gibi birçok uygulama alanında kullanılmaktadırlar. Eşsiz elektronik özelliklerinden dolayı iletken polimerler son yıllarda büyük önem kazanmıştır. Politiyofen ve türevleri (poli(3,4-etilendioksitiyofen) (PEDOT) gibi) kararlı, iletken ve kolay elektropolimerize oldukları için özellikle ilgi çekicidirler. Metallerin bu sistemlere dahil edilmesi potansiyel uygulamaların daha da genişletilmesini sağlar. Bu tez çalışmasında ilk olarak, kolaylıkla elektropolimerize olan EDOT grubunu içeren izoindolin esaslı makrosiklik ve kıskaç tipi ligandlar ve metal kompleksleri sentezlenmiştir. Bu amaçla, EDOT sübstitüe ftalonitril türevi EDOT-Pht ile 4-tert-bütil ftalonitril bileşikleri istatistiksel kondenzasyon yöntemi ile kaynama noktası yüksek olan bir çözücü içerisinde metal tuzu varlığında reaksiyona sokularak AB3 tipi asimetrik ftalosiyanin EDOT-ZnPc2 sentezlenmiştir.

Elde edilen ham ürün karışım olduğundan hedef bileşiğimiz EDOT-ZnPc2 kolon kromotografisi yöntemiyle izole edilmiştir. Ayrıca karışımı meydana getiren diğer ürünler ZnPc1, EDOT-ZnPc3 ve EDOT-ZnPc4 kolon kromotografisi ile ayrılarak karakterize edilmiştir. Diğer taraftan kıskaç tipi EDOT sübstitüe 1,3-bis(2arilimino)izoindolin türevleri EDOT-BTI1, EDOT-BTI2 iki basamaklı bir yöntem olan Linstead metoduna göre hazırlanmıştır. Birinci basamakta EDOT-Pht’nin diiminoizoindolin türevine (EDOT-DII) geçilmiş, bir sonraki basamakta hedef ligandlar elde edilmiştir. EDOT-DII bileşiğinin sentezi, sodyum metoksit ve NH3 gazı varlığında metanol içerisinde gerçekleştirilmiştir. Bu ligandların kare düzlem metal kompleksleri (EDOT-PdBTI1, EDOT-PtBTI1, EDOT-PdBTI2 ve EDOT-PtBTI2) kuru çözücü içerisinde, ilgili metal tuzu ve trietilamin varlığında sentezlenmiştir. Sentezlenen tüm yeni bileşiklerin yapıları 1H-NMR, FT-IR, kütle spektroskopisi, UVVis ve elementel analiz yöntemiyle aydınlatılmıştır. Tezin ikinci aşamasında, lineer bir polimer verebilecek EDOT-ZnPc2 ve EDOTPdBTI1 elektrot modifikasyonunda kullanılmıştır. Komplekslerin elektrot yüzeyine sabitlenmesi için elektropolimerizasyon tekniğinden yararlanılmış olup elde edilen modifiye elektrotların hidrojen peroksit ve glukoz gibi analitlere karşı sensör özellikleri incelenmiştir. Sensör ölçümleri PEDOT-BTI1 ve P(EDOT-ZnPc2-coHKCN) modifiye elektrotların sırasıyla hidrojen peroksit ve glukoz ile etkileşebildiğini göstermiştir. Ayrıca, EDOT-ZnPc2 ve HKCN monomerlerinden elektropolimerizasyon yöntemi elde edilen kopolimer P(EDOT-ZnPc2-coHKCN)’nin elektrokromik özellikleri incelenmiştir. Spektroelektrokimyasal çalışmalar, P(EDOT-ZnPc2-co-HKCN) kopolimerinin film halinde, indirgenmiş durumda yeşilimsi sarı renk ve yükseltgenmiş halde koyu mavi bir renk gösterdiğini göstermiştir. Hızlı tepki süresi (2,5 s) ile 471 nm'de % 44’lük bir optik kontrast elde edilmiştir.