Yeni ftalosiyanin bileşiklerinin sentezi ve okta-karboksilik asit sübstitüe ftalosiyaninlerin fotovoltaik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Ftalosiyaninler (Pc), orto-(1,2)-disübstitüe benzen türevlerinin üretimi, sırasında tesadüfen keşfedilmiş canlı hücrelerindeki moleküller ile yapısal ve fonksiyonel benzerlik gösteren sentetik maddelerdir. Yüzyılı aşkın bir süredir kimya alanında birçok çalışmaya konu olmuş ve çok sayıda moleküler yapı sentezlenmiştir. Ftalosiyanin ismi ilk kez 1933 yılında Reginald P. Linstead tarafından bu makro bileşikler, halka yapılı, anorganik bileşikler grubunu tanımlamak için kullanılmıştır. Nafta (mineral yağı) ve siyanin (koyu mavi) sözcüklerinin Yunanca karşılıklarından türetilmiş ftalosiyanin terimi bu makro-moleküllerin adlandırılmasında kullanılmıştır. Porfirinler (P) ve ftalosiyaninler (Pc) yapılarındaki dört pirol grubundan dolayı tetrapirolik halka yapılı makro-moleküllerdir. Porfirinler, porfirin molekülünden oluşurken, ftalosiyaninler porfirinlerin tetraazatetrabenzo analoglarıdır. Biyolojik yaşam sistemlerinde doğal porfirin bileşikleri bulunmakta, yanı sıra yapay bileşikler araştırma ve uygulama çalışmalarında kullanılmak üzere sentetik olarak da üretilir. Porfirinlerin aksine ftalosiyaninler doğada bulunmazlar, tüm ftalosiyaninler sentetiktir. Doğada bulunmayan ftalosiyanin molekülleri, 4 pirol halkasından oluşan porfirin moleküllerinden farklı olarak tetraazatetrabenzo grupları içerirler. Bu alanda çalışma yapan araştırmacılar porfirazin molekülleri de sentezlemekte ve çalışmaktadırlar. Porfirinler ve ftalosiyaninler ile ilgili birçok çalışma yapılmış olmasına rağmen porfirazinler ile ilgili çalışmalar günümüzde yeni yeni artış göstermektedir. Pc'ler yüksek boyama özellikleri, termal kararlılıkları, kimyasal dirençleri, elektriksel, optik ve sıvı kristal özelliklerinden dolayı çok geniş bir uygulama alanına sahip heteroatom içeren sistemlerdir. Öyle ki günümüzde dünya çapında yüzlerce ton Pc üretilerek, endüstriyel mavi ve yeşil renkli boyar madde ihtiyacı karşılanmaktadır. Bu bileşikler ile üretilen ince filimler birçok alanda uygulanmaktadır. Bu sentetik ürünler (ftalosiyaninler) diiminoizoindolin, ftalimid, ftalik anhidrit, ftalonitril ve ftalik asit türevleri kullanılarak sentezlenir. Ftalosiyaninlerin iç boşluklarındaki iki azot atomuna bağlı iki hidrojen atomu bulunur ve bu atomlar koparılarak, yerlerine çeşitli metal atomları koordine olabilir. Metal atomunun koordinasyon becerisine bağlı olarak kare piramit, kare-düzlem, oktahedral ve sandviç yapılı moleküller oluştururlar. Bu tez çalışmasında periferal β konumlardan sülfanilasetik asit ve sülfanilpropiyonik asit sübstitüe edilmiş, literatürde bulunmayan metalli okta sübstitüe Pc'lerin sentezlenmesi amaçlanmıştır. Sentezlenen bileşiklerin UV-Vis, FT-IR, 1H-NMR, 13C-NMR ve Kütle spektrumları alınarak, bileşiklerin yapısal özellikleri belirlenmiştir.