Non-periferal Ve Periferal Sübstitüe Ftalosiyaninlerin Sentezi

Abstract

Sentetik bir tetrapirol türevi olan ftalosiyaninlerin zengin koordinasyon kimyası araştırmacıların yüksek teknoloji malzemesi olarak uygulamaları için istenilen özellikleri verecek özel ürünler tasarlayıp sentezlemelerine olanak sağlamaktadır. Bu sebepten dolayı malzeme biliminde geniş uygulama alanı bulmaktadırlar. Bunlara örnek olarak katalizörler, fotodinamik terapi, optik bilgi depolama sistemleri, kimyasal sensörler, sıvı kristal malzemeler, non-lineer optik malzemeler, Langmuir-Blodgett filmleri gibi uygulama alanları verilebilir. Farklı uygulamalar için ftalosiyaninlerin özelliklerinin amaca yönelik olarak optimize edilerek şekillendirilmesi gerekmektedir. Ftalosiyaninler ve piren grupları üzerine kapsamlı çalışmalar yapılmasına rağmen bu iki fonksiyonel grubun kombine edildiği az sayıda çalışma vardır. Bu tez kapsamında piren grubunun floresans özelliklerine dayanarak ışığı toplayan anten (light harvesting antennea) sistemi elde etmek için piren gruplarıyla fonksiyonlandırılmış ftalosiyanin kompleksleri sentezlenmiştir. Bilindiği gibi ftalosiyaninlerde agregasyon molekülün fotofiziksel ve fotokimyasal özelliklerini etkilemektedir. Agregasyonu önlemek ve floresans özelliklerini geliştirmek için molekül pyrene grupları ile, 4-hidroksitiyofenol grubu üzerinden yan zincir olarak fonksiyonlandırılmıştır. Çalışmanın amacı doğrultusunda periferal ve non-periferal sübstitüe çinko ve kobalt ftalosiyanin kompleksleri iki farklı sentez yolu kullanılarak sentezlenmiş, fotofiziksel ve fotokimyasal özellikleriyle birlikte elektrokimyasal özellikleri incelenmiştir. 4-hidroksitiyofenol grubu içeren yeni tetra sübstitüe çinko (II) ve kobalt (II) ftalosiyanin komplekleri ftalonitril türevlerinden ilk kez sentezlenmiştir. Piren grubu içeren ftlaosiyanin türevleri ise siklotetramerizasyon ve direkt fonksiyonlandırma yöntemleri kullanılarak iki farklı yolla sentezlenmiştir. Elde edilen bileşiklerin yapıları elementel analiz, UV-Vis, FT-IR, NMR ve MASS teknikleri kullanılarak aydınlatılmıştır.

Phthalocyanines are one of the important classes of tetrapyrrole derivatives showing a wide range of applications such as liquid crystals, electronic devices, gas and chemical sensors, electrochromic and electroluminescent displays, non-linear optics, photovoltaic and semiconductors in addition to their traditional use as dyes and pigments. In view of these important applications, there is a need for optimization of chemical, physical, absorption and electronic properties of phthalocyanines such as solubility, optical and electrochemical potentials. Phthalocyanines and pyrene moieties appear to be promising candidates. Although both molecules have been comprehensively studied, reports on the combination of these two functionalities have been sparse. For the preparation of light-harvesting antennae, we were interested in the synthesis of new phthalocyanines with their outer parts decorated with pyrene units to build up light-harvesting systems based on the fluorescence properties of pyrene. Moreover, photosensitizing properties of phthalocyanines is affected by aggregation. Side-chain pyrene functional phthalocyanines through 4-hydroxythiophenol moieties were chosen in this study to improve fluorescence properties and also to prevent aggregation of phthalocyanines. The aim of the this study reports on photophysical and electrochemical properties of the non-peripherally and peripherally substituted zinc and cobalt phthalocyanines (Pcs) prepared by two different synthetic routes. Tetra-substituted non-peripheral and peripheral zinc and cobalt phthalocyanines containing 4-hydroxythiophenol groups were synthesized from novel phthalonitrile derivatives for the first time. Pyrene-containing phthalocyanine derivatives were obtained by using two different synthesis route. The structure of the synthesized compounds was characterized by using spectroscopic methods, as well as by elemental analysis.