‘’clıck’’ Kimyası Yoluyla Tiyoksanton Bazlı Fotobaşlatıcıların Sentezi Ve Karakterizasyonu

Abstract

Fotouyarılmış serbest radikal polimerizasyon reaksiyonları çeşitli metaryallerin kaplanması, yapıştırıcılar, yazıcı mürekkepleri ve fotorezistler gibi oldukça geniş bir uygulama alanına sahip olan önemli bir tekniktir. Böylesi uygulamalarda, organik çözücü kullanımını içeren çevresel problemler en büyük endişelerden biridir. Suda gerçekleşen fotopolimerizasyon, organik çözücü yerine suyun kullanımıaçısından oldukça önemli bir yaklaşımdır. Fotobaşlatıcıların ikinci sınıfı II.tip fotobaşlatıcılardır ve bu tip fotobaşlatıcılar radikal üretimi için uyarılmış enerji düzeyine geçtiği zaman H-verici bileşiklere gereksinim duymaktadırlar. Radikal üretimi iki molekülün etkileşimi sonucu olan, II. Tip fotobaşlatıcılar, tek molekülün parçalanarak radikal oluşturduğu I. Tip fotobaşlatıcılara göre daha yavaş çalışmaktadır. Diğer yandan, II. Tip fotobaşlatıcılar daha iyi optik özelliklere sahip olduklarından, düşük enerjili ışık kaynaklarıyla çalışma imkanı sunmaktadırlar. Tipik II. Tip fotobaşlatıcılar, hidrojen verici bileşik olarak alkol, amin ve tiyoller kullanılırken, benzofenon ve türevleri olan tiyoksanton, benzil ve kuinonu içermektedirler. II. Tip fotobaşlatıcılar arasında, tersiyer aminle birleştirilmiş tiyoksanton türevleri, absorbiyon karakterleri benzofenonla karşılaştırılabilen oldukça etkili fotobaşlatıcılardır. Dolayısıyla, son araştırmalar tiyoksanton (TX)-bazlı fotobaşlatıcılar üzerinde yoğunlaşmaktadır. Uzun zamandır kabul görmüş olan metal katalizli azid/alkin ‘’click’’ reaksiyonu son zamanlarda muazzam bir ilgi görmektedir ve makromoleküler sentetik kimyada oldukça geniş kullanıma sahiptir. Bu tezde, ‘’click’’ kimyası yoluyla eklenmiş olan oktil- ve poli(etilen glikol) ek gruplarını içeren tiyoksanton antrasen bazlı iki farklı fotobaşlatıcı sentezlenmiş ve karakterize edilmiştir. Bu etkili fotobaşlatıcılar, organik çözücülerde ve suda iyi çözünürlük sergilemektedirler. Yapısal analizleri, 1H-NMR, IR ve UV spektroskopileri tarafından yapılmıştır. Başlatma mekanizmaları ise foto-DSC ve fotopolimerizasyon reaksiyonları tarafından incelenmiştir.  

Photoinitiated free radical polymerization is a well-accepted technology, which finds industrial application in coatings on various materials, adhesives, printing inks and photoresists. Environmental issues involving conventional organic solvents are one of the major concerns in such applications. Photopolymerization in aqueous solution is a highly effective approach to use water instead of the organic solvents. Type II photoinitiators are a second class of photoinitiators and based on compounds whose triplet excited states are reacted with hydrogen donors thereby producing an initiating radical. Because the initiation based on bimolecular reaction, they are generally slower than Type I photoinitiators, which are based on unimolecular formation of radicals. On the other hand, Type II photoinitiators in general possess better optical absorption properties in the near-UV spectral region. Typical Type II photoinitiators include benzophenone and derivatives, thioxanthones, benzil and quionones while alcohols, ethers, amines and thiols are used as hydrogen donors. Among Type II photoinitiators, thioxanthone derivatives in conjunction with tertiary amines are efficient photoinitiators with absorption characteristics that compare favorably with benzophenones. Therefore, recent research interest on Type II photoinitiators has mainly focused on the TX- based photoinitiators. Well established click reaction, metal-catalyzed azide/alkyne click reaction has receieved tremendous interest and been widely used in macromolecular synthetic chemistry. In this thesis, two different photoinitiators based on thioxanthone anthracene possessing octyl- and poly(ethylene glycol) substituents were added via ‘’click’’ chemistry synthesized and characterized. These efficient photoinitiators exhibited good solublity in organic solvents and water. Their strctural analysis was perofrmed by using 1H-NMR, IR and UV specroscopy. The initiation mechanism was evaluated by means of photo-DSC analysis and photopolymerization experiments.