Polimer destekli terpiridin-PD katalizörlerinin sentezi, karakterizasyonu, heck ve suzuki reaksiyonlarında kullanımı

Abstract

Terpiridin bileşilleri yüksek metal koordinasyon affinitesi açısından supramoleküler kimyada oldukça önemli bir yere sahiptir. Özellikle metalosupramoleküler bileşiklerin eldesinde, kendi kendini onaran yapıların üretiminde ve optoelektronik uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Günümüzde her geçen gün farklı terpiridin bileşikleri yapısal olarak sentezlenmekte ve farklı uygulamalarda kullanılmaktadır. Özellikle farklı dış uyarıcılar etkisinde fiziksel özellikleri değişen akıllı malzemelerin sentezi bu alanda önem arz etmektedir. Dış uyarıcı olarak akıllı malzemelerde ısı, ışık, pH, farklı kimyasal etkiler ya da basınç değişimleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak terpiridin komplekslerinde genellikle elektriksel etkiler ve kimyasal uyaranlar supramoleküler yapıyı değiştirmektedir. Özellikle bu elektriksel voltaj değişimlerinin kullanılması ile akıllı polimerik yapılar farklı renk ve özellikler ortaya çıkaracak şekilde hazırlanmışlardır. Terpiridin temelli metal koordinasyon yapılarının modern teknolojideki diğer bir önemli uygulama alanı ise katalitik reaksiyonlardır. Özellikle terpiridin Ru, Rh ve Pd koordinasyon bileşikleri pek çok organik reaksiyonda etkin katalizörler olarak kullanılmaktadır. Ancak literatürde polimer destekli katalitik yapılara yönelik çalışmalar oldukça kısıtlıdır. Bu çalışma kapsamında polimerik yapı üzerinde bulunan terpiridin ünitelerinin Pd koordinasyon bileşikleri hazırlanacaktır ve hazırlanan bu yapıların katalitik etkinlikleri belirlenecektir. Bu çalışma kapsamında pendant terpiridin grupları bulunduran polimerik yapılar hazırlandı. Hazırlanan bu yapılara Pd iyonu koordine edildi ve saflaştırıldı. Elde edilen yapılar FTIR, NMR gibi teknikler ile karakterize edildi. Elde edilen yapıların metal iyonlarına etkinliği UV spektroskopisi ile belirlendi. Gerekli karakterizasyonları yapılan polimer destekli terpiridin Pd komplekslerinin Suzuki, Heck gibi katalitik reaksiyonlarda etkinliği belirlendi. Tez kapsamında çalışmalar beş adımda gerçekleştirildi. Bunlar terpiridin üniteleri taşıyan; lineer polimerlerin sentezi, kopolimerlerin sentezi, çapraz bağlı polimerlerin sentezi, hibrit malzemelerin sentezi ve elde edilen bu terpiridin fonksiyonel polimerik yapıların Pd ile koordinasyonu başarı ile gerçekleştirildi.

Terpyridine compounds have a very important place in supramolecular chemistry in terms of high metal coordination affinity. They are widely used especially in the production of metalosupramolecular compounds, in the production of self-healing structures and in optoelectronic applications. Today, different terpyridine compounds are structurally synthesized and used in different applications. In particular, the synthesis of smart materials whose physical properties change under the influence of different external stimuli is important in this field. Heat, light, pH, different chemical effects or pressure changes are widely used in smart materials as external stimuli. However, electrical effects and chemical stimuli generally change the supramolecular structure in terpyridine complexes. Especially with the use of these electrical voltage changes, smart polymeric structures have been prepared to reveal different colors and properties. Another important application area of terpyridine-based metal coordination structures in modern technology is catalytic reactions. Especially terpyridine Ru, Rh and Pd coordination compounds are used as active catalysts in many organic reactions. However, studies on polymer supported catalytic structures are very limited in the literature. Within the scope of this study, Pd coordination compounds of terpyridine units on the polymeric structure will be prepared and the catalytic activities of these prepared structures will be determined. In this study, polymeric structures containing pendant terpyridine groups were prepared. Pd ion was coordinated to these prepared structures and purified. The obtained structures were characterized by techniques such as FTIR, and NMR. The efficiency of the obtained structures on metal ions was determined by UV spectroscopy. The efficiency of polymer supported terpyridine Pd complexes, for which necessary characterizations were made, in catalytic reactions such as Suzuki and Heck were determined. Within the scope of the thesis, the studies were carried out in five steps. They carry terpyridine units; synthesis of linear polymers, synthesis of copolymers, synthesis of cross-linked polymers, synthesis of hybrid materials and coordination of functional polymeric structures of this terpyridine with Pd were successfully carried out.