Theses supervised by Prof. Dr. Sinan Saydam
12 theses · Fırat University
Synthesis of 4-(2,6-di-tert-butyl-4-methyl phenoxy) substituted phthalocyanine complexes and investigation of electrochemical and thermal properties
Phthalocyanines are macrocycle compounds with delocalized 18-π electron, consisting of four iminoisoindoline groups. These compounds have potential, applications in several technical areas owing to their electronic structures, stability, physical, and chemical properties. Butylated hydroxy toluene is one of the cresol derivatives substituted with tertiary butyl group which have wider range of applications. In this work, 4-(2,6-di-tert-butyl-4-methylphenoxy)phthalonitrile synthesised from butylated hydroxy tolune (2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol) and 4-nitrophthalonitrile. Then phthalocyanine complexes substituted with butylated hydroxy toluene (Li2Pc CoPc, NiPc, CuPc, and ZnPc,) were synthesised. The structures of the synthetic compounds were analysed by various spectroscopic techniques, 1H NMR, 13C NMR, UV-Vis, FT-IR spectroscopy and elemental analysis. The UV-Visible absorption spectra of the metal phthalocyanine complexes showed an intense Q band which started from 669 nm for CoPc, 675 nm Li2Pc, 677 nm NiPc, 679 nm ZnPc, and last one 723 nm of CuPc. Thermal analysis was performed by thermogravimetric (TGA) and differential thermal analysis (DTA) method showed phthalocyanine complexes stable in wide range of temperature (weight lost start from 200, 230, 230, 250, and 250 °C) for (Li2Pc, ZnPc, CuPc, CoPc, and NiPc) respectively. Electrochemical properties were investigated in DMSO by cyclic voltammetry (CV) and square wave voltammetry (SWV). All the metal phthalocyanine complexes showed redox waves both in oxidation and reduction potentials belong to phthalocyanine ring. CoPc complexes have extra redox potential belong to central metal atom cobalt.
Siklododekanol grubu ihtiva eden yeni simetrik fitalosiyanin ile metal komplekslerinin sentezi ve karakterizasyonu
Bu çalışmada, 4-nitroftalonitril ve siklododekanolden çıkılarak, argon atmesferi altında, 4-(dodesiloksi)ftalonitril sentezlendi. Daha sonra, 4-(dodesiloksi)ftalonitril'in Cu(II), Co(II), Ni(II) ve Zn(II) tuzları ile reaksiyonundan 2,9,16,23-tetrakis(4-(dodesiloksi))ftalosiyanato-bakır, kobalt, nikel ve çinko kompleksleri elde edildi. Sentezlenen komplekslerin yapıları FTIR, UV- görünür bölge spektrofotometresi, Termal analiz yöntemleri termogravimetrik analız (TGA) ve diferansiyel termal analız (DTA), ile incelendi. Kompklekslerin çöznürlükleri genel organik çözücülerde çok düşük olması sebebi ile, bakır ve çinko ftalosiyanin komplekslerinin elektrokimyasal özellikleri voltametrik yöntemle incelendi.
2-merkapto-6-metil pirimidin-4-hidroksi grubu ihtiva eden yeni tip ftalosiyanin komplekslerinin sentezi, karakterizasyonu ve elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Ftalosiyaninler, dört iminoizoindolin biriminden oluşan 18-π elektron delokalizasyonuna sahip makrosiklik bileşiklerdir. Bu bileşiklerin, sahip oldukları ilginç elektronik yapıları, kararlılıkları, fiziksel ve kimyasal özellikleri sebebiyle çok sayıda teknolojik alanda uygulama potansiyelleri bulunmaktadır. Bu özelliğinden dolayı birçok çalışma grubu tarafından ftalosiyanin türevlerinin sentezi ve özelliklerini inceleme çalışmaları her geçen gün artmaktadır. Bu çalışmada ftalimidden yola çıkılarak sırası ile 4-nitroftalimid, 4-nitroftalamid ve 4-nitroftalonitril bileşiği sentezlenmiştir. 4-nitroftalonitril bileşiği de 2-merkapto-6-metilpirimidin-4hidroksi bileşiği ile reaksiyonu sonucunda 4-((4-Hidroksi-6-metil pirimidin-2-il)tiyo)ftalonitril bileşiği sentezlendi. 4-((4-Hidroksi-6-metil pirimidin-2-il)tiyo)ftalonitril bileşiğinin yapsı erime noktası, FT-IR, 1H NMR ve 13C NMR spektroskopisi yöntemleri ile aydınlatıldı. Yeni sentezlenmiş olan bu bileşik ile Co(ll), Ni(ll), Cu(ll), ve Zn(ll) asetat tuzları kullanılarak metalli ve metalsiz bisfitalosiyanin kompleksleri sentezlendi. Sentezlenmiş olan bu komplekslerin oluştukları, elementel analiz, IR, UV-görünür bölge spektroskopisi yöntemleri ile aydınlatıldı. Komplekslerin, termal davranışları termogravimetrik analiz (TGA) ve diferansiyel termal analiz (DTA) ile incelendi. Anahtar Kelimeler : Ftalosiyanin, 4-Hydroxy-2-mercapto-6-methylpyrimidine, 4-((4-Hidroksi-6-metil pirimidin-2-il)tiyo)ftalonitril, elektrokimya, Kobalt ftalosiyanin, Nikel ftalosiyanin, Bakır ftalosiyanin, Çinko ftalosiyanin, dönüşümlü voltametri, termal analiz.
Suyun elektroliz ile hidrojen elde edilmesinde bakır ftalosiyanin kompleksinin paslanmaz çelik elektrotlar üzerine etkisinin araştırılması
Günümüzde kullanılan enerji kaynağı, ağırlıklı olarak, petrol, kömür ve doğal gaz gibi yenilenemeyen fosil yakıtlardan karşılanmaktadır. Fosil esaslı olan bu enerji kaynaklarının Dünya'daki rezervleri giderek azalmaktadır. Yakın gelecekte ihtiyaç duyulacak enerji arzını karşılayabilmek için alternatif enerji kaynağı arayışı 1970'li yıllarda baş gösteren petrol krizinden sonra hız kazanmıştır. Yenilenebilir fosil yakıtlara alternatif oluşturabilecek olan güneş enerjisi, rüzgâr enerjisi, dalga enerjisi gibi enerji kaynakları üzerine yapılan araştırma ve geliştirme çalışmaları önemli bir yol kat etmiş olup, önemli ölçüde günlük hayatta kullanılmaktadır. Artık birçok gelişmiş ülkelerde olduğu gibi ülkemizde de rüzgâr ve güneş santrallerini hemen her bölgede görmek mümkündür. Hidrojen elementi, peryodik tablonun atom numarası en küçük elementi olup, elektronik yapı bakımından 1A grubuna ait olmasına rağmen, fiziki özellikleri bakımından metalik özellik göstermeyip, normal şartlarda gaz halinde bulunur. Hidrojen elementi normal şartlar altında oksijen ile reaksiyona girerek, yüksek enerji açığa çıkarırken, fosil yakıtların aksine, reaksiyon ürünü olarak, çevreye zararı olmayan su verir. Hidrojen elementi tabiatta tek başına serbest halde bulunmadığı için, bir enerji kaynağı olarak bakılamaz. Bununla beraber, hidrojen elementi bileşiklerinden kimyasal yollarda elde edilerek, enerji kaynağı olarak kullanılabilir. Günümüzde sanayinin ihtiyaç duyduğu hidrojen gazı, ekonomik olması bakımından genel olarak fosil yakıtların yüksek sıcaklıkta su ile muamelesinden elde edilmektedir. Elektroliz ile hidrojen gazı üretimi diğer yöntemlere göre daha pahalı olduğu için diğer metotlarla kıyaslandığında elektroliz ile hidrojen üretiminin oranı oldukça az bir yer tutmakla beraber, diğer metotlarla elde edilen hidrojene göre daha saf olduğu için gıda sanayinde kullanılmaktadır. Suyun elektrolitik olarak bileşenleri olan hidrojen ve oksijene ayrıştırılmasında asidik ve bazik olmak üzere iki farklı yöntem kullanılmaktadır. Asidik ortamda gerçekleştirilen metotta platin ve palladyum gibi pahalı soy metallerin kullanılması bir dezavantaj oluşturmaktadır. Bu çalışmada, suyun elektrolizi için elektrot olarak, 304 ve 316 paslanmaz çelik elektrotları asidik ve bazik ortamlarda katalizör olarak oksijen yükseltgenmesinde katalitik özellik gösterdiği bilinen ftalosiyanin bileşiklerinden bakır ftalosiyanin kompleksinin suyun elektrolizine etkileri araştırılacaktır.
Yeni bis-ftalosiyanin bileşiklerinin sentezi, karakterizasyonu ve termal özelliklerinin araştırılması
Ftalosiyaninler, dört iminoizoindol biriminden oluşan 18-π elektron delokalizasyonuna sahip makrosiklik bileşiklerdir. Bu bileşiklerin, sahip oldukları ilginç elektronik yapıları, termal kararlılıkları, fiziksel ve kimyasal özellikleri sebebiyle çeşitli teknolojik alanlarda uygulama potansiyelleri bulunmaktadır. Bu çalışmada ftalimitten çıkılarak, 4-nitroftalonitril bileşiği sentezlendi. 2-metil hidrokinon, 2,3,5-trimetil hidrokinon, 2-klor hidrokinon, klor anilik asit, tetraklor hidrokinon, 2-tersiyerbütil hidrokinon, 2,5-ditersiyerbütil hidrokinon ile 4-nitroftalonitrilin reaksiyonu sonucu, 4,4'-(2-metil-1,4-fenilendioksi)diftalonitril, 4,4'-(2,3,5-trimetil-1,4-fenilendioksi)diftalonitril, 4,4'-(2-klor-1,4-fenilendioksi)diftalonitril, 4,4'-(2,5-diklor-3,6-diokso-1,4-siklohekzadien-1,4-dioksi)diftalonitril, 4,4'-(tetraklor-1,4-fenilendioksi)diftalonitril, 4,4'-(2-tersiyerbütil-1,4-fenilendioksi)diftalonitril, 4,4'-(2,5-di-tersiyetbütil-1,4-fenilendioksi)diftalonitril, bileşikleri sentezlendi. Sentezlenen bileşiklerin yapıları elementel analiz, erime noktası, FT-IR, 1H-NMR ve 13C-NMR spektroskopisi ile aydınlatıldı. Yeni sentezlenmiş olan bu bileşiklerin, N,N'-Dimetilformamid (DMF) ve Agron atmosferi altında Co(ll), Ni(ll), Cu(ll), ve Zn(ll) asetat tuzları ile reaksiyonu sonucu metalli bisftalosiyanin kompleksleri ve DBU katalizörlüğünde ise metalsiz bisftalosiyanin bileşikleri sentezlendi. Sentezlenmiş olan bu komplekslerin yapıları, elementel analiz, FT-IR, UV/görünür bölge spektroskopik teknikleri kullanılarak aydınlatıldı. Komplekslerin, termal davranışları termogravimetrik analiz (TGA) ve diferansiyel termal analiz (DTA) ile araştırıldı.
Farklı yörelerdeki yabani semizotu (Portulaca oleracea L.) ile kültür ortamında yetiştirilmiş semizotunun in vitro antioksidatif kapasitesinin belirlenmesi
Bu çalışmada Elazığ, Diyarbakır, Mardin ve Batman'da doğal olarak yetişmiş olan yabani semizotu (Portulaca Oleracea L.) ile Elazığ'da kültür ortamında yetiştirilmiş semizotu (Portulaca Oleracea L.) bitki örneklerinin antioksidan aktiviteleri farklı yöntemler ile incelenmiştir. Bitkiler yeşil halde temin edilip, gölgede, aynı ortamda kurutulmuştur. Kurutulan bitkilerin su, etanol ve asetondaki ekstraktları alınarak her bir ekstraktın Toplam Fenolik Madde miktarı, DPPH giderme aktivitesi, H2O2 giderme aktivitesi ve metal iyonları şelatlama kapasitesi tayin edilmiştir. Ölçüm için UV-Görünür bölge spektrofotometresi kullanılmış ve sonuçlar standart maddelerle karşılaştırılmıştır. Toplam Fenolik Bileşik madde miktarının, en yüksek eseton ekstraktında ve en düşük ise etanol ekstraktında olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca, toplam fenolik madde miktarı, Diyarbakır semizotunda en fazla (8,38±0,83) iken, kültür semizotunda ise en az (1,70±1,44) olduğu görülmüştür (p<0.005). DPPH Giderme aktivitesinin Batman yöresinde yetişen semizotunda en fazla (16,1±2,27) bulunurken, kültür ortamında yetiştirilen semizotunda en az (3,28±0,88) olduğu görülmüştür (p<0.005). Elazığ da yetişen semizotu örneklerinin metal şelatlama özelliklerinin en fazla (50,57±0,07), kültür ortamında yetiştirilen semizotunda ise en düşük olduğu (3,85±0,03) görülmüştür (p<0.005). Hidrojen peroksit giderme aktivitesi ise Diyarbakır'da yetişen semizotu örneklerinde en fazla (35,78±0,23) iken, kültür ortamında yetişen semizotu ekstratlarında ise en düşük (22,39 ±0,24) olarak bulunmuştur (p<0.005).
Comparison of metal content of coffee samples grown in different countries by icp-oes
Coffee is the one of the most consumed beverage across the world. Therefore, it has enormous commercial value and social importance. Coffee consumption continues to increase due to its physiological effects, its pleasant taste, aroma and many health benefits. Robusta and Arabica are two basic types of coffee beans. Turkish coffee is a method of preparation, not a kind of coffee bean grown in Turkey. The coffee beans used for Turkish coffee is generally Arabica type coffee beans. This study was aimed to determine the concentrations of some major, minor and trace elements in six different coffee samples from six different origins (Brazil, Colombia, Ethiopia, Guatemala, Kenya, and Yemen) where the coffee plants grown. The coffee samples were analyzed for seventeen elements (Al, As, Ba, Ca, Cr, Cu, Fe, K, Mn, Na, Ni, P, Se, Sn, Sr, Zn, and Mg) by using inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES). Prior to the analysis by ICP-OES, all coffee samples were completely digested in aqua regia. According to the obtained results, the determined elements were classified into three groups (macro, micro, and trace) elements according to their concentration in different coffee samples; among the macro elements potassium (K) showed the highest levels in all coffee samples whereas the concentration of calcium (Ca) were found to be lowest in the group of macro elements. Micro elements showed the concentration order of: Sr > Mn > Fe > Al > Ba > Cu > Zn in all coffee samples. Concentrations of nickel (Ni) were higher than all other elements in the group of trace elements. The results obtained in present study showed good agreement with previously reported studies for most of the elements especially micro and trace elements while the results for macro elements were generally lower than reported values. Statistical analysis of the results showed significant differences in the concentration of each element in different coffee samples of different origins.
Synthesis and characterization of 7-hydroxycoumarin containing new type of phthalocyanine compounds and investigation of thermal and electrochemical properties
To synthesized and evaluate the variation of the properties of phthalocyanines with both the position of the substituents and the type of metal used for coordination, tetrasubstituted nickel, cobalt, zinc, copper, chromium and Iron, phthalocyanines bearing 7-hydroxycoumarin as substituents were synthesized by the cyclotetramerization reaction of the synthesized phthalonitrile derivatives and 1,3-diiminoisoindoline. The structures of the synthesized compounds were characterized by a combination of 1H NMR, 13C NMR, UV-Vis, and FT-IR spectrophotometry. The electronic spectra of nickel, cobalt, zinc, copper, ıron, chromium phthalocyanine compounds (NiPc, CoPc, ZnPc, CuPc, FePc, CrPc) in DMF are given. The UV-Vis absorption spectra of ZnPc, CuPc, NiPc, and CrPc, in DMF, showed intense Q absorption at 690nm. The Q band absorptions were also observed at 677 nm and 678 nm, respectively, for CoPc, and FePc. The thermal stability of the phthalocyanine derivatives were checked by TGA and then the phthalocyanines were heated up to 700 oC to determine their degradation temperature. The temperatures at which the phthalocyanine began to exhibit weight loss were 309, 300, 306, 350, 354 and 380 oC for NiPc, CoPc, ZnPc, CrPc, CuPc, and FePc respectively. For electrochemical work in DMF, NiPc was found to be sufficiently soluble whereas CoPc, ZnPc, and FePc were poorly soluble. The low solubility of the metal phthalocyanines limited the scope of experiments of the peripherally substituted phthalocyanines. It could, therefore, be concluded that the metal phthalocyanines prepared in this study showed suitably high thermal stability and can be used for various applications.
Perklorofenol grubu ihtiva eden yeni ftalosiyanin komplekslerinin sentezi, karakterizasyonu, termal ve elektrokimyasal özellikleri
Bu çalışmada, ilk önce 4-nitroftalinitril ve pentaklorofenolden 4-(pentaklorofenoksi) ftalonitril sentezlendi. Daha sonra Cu(II), Co(II), Ni(II) ve Zn(II) asetat tuzları ile reaksiyonundan 2,9,16,23, tetrakis (4-(pentaklorofenoksi)) fitalosiyaninato (Co, Cu, Ni, Zn) kompleksleri elde edildi.Sentezlenen komplekslerin yapıları elemental analiz, IR, termal analiz (TGA, DTA), UV-görünür bölge spektroskopisi yöntemleri ile karakterize edildi ve bu komplekslerin elektrokimyasal özellikleri incelendi.Anahtar kelimeler: ftalosiyanin, ftalimid, pentaklorofenol, CuPc, CoPc, NiPc, ZnPc
Kumarin halkası içeren metalli ve metalsiz ftalosiyaninlerin sentezi ve karakterizasyonu
Bu çalışmada, ilk önce 4-nitroftalonitril ve 7-hidroksikumarinden 4-(kumarin-7- yilokso)ftalonitril sentezlendi, daha sonrada iki değerli metal tuzları (Co, Cu, Ni, Fe, Mn, Zn) ile sentezlenmiş olan 4-(kumarin-7-yilokso) ftalonitrilin reaksiyonundan kumarin grubu ihtiva eden metalli ftalosiyanin kompleksleri sentezlendi. Bu bileşiklerin yapıları elementel analiz, IR, termal analiz (TGA, DTA), erime noktası, mağnetik süsseptibilite, UV-görünür bölge spektroskopisi ile karakterize edildi. Anahtar Kelimeler: Ftalosiyanin, 7-hidroksikumarin, CoPc, ZnPc, NiPc, CuPc, MnPc, FePc
2-hidroksi benzotiyazol grubu ihtiva eden simetrik ftalosiyanin ile bunun bazı metal komplekslerinin sentezi ve karakterizasyonu
Bu çalısmada ftalonitrilden çıkılarak 4-(benzotiyazol-2-yiloksi)ftalonitril sentezlendi. Elde edilen 4-(benzotiyazol-2-yiloksi)ftalonitril tuzları (4:1) oranında Dimetil formamid (DMF) de karıstırılarak argon gazı ve geri sogutucu altında kaynatıldı. Ftalosiyanin bilesiginin olustugu keskin koyu yesil veya mavi renklerinden anlasıldı. Su ve alkol karısımında çöktürülen, süzülüp vakumda kurutulan.simetrik sübstitüye olmus hidroksibenzotiyazol grubu içeren metalli ftalosiyaninler hazırlandı. Ftalosiyanin bilesiklerin yapıları 1H-NMR, FT-IR, elemental analiz ve UV/Görünür bölge spektroskopisi, termal analiz (TGA, DTA ) erime noktası, magnetik süsseptibilite yöntemleri ile karakterize edildi. Anahtar Kelimeler: Ftalosiyanin, hidroksi benzotiyazol, Zn(II), Co(II), Cu(II), Ni(II) Mn(II), Fe(II).
2-merkaptobenzotiyazol, 8- hidroksikinolin ve 4-hidroksifenilasetamid, sübstitüe ftalosiyanin komplekslerinin sentezi, termal ve elektrokimyasal öezllikleri
Phthalocyanines are aromatic macrocyclic compounds made up of four iminoisoindoline groups in the center of macrocycle that have a total of 18 π electrons. Phthalocyanine compounds have many interesting properties and applications because of electronic structures, high thermal stability, and physical and chemical properties, therefore these compounds have the potential to be used in several different technological fields. In this study, 4-nitrophthalonitrile synthesized first from phthalimide and then the reaction of 2-mercaptobenzothiazole, 8-hydroxyquinoline, and 4-Hydroxyacetamitade afforded the three different new phthalonitrile ligands, namely (4-(benzo[d]thiazol-2-ylthio)phthalonitrile, 4-(quinolin-8-yloxy)phthalonitrile, and 2-(4-(3,4-dicyanophenoxy) phenyl)acetamide). Next, phthalocyanine complexes of first row transition metals synthesized from these ligands (CrPc, FePc, CoPc, NiPc, CuPc, ZnPc, and H2Pc) including unmetalled phthalocyanine compounds Characterization of synthesized compounds performed with numerous spectroscopic methods, such as 1H NMR, 13C NMR, UV-Vis, FT-IR spectroscopy, and elemental analysis, was also used to analyze the structures of the synthesized compounds. The metal phthalocyanine complexes' UV-visible absorption spectra revealed a prominent Q band that more around 660-680 nm. Thermogravimetric (TG) and Differential Thermogravimetric (DTG) analysis revealed that phthalocyanine complexes MPc (M= Cr, Fe, Co, Ni, Cu, and Zn ) and metal-free phthalocyanines, were stable (up to 200 °C) throughout a broad temperature range (weight loss starting at 200 and more weight loss between 300-600 °C). Electrochemical properties of synthesized phthalocyanine compounds performed using cyclic (CV) and square wave (SWV)voltammetry. It was observed that all of the phthalocyanine compounds showed characteristic electrochemical redox waves of the central macrocyclic ring and in the case of redox-active metal phthalocyanine complexes showed the additional redox wave representing metal oxidation and reduction. Generally, phthalocyanine rings have four reductions and two oxidation potentials in the electrochemical windows of the solvent. In most cases we have observed all of the redox potentials of the phthalocyanine complexes in DMF and reported ferrocene/ferrocenium sudo reference electrode.