Tam fonksiyonel furan ana zincirli polyesterlerin çok bileşenli reaksiyon yolu ile sentezi

Polimer kimyası, malzeme bilimleri, organik kimya ve biyoloji gibi araştırma alanlarında gerçekleştirilecek kimyasal reaksiyonların yüksek verimlilik ve atom ekonomisine sahip olması istenir. Ayrıca reaksiyonların gerçekleştirilmesi ve saflaştırma aşamalarındaki kolaylık da, amaca uygun reaksiyonların seçilmesi anlamında en az sıralanan diğer reaksiyon özellikleri kadar önem taşımaktadır. "Click" reaksiyonları ilk olarak 2001 yılında K. B. Sharpless ve çalışma arkadaşları tarafından tanımlanmış olup, yukarıda bahsedilen özellikleri taşıyan bir reaksiyon türüdür. Organik kimya alanında bir çok uygulaması olan "click" reaksiyonları, polimer kimyası alanında da kullanılmaktadır. Bunlara örnek olarak şu reaksiyonlardan bahsedilebilir; bakır katalizli azid-alkin siklokatılması, tiyol-en/in serbest radikal katılması ve (hetero) Diels-Alder reaksiyonu. "Click" reaksiyonları ayrıca, yer seçicilik ve stereo seçicilik özelliklerinin yüksek olması, ılımlı tepkime koşullarında yüksek verilmlilik göstermesi, ana ürünün elde edilmesindeki kolaylık, çözücüden bağımsız olması ve birçok fonksiyonel grupla çalışabilmesi gibi özelliklere sahiptir. Yüksek derecede konjuge edilmiş polimerlere ve biyomoleküllere olan ihtiyaç, nanoteknoloji ve biyoteknoloji alanındaki yeni araştırmalar çerçevesinde giderek artmıştır. Polimer veya küçük moleküllerin farklı polimer blokları ile konjuge edilmesi için; halka açılma polimerizasyonu, yaşayan polimerizasyonlar, kontrollü radikal polimerizasyonlar ve halka açılma metatez polimerizasyonu gibi yöntemler kullanılmaktadır. Bahsedilen teknikler, yapısı iyi tanımlanmış polimerler elde edilmesine imkan sağlasa da, karmaşık yapıya ve topolojiye sahip makromoleküllerin elde edilmesinde bu teknikler yetersiz kalmaktadır. "click" kimyası bu tür moleküllerin elde edilmesine imkan sağlamaktadır. xxiv Modüler sentez yaklaşımı temel alınarak sentetik polimerlerin "click" kimyası ile elde edilmesi, „Barner-Kowollik" ve „Inglis" tarafından, yeni polimer ve malzeme tasarımlarının gerçekleştirilebilmesi için "çığır açıcı" olarak değerlendirilmiştir. Sharpless'tan sonra, "click" reaksiyonları tanımı diğer araştırmacılar tarafından genişletilmiştir. Etkin ve kolay bir saflaştırma, kısa reaksiyon süreleri, modüler yapıların eşdeğer mol oranında kullanılabilmesi ve ılımlı reaksiyon koşulları, bu genişletilmiş tanımı oluşturmaktadır. Çok bileşenli reaksiyonlar olarak adlandırılan reaksiyonlar da uygulamadaki kolaylık, hedef molekülün yüksek seçicilik ile sentezlenmesine olanak sağlanması ve çıkış moleküllerinde bulunan atomların büyük çoğunluğunun hedef moleküle aktarılabilmesi açılarından oldukça dikkat çekici reaksiyonlardır. Çok bileşenli reaksiyonların bu özellikleri neredeyse 150 yıldır bilinmesine rağmen, bu reaksiyonların polimer kimyası alanına uyarlanması ancak son yıllarda gerçekleşmiştir. Passerini, Ugi ve Kabachnik-Fields isim reaksiyonları, çok bileşenli reaksiyonların polimer kimyası alanındaki tanınmış uygulamalarına örnektir. Furan ve pirol gibi heterosiklik bileşiklerin çok bileşenli reaksiyonlar yolu ile sentezlenmesi, organik kimya alanında sıkça kullanılan bir yöntem haline gelmiştir. Bu çalışma, çok bileşenli reaksiyonların organik kimya alanında heterosiklik bileşiklerin sentezindeki ve polimer kimyası alanındaki uygulamalarının bir araya getirilmesi fikrinden yola çıkarak hazırlanmıştır. Çok bileşenli reaksiyonlar alanında yapılan literatür araması sonucu, heterosiklik ana ve/veya yan zincire sahip polimerlerin çok bileşenli reaksiyonlar ile sentezlenmesi konusunda önceden herhangi bir çalışma yapılmadığı ortaya çıkmıştır. Bu sonuçtan yola çıkarak, tam fonksiyonel furan ana zincirli polyesterlerin çok bileşenli reaksiyonlar yolu ile sentezi, tez çalışmasının konusu olarak belirlenmiştir. Öncelikle ana zincirde alkin fonksiyonu taşıyan polyester sentezlenmiş ve bu polimerin siklohekzil izosiyanür ve benzaldehit ile değişik koşullardaki çok bileşenli reaksiyonları gerçekleştirilmiştir. Sıcaklık, süre, aldehit'in izosiyanür ve alkin bileşenlerine oranı gibi değişkenlerin çok bileşenli reaksiyon üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Furan ana zincirli polyesterlerin karakterizasyonu GPC ile yapılmıştır. Polyester ana zincirinde furan oluşumu ise 1H ve 13C NMR kullanılarak doğrulanmıştır. Çok bileşenli reaksiyon verimleri ise 1H NMR ile hesaplanmıştır.