Yeni tip oligomerik yapılı metal kompleksi içerikli ağartıcı katalizörlerinin sentezlenmesi, karakterizasyonu ve etkinliklerinin ölçülmesi

Abstract

Bu tez çalışması kapsamında, deterjan uygulamalarında ağartma katalizörü olarak kullanılabilecek fonksiyonel ftalosiyaninler sentezlenmiş ve katalitik etkinlikleri araştırılmıştır. Ftalosiyaninler, yüksek stabilite, yapısal esneklik, çeşitli koordinasyon özellikleri, mükemmel spektroskopik özellikleri ve zengin redoks kimyası nedeniyle, ilginç endüstriyel uygulamalar için bilinen N4-makrosiklik bileşiklerdir. Periyodik tablonun d-blok metallerini ihtiva eden ftalosiyaninler, olefinlerin, alkollerin, aromatik maddelerin ve diğer bazı bileşiklerin katalitik oksidasyonlarında etkili bir katalizör olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Schiff bazları, çoğu geçiş metali ile kompleks oluşturabildiğinden, koordinasyon kimyasının gelişiminde önemli rol oynamıştır. Bu bileşiklerin üstün katalitik özelliklerinden dolayı yeni moleküler malzemelerin oluşturulması yönünde çalışmalar yoğunlaşmaktadır. Bunun için tezin ilk aşaması, Co(III), Mn(III), Fe(III) iyonlarını içeren Schiff bazı metal komplekslerinin doğrudan oksijen köprüleri yoluyla Pc çekirdeğine bağlanmasıyla elde edilen ftalosiyaninleri (8-10, 16-18, 22-24) ve aynı amaçla Co(II) ve Mn(II) terpiridin komplekslerini taşıyan ftalosiyaninleri (33-34) içermektedir. İkinci aşamada, mangan merkez atomu içeren nötr (34-36) ve katyonik (37) ftalosiyaninler, sonraki aşamada demir ve kobalt merkez atomlarını içeren nötr (38-39) ve kafes tipi (40-41) ftalosiyaninler, son aşamada ise kobalt ve mangan merkez atomu içeren benzimidazol substitue ftalosiyaninler (44-45, 47-48) elde edilmiştir. Elde edilen bu dört farklı sınıf ftalosiyanin bileşiklerinin karakterizasyonu, erime noktası, elementel analiz, FT-IR, 1H-NMR, 13C-NMR, UV-Vis, ICP-OES ve kütle (MALDI-TOF) spektral verileri ile yapılmıştır. Elde edilen moleküllerin ağartma katalizörü olarak performansları, spektrofotometrik yöntem kullanılarak incelenmiştir. Hazırlanan katalizörlerin, toz deterjan formülasyonlarında ticari olarak kullanılan tetraasetiletilendiamin (TAED) ağartıcı aktivatöründen 25°C'de daha iyi ağartma performansı sergilediği bulunmuştur.

Within the scope of this thesis, functional phthalocyanines, which can be used as bleaching catalysts in detergent applications, have been synthesized and catalytic activities have been investigated. Phthalocyanines are a kind of N4-macrocycles known for their very interesting industrial applications due to their high stability, structural flexibility, diverse coordination properties, excellent spectroscopic characteristics, and rich redox chemistry. Phthalocyanines containing d-block metals of the periodic table are widely used as efficient catalyst in the catalytic oxidations of olefins, alcohols, aromatics and some other compounds. Schiff bases play an important role in the development of coordination chemistry, as they can form complexes with many transition metals. Due to the superior catalytic properties of these compounds, the work towards the formation of new molecular materials is intensified. The first stage of the thesis contains the phthalocyanines (8-10, 16-18, 22-24) obtained by coupling Schiff base metal complexes containing Co (III), Mn (III), and Fe (III) ions directly bonded to Pc core via oxygen bridges and the phthalocyanines (33-34) carrying Co (II) and Mn (II) terpyridine complexes for the same purpose. In the second stage, neutral (34-36) and cationic (37) phthalocyanines containing manganese center atom, the neutral (38-39) and cage-type (40-41) phthalocyanines containing iron and cobalt center atoms, respectively in the next stage. In the last stage, benzimidazole substituted phthalocyanines (44-45, 47-48) containing cobalt and manganese center atom were obtained. The characterization of these four classes of phthalocyanine compounds was made by means of melting point, elemental analysis, FT-IR, 1H-NMR, 13C-NMR, UV-Vis, ICP-OES and mass (MALDI-TOF) spectral data. The performance of the obtained molecules as bleach catalysts was investigated by spectrophotometric method. It was found that the prepared catalysts showed better bleaching performance at 25°C than to that of tetraacetylethylenediamine (TAED) bleach activator commercially used in powder detergent formulations.