Fonksiyonel ftalosiyaninlerin sentezi, metal sensör, optik ve elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Ftalosiyaninler; seçici metal sensörler, organic ince-film transistorler, boya endüstrisinde pigment v.b. olarak kullanılmaktadırlar. Çevresel faktörlere karşı kararlılık, parlaklık ve ışığa dayanıklılık gibi çok önemli özelliklere sahiptirler. 18 πelektronlu düzlemsel bir makro halka olan ftalosiyaninler dört izoindolin biriminin 1,3-konumlarından azo köprüleriyle bağlanması sonucu oluşmuş çok kararlı moleküllerdir. Bu çalışmada, periferal 3- ve 4-sübstitüe fonksiyonel iyonofor ligandlar ve onların αve β-tetra polialkol sübstitüe metalli ftalosiyaninleri, (MPc), (M= M= ZnII, CoII , MnIII X=Cl, FeIII X=Ac, CuII, PbII) sentezlenmiş ve elemental analiz, FT-IR, 1H ve 13C NMR, MS (ESI ve Maldi-TOF) ile karakterize edilmiştir. Sentezlenen komplekslerin spektroskopik özellikleri halka üzerine bağlı elektron veren sülfanil gruplarından oldukça etkilenmektedir. Komplekslerin AgI ve PdII gibi katyonları bağlama özellikleri UV-Vis spektroskopi tekniği ile incelenmiş ve H-tipi (face-toface) veya J-tipi (edge-to-edge) polinükleer ftalosiyanin komplekslerinin oluştuğu gözlenmiştir. Komplekslerin redoks özelliklerini incelemek için voltametrik ve in-situ spektroelektrokimyasal tekniklerden yararlanılmıştır. Komplekslerin elektrokimyasal yollarla elde edilen anyonik ve katyonik yapılarının renklerini incelemek için in-situ elektrokolorimetrik metodlardan yararlanılmıştır. NIR absorplama özelliği olan α-sübstitüe Mn ftalosiyanininin yarı iletken ve metal/organic yarı iletken özelliği; elektriksel iletkenlik-sıcaklık, optik absorpsiyon ve akım-voltaj karakteristik metodları ile araştırılmıştır. Elektriksel iletkenliğin sıcaklıkla artması α-sübstitüe mangan ftalosiyaninin bir organic diyot olarak kullanılabilmesini sağlayan yarı iletkenlik özelliğinin olduğunu kanıtlamıştır.

Phthalocyanines are widely used as selective metal sensors, organic thin-film transistors (OTFT), paints, etc. They exhibit remarkable qualities like lightfastness, brightness and stability towards environmental influences. Pc’s consist of a planar macrocycle with an 18 п-electron system comprising four isoindole units linked together through their 1,3-positions by aza bridges, which mainly confers this known stability. In this study, peripherally 3- and 4-substituted functionalized ionophore ligands and their α- ve β-tetra polyalcohol substituted metallo phthalocyanines, (MPc), (M= M= ZnII, CoII, MnIII X=Cl, FeIII X=Ac, CuII, PbII) have been synthesized and fully characterized by elemental analysis, FT-IR, 1H and 13C NMR, MS (ESI and MaldiTOF). Spectroscopic properties of the synthesized complexes were affected strongly by the electron-donating sulfanyl units on the periphery of the phthalocyanines. Cation binding properties of the complexes such as AgI and PdII were evaluated by UV-Vis spectroscopic technique and the results show the formation of H-type (faceto-face) veya J-type (edge-to-edge) polynuclear phthalocyanine complexes. The voltammetric and in-situ spectroelectrochemical studies were performed to characterize the redox behavior of the complexes. An in-situ electrocolorimetric method was applied to investigate the colors of electro-generated anionic and cationic forms of the complexes. The semiconducting and metal/organic semiconductor properties of the newly synthesized NIR absorbing α-substituted manganase phthalocyanine have been investigated by electrical conductivity-temperature, optical absorption and currentvoltage characteristics methods. The electrical conductivity increases with the temperature, suggesting that α-substituted functional manganase phthalocyanine is an organic semiconductor as used an organic diode.