N-Substitue pirollerin sentezi ve polimerizasyonu
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Trakya Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, -, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2020
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: AHMET YETKİN
Danışman: MESUT BOZ
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:İletken polimerler, metaller ve standart polimerlere ait bazı özellikleri bünyesinde birleşti-ren kendine has organik yapılı malzemelerdir. Hafif ve korozyona dayanıklı özelliklere sahip bu polimerler sentetik metaller olarak da bilinir ve elektrik akımını metaller gibi iletebilmektedir. Son yıllarda korozonu önleme, elektrokromizm, elektroaktivite ve biyo-lojik uyum gibi üstün özelliklerinden dolayı iletken polimerler üzerine araştırmalar geniş-leyerek devam etmektedir. Literatürde üzerinde en çok araştırma yapılmış iletken poli-merler poliasetilen, polianilin, polifenilen, polifenilvinilen, polipirol, politiyofen ve poli-karbazoldür. Bunlar içerisinde polipirol kolay elde edilebilmesi, iletkenliğinin yüksek olması ve dayanıklı olması sebebiyle özel bir öneme sahiptir. Fakat en önemli dezavantajı ise kırılgan ve işlenmesi zor bir yapıya sahip olmasıdır. Pirol halkasına çeşitli fonksiyonel grupların bağlanması, elde edilen polimerin iletkenlik, çözünürlük, işlenebilirlik gibi fi-ziksel ve kimyasal özelliklerinde farklılıklar oluşturabilmektedir. Tez çalışmasının amacı N-Substitue piroller sentezlemek ve bu monomerlerin po-limerizasyonuyla elde edilen polimerlerin özelliklerini araştırmaktır. Öncelikle üç farklı N-substitue pirol monomeri, 4-(1H-pirol-1-il)fenol, 2,6-dikloro-4-(1H-pirol-1-il)fenol, etil 4-(1H-pirol-1-il)benzoat), Clauson Kaas yöntemi ile 2,5 dimetoksitetrahidrofuran'dan başlanarak sentezlenmiştir. Bu monomerler saflaştırılarak yapıları IR, 1H ve 13C NMR ve yüksek çözünürlüklü kütle spektroskopisi teknikleri kullanılarak aydınlatılmıştır. Bu üç N-substitue pirol monomerine 1-(benzo[d][1,3]dioksol-5-il)-1H-pirol ve (2-(1H-pirol-1-il)etil asetatta dahil edilerek polimerizasyonda kullanılmıştır. Pirol ve N-substitue pirollerin polimerleşmesinde oksidant olarak IBX'in kulla-nılması çalışmanın orjinal yönlerinden biridir. Literatürde hipervalent iyot reaktiflerinden PİFA ile polimerizasyon çalışması çok az bulunur iken IBX ile literatürde yayınlanmış çalışma bulunmamaktadır. Aynı zamanda hipervalent iyot reaktifleri metal bazlı inorga-nik katalizörlere verimli bir alternatif sunmaktadırlar. Tüm bu veriler göz önüne alındı-ğında hipervalent iyot bileşiklerinin taşıdığı büyük potansiyel bizi özellikle IBX oksidan-tı ile N-sustitue pirollerin oksidatif polimerizasyonu konusunda araştırma yapmaya teşvik etmiştir. Polimerleşme reaksiyonlarında IBX'in yanı sıra Potasyum persülfat, Demir (III) klorür, Seryum amonyum nitrat gibi güçlü oksidantlar denenmiş ve en uygun oksidant seçilerek polimerizasyon reaksiyonlarında kullanılmıştır. Ayrıca çözücü, sıcaklık, reaksi-yon süresi, oksidant monomer oranı, dopant varlığı gibi parametrelerin verim ve iletken-lik üzerine etkisi incelenmiştir. Elde edilen polimerlerden seçilen örneklerin iletkenlik özellikleri ve yüzey özellikleri belirlenmiştir. İlk aşamada IBX' in pirol türevlerinin polimerizasyonunda oksidant olarak kulla-nılıp kullanılmayacağını belirlemek için öncelikle polimerleşme pirol ile IBX varlığında gerçekleştirilmiştir. Oksidant olarak IBX'in kullanıldığı polipirollerin eldesinde; 25 oC ve 50 oC sıcaklıklarda dopant varlığında sentezlenmiş polimerlerin iletkenlikleri göreceli olarak yüksektir. 70 oC de dopant varlığında sentezlenmiş polimerlerin verimleri daha yüksek iken iletkenliklerinin daha düşük olduğu görülmüştür. Bu polipirollerde oksi-dant/monomer oranı arttıkça polimerin verimi artmış, en iyi iletkenlik oksidant/monomer oranı 0.5 iken doplanmış polipirollerde gözlenmiştir. Reaksiyon süresinin artışı verimler-de artışa sebep olurken, iletkenlik değerlerinde ise tam tersine azalmayla sonuçlanmıştır. N- substitue piroller, her bir monomer için seçilen en uygun oksidant ile farklı sıcaklık, oksidant/monomer oranı ve reaksiyon sürelerinde oksidatif kimyasal polimeri-zasyon tekniği ile polimerleştirilmiştir. Sıcaklık, oksidant/monomer oranı ve reaksiyon süresinin artışı verimleri arttırırken, iletkenlikler üzerinde kayda değer bir etki gösterme-miştir. Pirol azot'u üzerine bir fonksiyonel grubun bağlanması hem polimerleşmeyi kısıt-lamış, hem de elde edilen polimerin iletkenliğini azaltmıştır.