Ftalosiyanin fonksiyonel polimerlerin sentezi ve karakterizasyonu

Abstract

Polimere bağlı yeni Pc' lerin (örn. FePc, MnPc ve CoPc) hazırlanması geçiş metali taşıyan Pc' lerin ham petrokimyasallardaki tiyollerin aerobik oksidasyonu ve sayısız diğer reaksiyonlar için endüstriyel ölçüde katalizör olarak kanıtlanmış kullanımlarından dolayı oldukça aktif bir araştırma alanıdır. Bunun yanında ftalosiyaninler polimerlere katıldığında yaygın olarak kullanılan organik solventlerdeki çözünürlüklerinin arttığı rapor edilmiştir. Ftalosiyanin türevleri polimerik yapılara yan grup, uç grup ve yıldız polimerlerin merkezine merkez grup olarak dahil edilebilir. Ftalosiyanin konjuge polimerlerin hazırlanmasında kullanılan sentetik metodoloji de önemli bir yöndür. Başlangıçta organik sentez için güçlü bir yöntem olarak önerilen CuI-katalizli azid-alkin siklo katılma (CuAAC) "klik" reaksiyonu başarılı bir polimer fonksiyonlandırma tekniği olarak geniş ölçüde uygulanmaktadır. Son yıllar çeşitli polimerizasyon tekniklerinin ve klik kimyasının kombinasyonu ile elde edilebilen polimer mimarileri ve fonksiyonel malzemelerin mevcut çeşitliliğinde hızlı bir gelişime tanık olmuştur. Bu zamana kadar CuAAC "klik" reaksiyonu en çok kontrollü/"yaşayan" radikal polimerizasyon teknikleri ile bir arada kullanılmıştır. Bu çalışmada, kontrollü molekül ağırlık ve dar molekül ağırlığı dağılımına sahip iyi tanımlanmış bromo uç grubuna sahip poli(stiren) (PS-Br) ve poli(ter-bütil akrilat) (PtBA-Br) ATRP metoduyla sentezlendi. Polimerin bromo uç gupları aşırı NaN3 varlığında nükleofilik yer değiştirme reaksiyonu ile azide dönüştürüldü. İyi tanımlanmış azid sonlu polistiren ya da poli(ter-bütil akrilat) ve alkin sonlu ftalosiyaninler arasındaki başarılı "klik" reaksiyonu ile 4 kollu yıldız polimerler elde edildi. Ayrıca azid uç grubuna sahip polimerler ve asimetrik terminal alkin fonksiyonlu çinko ftalosiyaninler arasındaki (CuAAC) "klik" reaksiyonu ile ftalosiyanin uç grubuna sahip polimerler hazırlandı. Ön ve hedef polimerler 1H- NMR, FT-IR, UV-Vis, GPC ile kapsamlı olarak karakterize edildi.

The development of new polymer-bound Pcs is an active area of research due to the proven utility of transition metal containing Pcs (e.g. FePc, MnPc and CoPc) as catalysts for the industrial-scale aerobic oxidation of thiols in crude petrochemicals and for many other reactions. Moreover, it is reported that incorporating the phthalocyanines into polymers improves their solubility in common organic solvents. Pc derivatives can be incorporated into polymeric structures as pendant group, the core of a star polymer, and end group. Synthetic methodology utilized for the preparation of Pc conjugated polymers is an important aspect. Cu(I)-catalyzed azide-alkyne cycloaddition (CuAAC) “click” reaction which was initially postulated as a powerful tool for organic synthesis, has been extensively applied as a succesfull polymer functionalization technique. Recent years have witnessed the rapid development in the available range of polymer architectures and functional materials offered the by the combination of click chemistry and various polymerization techniques. So far controlled/”living" radical polymerization (CRP) has involved the CuAAC “click” reaction more often then any of the others. In this work, well-defined bromo-end functional poly(styrene) (PS-Br) and poly(tertbutyl acrylate) (PtBA-Br) were synthesized with controlled molecular weights and narrow molecular weight distributions by ATRP. Bromo-end groups of polymers were converted to azide group through nucleophilic substution reaction in the presence of excess NaN3. Successful “click” reactions between well defined azidoterminated polystyrene (PS-N3) or poly(tert-butyl acrylate) (PtBA-N3) and alkynylterminated phthalocyanines yielded four arm star polymers. Moreover, Pc-end functional polymers were prepared via CuAAC “click” reaction between azide-end functional polymers and unsymmetrically terminalalkyne substituted zinc phthalocyanine. The precursors and the target polymers were characterized comprehensively by 1HNMR, FT-IR, UV-Vis, and GPC.