Calix[4]pyrrole based supramolecular polymers via orthogonal interactions
Kaliks[4]pirol temelli ortogonal etkileşimlerle oluşturulan supramoleküler polimerler
- Tez No: 719277
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ABDULLAH AYDOĞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 69
Özet
Supramoleküler polimerler; monomerik ünitelerin birbirleri arasında kovalent olmayan, geri dönüşümlü ve yüksek derecede yönlenebilir etkileşimlerle bir araya gelmesi sonucunda oluşan polimerik yapılardır. Bu şekilde dinamik bir bağ yapısına sahip olan supramoleküler polimerler dışarıdan oluşabilecek fiziksel bir hasarda kendi kendini onarabilme ve dış etkenlere karşı duyarlılık özellikleri gösterebilmektedir. Supramoleküler polimerlerde katyon tanınması, iyon-iyon etkileşimleri, hidrofobik etkileşimler, π-π etkileşimler ve hidrojen bağları gibi ikincil etkileşimler bulunmaktadır. Hidrojen bağları, metal-ligand koordinasyonu, hidrofobik, donör-akseptör ve π-π etkileşimleri supramoleküler polimerlerin oluşumunda etkin olarak rol oynamaktadır. Kaliks[4]piroller (KP); anyon tanınmasında önemli bir yer teşkil eden dört pirol halkasının birbirine sp3 hibritleşmiş karbon atomları ile bağlandığı makro halkalı bileşiklerdir. Kaliks[4]pirol bileşikleri belirli anyonları organik çözücüler içerisinde seçici olarak hidrojen bağları vasıtası ile bağlayabilmektedir. Ayrıca kolay sentezlenebilmeleri ve sentez sonrası modifikasyonları çok basamaklı reaksiyonlar gerektirmediği için, bu makrosiklik bileşik sınıfının anyonların tanınmasında ve literatürde örneklerine çok az rastlanan anyon tanınmasına dayanan supramoleküler polimerlerin hazırlanmasında kullanılması büyük avantajlar sağlamaktadır. Sonuç olarak, literatürde anyon tanınması ile ilgili çalışmalar incelendiğinde kaliks[4]pirollerin seçicilik, kolay sentez ve fonksiyonlandırma gibi özelliklerinden dolayı ön plana çıktığı görülmektedir. Literatürde anyon tanınması üzerine temellendirilmiş supramoleküler polimer sistemleri çok nadirdir. Bu nedenle, bu çalışmada, kaliks[4]pirolerin anyon tanıması esasına dayanan ortogonal etkileşimlerle supramoleküler polimerler oluşturulmuştur. Bu tezde pirimidinon fonksiyonlu kaliks[4]pirol halkası ve bis-karboksilat sırasıyla ev sahibi ve misafir moleküller olarak kullanılmıştır. Diğer bir supramoleküler polimer iki kaliks[4]pirol ünitesi içeren ve bis-karboksilat ile ev sahibi-misafir, katyon- ve van der Waals etkileşimleri ile oluşturulmuştur ve bu sistemler organik bir çözücü içinde hazırlanmış olup dış etkenlere duyarlı supramoleküler polimerler elde edilmiştir. Oluşturulan bu sistemlerin analizi NMR, viskozite ve taramalı elektron mikroskobu ile yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
Supramolecular polymers are based on reversible intermolecular interactions. Rather than linking the monomers in the desired arrangement via a covalent of polymerization reaction, the monomers are designed in such a way that they self-assemble autonomously into the desired structure. The type and strength of non-covalent interactions varies, ranging from very weak Van der Waals interactions, π-π stacking, hydrogen bonding, solvophobic interactions to dipole-dipole interactions and very strong metal-ligand or ion-ion interactions. A well-known natural supramolecular system is DNA, whose unique architecture results from cooperative non-covalent interactions, such as multiple hydrogen bonds and hydrophobic interactions. By exploiting the reversibility of the interactions, materials with fascinating properties such as self-healing, shape memory and responsive behaviour can be produced. These materials have been prepared by using cationic guests and the host molecules that can interact with these guests and found various applications in energy, regenerative medicine, nanotechnology, environment and synthetic chemistry. Calix[4]pyrroles are non-conjugated tetrapyrrolic macrocycles capable of binding anions and neutral substrates in organic media via hydrogen bonding. Moreover, upon anion binding, they change their conformation from 1,3-alternate to cone conformation to facilitate the hydrogen bonding. Apart from that, cation-π interaction between appropriate cations and π-electron cloud of cone-shaped calix[4]pyrroles are also well known. Non-covalent and reversible supramolecular interactions provide functional materials within one polymer system. These specific interactions can be designated independently and simultaneously giving orthogonal self-assembly. The aim of this thesis is to synthesize and characterize supramolecular polymers based on anion recognition chemistry of calix[4]pyrroles via orthogonal self-assembly. In this thesis pyrimidinone functionalized calix[4]pyrrole derivative (UPyCP2) and a bis-carboxylate (TBAS) salt were used as host and guest molecules, respectively. Another supramolecular polymeric system was also prepared by host-guest, cation-π and van der Walls interactions that has been built from a bis-calix[4]pyrrole (BisCP) and bis-carboxylate (CTAS) as host and guest moieties, respectively. These supramolecular polymers prepared in an organic solvent and were found tho have thermo-, chemical-responsive behaviour. The above systems have been analyzed by NMR, viscosity measurements and scanninng electron microscopy.
Benzer Tezler
- Calix[4]pyrrole based sensors and supramolecular polymers
Kaliks[4]pirol temelli sensörler ve supramoleküler polimerler
SAMET YUVAYAPAN
- Stimuli responsive and self-healing calix[4]pyrrole based supramolecular gels constructed by anion recognition
Anyon tanıma ile oluşturulmuş duyarlı ve kendi kendini onarabilen kaliks[4]pirol temelli supramoleküler jeller
FATMA YELDA ÜNLÜ
- Stimuli responsive supramolecular polymers and ida sensors based on host-guest interaction and ion pair recognition ability of calix[4]pyrroles
Kaliks[4]pirollerin ev sahibi-misafir etkileşimi ve iyon çifti tanıma özelliği üzerine oluşturulmuş, uyaranlara duyarlı supramoleküler polimerler ve ıda sensörleri
SANA AMHARAR
- Calix[4]pyrrole-based supramolecular assemblies
Kaliks[4]pirol temelli supramoleküler yapılar
MANA MIRABOLGHASEMI
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
Assoc. Prof. Dr. ABDULLAH AYDOĞAN
- Development of novel phase change materials with classical and supramolecular approaches
Klasik ve supramoleküler yaklaşımlarla yeni faz değişim malzemelerinin geliştirilmesi
EDA RENDE KILIÇ
Doktora
İngilizce
2024
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ABDULLAH AYDOĞAN
PROF. DR. AHMET ALPER AYDIN