Fosfazen temelli yeni tip moleküllerin sentezi ve fotofiziksel özelliklerinin incelenmesi
The synthesis of new type of phosphazene based molecules and investigation of their photophysical properties
- Tez No: 943869
- Danışmanlar: PROF. DR. SERAP BEŞLİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 184
Özet
Bu tez çalışmasında, hekzaklorosiklotrifosfazen ile heterohalkalı organik yapıdaki florofor grupların nükleofilik sübstitüsyon reaksiyonları gerçekleştirilerek elde edilen yeni tasarım donör-π-donör (D-π-D) ve donör-π-akseptör (D-π-A) fosfazen temelli yapıların fotofiziksel özellikleri incelendi. Alkoksi grubu içeren heterohalkalı florofor gruplar düzlemsel siklotrifosfazen halkasının alt ve üst tarafına; karbazol-indol, karbazol-kinolin ve indol-kinolin olmak üzere üç farklı şekilde sübstitüe edildi ve bunun sonucunda tris nongeminal cis-cis-cis / cis-trans-trans 7a, 8a ve 9b bileşiklerinin sentezi gerçekleştirildi. Daha sonra, her bir florofor grubun fotofiziksel özelliklere katkısını belirleyebilmek için sırasıyla tamamen karbazol, indol ve kinolin sübstitüe siklotrifosfazen türevleri (10, 11 ve 13) sentezlendi. Elde edilen bileşiklerin fotofiziksel özellikleri incelendiğinde; florofor gruplar arasında meydana gelen etkileşimler ve bu etkileşimlerin sonucunda bileşiklerin sergilediği fotofiziksel özelliklerde farklılıklar tespit edildi. N-(2-oksietil)karbazol ve 1-(2-oksietil)-2-metil-1H-indol grubunun fosfazen halkasına eşit sayıda sübstitüe olduğu D-π-D yapıdaki tris nongeminal cis-cis-cis bileşiğin (7a) florofor gruplar arasındaki sinerjik etki sonucunda gelişmiş fotofiziksel performans (yüksek kuantum verimi ve floresans ömür) gösterdiği belirlendi. Bunun aksine, D-π-A yapıdaki 8a ve 9b bileşikleri 6-oksikinolin grubunun N-(2-oksietil)karbazol ve 1-(2-oksietil)-2-metil-1H-indol'e karşı sönümleyici olarak davranması sonucu düşük floresans emisyon şiddeti ve kuantum verimi sergiledi. Floresans sönümlenme türü / mekanizmalarını incelemek üzere 8a ve 9b bileşikleri ile eşit sayıda karbazol ve indol grubuna sahip, sönümleyici grubu içermeyen yeni tip siklotrifosfazen türevleri (15 ve 16) sentezlendi. Söz konusu bileşiklerin fotofiziksel parametreleri (floresans ömür, floresans emisyon şiddeti vb.) kendi içinde (8a ile 15, 9b ile 16) değerlendirildi ve bileşiklerin (8a ve 9b) floresans sönümlenme türü belirlendi. 8a ve 9b bileşiklerinde statik sönümlenmenin baskın olduğu, dinamik sönümlenmenin de statiğe katkı sağladığı anlaşıldı. Her iki bileşik için dinamik sönümlenmenin çarpışmaya veya mesafeye bağlı olma durumu değerlendirildi. Sönümleyici grup olarak davranan 6-oksikinolin'in absorpsiyon spektrumu ile karbazol / indol'ün emisyon spektrumu arasındaki spektral örtüşme 8a ve 9b bileşiklerinde FRET mekanizması ihtimalini kuvvetlendirdi. Karbazol ve indol gruplarının donör ve kinolin'in akseptör görevi gördüğü 8a ve 9b bileşikleri için Förster yarıçapları, donör-akseptör arası uzaklıklar ve FRET verimleri teorik olarak hesaplandı. Bu hesaplamalar ışığında; siklotrifosfazen halkasına sübstitüe halde bulunan N-(2-oksietil)karbazol ve 1-(2-oksietil)-2-metil-1H-indol grupları ile 6-oksikinolin arasında Förster rezonans enerji transferi sonucu mesafeye bağlı bir sönümlenme görüldüğü doğrulandı. Bileşiklerin absorpsiyon ve emisyon özelliklerinin belirlenmesinde sırasıyla UV-Vis ve floresans (durağan hal, zaman çözümlemeli, üç-boyutlu) spektroskopisinden yararlanıldı. Ayrıca tez kapsamında sentezlenen bileşiklerin (7a, 8a, 9b, 10, 11 ve 13) termal kararlılıkları termogravimetrik analiz (TGA) yöntemi ile incelendi.
Özet (Çeviri)
In this thesis study, the photophysical properties of newly designed donor-π-donor (D-π-D) and donor-π-acceptor (D-π-A) phosphazene-based structures obtained by performing nucleophilic substitution reactions of fluorophore groups in heterocyclic organic structure with hexachlorocyclotriphosphazene were investigated. Heterocyclic fluorophore groups containing alkoxy groups were substituted on the lower and upper sides of planar phosphazene ring in three different ways as carbazole-indole, carbazole-quinoline and indole-quinoline and as a result, the syntheses of tris nongeminal cis-cis-cis / cis-trans-trans compounds 7a, 8a and 9b were carried out. In order to determine the contribution of each fluorophore group to the photophysical properties of the compounds, fully substituted cyclotriphosphazene derivatives (10, 11 and 13) having each fluorophore group separately were also synthesized within the scope of the thesis. When the photophysical properties of the obtained compounds were compared, the interactions between the fluorophore groups and the differences in the photophysical properties of the compounds because of these interactions were determined. It was determined that D-π-D tris nongeminal cis-cis-cis compound (7a), in which N-(2-oxyethyl)carbazole and 1-(2-oxyethyl)-2-methyl-1H-indole groups are substituted in equal numbers on the phosphazene ring, exhibited improved photophysical performance (higher quantum yield and lifetime values) due to the synergistic effect between the fluorophore groups. In contrast, compounds 8a and 9b with D-π-A structure showed low fluorescence emission intensity and quantum yield due to the 6-oxyquinoline group acting as a quencher against N-(2-oxyethyl)carbazole and 1-(2-oxyethyl)-2-methyl-1H-indole. In order to investigate the type / mechanisms of fluorescence quenching, new types of cyclotriphosphazene derivatives (15 and 16) were synthesized, having equal numbers of carbazole and indole groups with compounds 8a and 9b and no quenching group. The photophysical parameters of these compounds (fluorescence lifetime, fluorescence emission intensity, etc.) were compared within themselves (8a and 15, 9b and 16) and the fluorescence quenching types of the compounds (8a and 9b) were determined. It was understood that static quenching was dominant in compounds 8a and 9b and dynamic quenching contributed to static quenching. For both compounds, the dependence of dynamic quenching on collision or distance was evaluated. The spectral overlap between the absorption spectrum of 6-oxyquinoline, which acts as a quenching group, and the emission spectrum of carbazole / indole strengthened the possibility of the FRET mechanism in compounds 8a and 9b. Förster radiuses, the distances between donor and acceptor and FRET efficiencies were theoretically calculated for compounds 8a and 9b, in which carbazole and indole groups act as donors and quinoline acts as an acceptor. In the light of these calculations, it was confirmed that there was a distance dependent quenching between N-(2-oxyethyl)carbazole and 1-(2-oxyethyl)-2-methyl-1H-indole substituted to the cyclotriphosphazene ring and 6-oxyquinoline because of Förster resonance energy transfer. UV-Vis and fluorescence (steady state, time-resolved, 3-D) spectroscopies were used to determine the absorption and emission properties of the compounds, respectively. Also, thermal stabilities of the synthesized compounds (7a, 8a, 9b, 10, 11 and 13) were investigated by thermogravimetric analysis (TGA) within the scope of the thesis.
Benzer Tezler
- Yeni tip fosfazen temelli katot malzemelerin sentezi ve lityum sülfür bataryalarda özelliklerinin incelenmesi
Synthesis of new types of phosphazene-based cathodes and investigation of their properties in lithium sulfur batteries
SEDAT KÜÇÜKKÖYLÜ
- Yeni nesil polifosfazenler ve potansiyel uygulama alanları
The novel polyphosphazines and the potential application areas
SÜMEYRA YOLDAŞ KILIÇ
- Fosfazen temelli organik katot malzemelerinin hazırlanması ve şarj edilebilir bataryalarda kullanılabilirlik potansiyellerinin araştırılması
Preparation of phosphazene based organic cathode materials and investigation of usage potential in rechargeable batteries
NAZMİYE KILIÇ
Doktora
Türkçe
2023
KimyaGebze Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADEM KILIÇ
PROF. DR. SERKAN YEŞİLOT
- Fosfazen esaslı süper plastikleştiricilerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of phosphazenes based super plasticizers
HÜSEYİN ZOĞLAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
KimyaGebze Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FERDA HACIVELİOĞLU
- O-vanilin gruplu halkalı trimerik fosfazen türevlerinin sentezi, karakterizasyonu ve biyolojik özelliklerinin in vitro çalışmalar ile değerlendirilmesi
Synthesis, characterization, and evalution of biological properties through in vitro studies of cyclotriphosphazene derivatives wi̇th o-vanilline groups
NİSAN SEVİN PARMAKSIZ