Değişik heteroatom ihtiva eden makrosiklik laktamların sentezi ve bazı ekstraksiyonlarının incelenmesi

T.C

SELÇUK ÜNĐVERSĐTESĐ FEN BĐLĐMLERĐ ENSTĐTÜSÜ

KĐMYA ANABĐLĐM DALI

DEĞĐŞĐK HETEROATOM ĐHTĐVA EDEN MAKROSĐKLĐK LAKTAMLARIN SENTEZĐ VE BAZI EKSTRAKSĐYONLARININ

ĐNCELENMESĐ

HACER AZAK

YÜKSEK LĐSANS TEZĐ

KĐMYA ANABĐLĐM DALI

ÖZET

Yüksek Lisans Tezi

HACER AZAK

Selçuk Üniversitesi Fen Fakültesi Kimya Bölümü

Danışman: Yrd. Doç. Dr. Şeref ERTUL 2009, sayfa :

Jüri:

Prof.Dr. Mehmet SEZGĐN Yrd.Doç.Dr Nejdet ŞEN

Yrd.Doç.Dr. Şeref ERTUL

Bu tez yeni makrosiklik laktamların sentezini ve ekstraksiyon özelliklerini açıklamaktadır. Bu makrosiklik laktamlar kolay bir şekilde metanol- diklorometan çözücü sisteminde 6, 6’-methylenebis (2-tert-butyl–4-methylphenol) analizi yoluyla sentezlendi. Ayrıca bu makrosiklik laktamların ekstraksiyon çalışmaları yapıldı. Sentezlenen makrosiklik laktamların yapıları spektroskopik, elemental analiz yöntemleriyle aydınlatıldı.

Sentezlenen bu bileşiklerin alkali (Li+, Na+, K+ ) ve geçiş metal (Co+2, Hg2+ ve Pb2+) pikratları ile olan iyon- transfer özelliklerini incelemek için sıvı-sıvı ekstraksiyon çalışmaları yapıldı. Aynı zamanda Dimetil 2,2’-(6,6’metilenbis(2-tert butil- 4-metil–6,1-fenil)bis(okso)diasetat,4,15-di-tert-butil-2,17-dimetil-8,9,10,11-tetrahidro-6H Dibenzo[k,n][1,10,4,7] dioksodiazasiklopentadecine-7,12(13H,9H)-dione(5b),4,16-di–tert–butil-2,18–dimetil-9,10,11,12,14,20

heksahidrodibenzo(l,o)[1,11,4,8]dioksadiazasikloheksadecine-7,13(6H,8H)

Dion (5a) ve 2-(2-(2-(2-amino–2-oksoetoksi)-3-tert-butil–5-metilbenzil)-6-tert-butil– 4-metil fenoksi-N-(3-etilbenzil) asetamid (5d) bileşiklerinin kromata karşı olan anyon bağlama etkilerini incelemek için solvent ekstraksiyon çalışmları yapıldı.

Anahtar Kelimeler: Makrosiklik laktam, metal-pikrat ekstraksiyonu, Anyon ekstraksiyonu

ABSTRACT

Master Thesis

SYNTHESIS OF MACROCYCLĐC LACTAM COMPOUNDS CONTAINING VARIOUS HETEROATOMS AND SOME OF THEĐR

EXTRACTIONS INVESTIGATION HACER AZAK HACER AZAK HACER AZAK HACER AZAK Selçuk University

Graduate School of Natural Sciences Department of Chemistry

Supervisior: Asst. Yrd.Doç.Dr. Şeref ERTUL

Jurry:

Prof.Doç.Dr. Mehmet SEZGĐN Yrd.Doç.Dr. NEJDET ŞEN

Yrd.Doç.Dr. Şeref ERTUL

The thesis describes the synthesis and extractıon properties of new

macrocyclic lactam compounds. These macrocyclic lactam compounds were easıly synthesized via 6, 6’-methylenebis (2-tert-butyl–4-methylphenol) dimethylester in methanol-dichloromethane solvent system at one step. The extractıon studıes of macrocyclic lactam compounds were performed. All the structures of macrocyclic

Liquid-liquid extractıon studies were performed to investigate the ion transfer properties of these synthesized compounds with alkali (Na+,K+,Li+),transition metal (Co+2,Hg+2and Pb+2) picrate solutıon. We performed some preliminary evaluatıons to investıgate anion binding efficiencies of the selected extractantsDimethyl2,2'-(6,6'-methylenebis(2-tert-butyl–4-methyl–6,1- phenylene)bis(oxy))diacetate, . 4,15-di-tert-butyl–2,17-dimethyl–8,9,10,11-tetrahydro-6HDibenzo[k,n][1,10,4,7]

dioxadiazacyclopentadecine–7,12(13H,9H)-dione (5b), 4,16- di– tert – butyl - 2,18 – dimethhyl–9,10,11,12,14,20 hexahydrodibenzo (l,o) [1,11,4,8]

dioxadiazacyclohexadecine -7,13(6H,8H) Dione (5a), 2-(2-(2-(2-amino–2-oxoethoxy)-3-tert-butyl–5-methylbenzyl)-6-tert-butyl–4-methyl phenoxy-N-(3-ethylbenzyl) acetamide(5d) toward Na2Cr2O7 by using solvent exractıon.

ÖNSÖZ

Bu çalışma Selçuk Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Kimya Bölümü öğretim üyelerinden Yrd. Doç. Dr. Şeref ERTUL’ un danışmanlığında hazırlanarak Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü’ne yüksek lisans tezi olarak sunulmuştur. Bu çalışma aynı zamanda S.Ü. Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü tarafından FBE BAP 09201065 no’lu proje olarak desteklenmiştir.

Tez konumun seçiminde, hazırlanmasında ve yürütülmesinde bana destek veren, beni yönlendirip yardımlarını eksik etmeyen saygı değer hocam Sayın Yrd. Doç. Dr. Şeref ERTUL’a sonsuz teşekkürlerimi sunarım.

Tez çalışmam boyunca bana laboratuar imkanı sağlayan Selçuk Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Kimya Bölümü’nde görev yapan çok değerli hocalarıma teşekkür ederim.

Ayrıca çalışmalarım boyunca bana destek veren başta Arş. Gör. Mevlüt BAYRAKÇI’ya ve kimya bölümünün diğer araştırma görevlisi hocalarıma, sonsuz şükranlarımı sunarım.

Ayrıca tüm yaşamım boyunca benden maddi-manevi desteğini hiçbir zaman esirgemeyen çok değerli aileme ve Şengül YĐĞĐTER’e teşekkürlerimi sunuyorum.

HACER AZAK

ĐÇĐNDEKĐLER ÖZET ... i ABSTRACT... iv ÖNSÖZ ... vi ĐÇĐNDEKĐLER ... vii 1. GĐRĐŞ ... 1 2. MAKROSĐKLĐK LĐGANDLAR………...2

2.1 MAKROSĐKLĐK LĐGANDLARIN ĐSĐMLENDĐRĐLMESĐ………...3

2.2 MAKROSĐKLĐK ETERLERĐN SENTEZ YOLLARI………....5

2.2.1 Kalıp Etkisi………..8

2.2.2 Makro Halka Etkisi………..…..12

2.3 MAKROSĐKLĐK LĐGANDLARIN KATYON BAĞLAMA ÖZELLĐKLERĐ... 26

2.3.1 Katı Kristalli Makrosiklik Ligand-Tuz Komplekslerinin Hazırlanması26 2.4 KOMPLEKSLEŞMEDE ETKĐLĐ OLAN FAKTÖRLER ... 20

2.4.1 Katyonun Reaktif Büyüklüğü ve Ligand Boşluğu... 20

2.4.2 Katyonun Tipi ve Yükü ... 22

2.4.2.1 Alkali ve toprak alkali katyonlar………...22

2.4.2.2 Diğer metal katyonları………..23

2.4.3 Crown Eter Halka Büyüklüğü... 24

3. KARIŞIK DONÖRLÜ MAKROSĐKLĐK BĐLEŞĐKLER ... 26

3.1 AZOT VE OKSĐJEN DONÖR ATOMLARINI ĐÇEREN BAZI MAKROSĐKLĐKLER………....…...26

3.1.1 Aza Taç Eterlerin Sentezi………..27

3.1.2 Monoaza Taç Eterlerin Sentezi... …………30

3.1.3 Diaza Taç Eterlerin Sentez Yöntemleri ... 33

3.1.4.Poliaza Taç Eterlerin Sentezi……….38

4. MAKROSĐKLĐK BĐLEŞĐKLERĐN EKSTRAKSĐYON ÇALIŞMALARI….40 4.1 METALLERĐN MAKROSĐKLĐK BĐLEŞĐKLERLE ÇÖZÜCÜ EKSTRAKSĐYONU………...40

4.2 MAKROSĐKLĐK BĐLEŞĐKLERĐN FAZLAR ARASINDAKĐ DAĞILIMI………..40

4.3 EKSTRAKSĐYON DENGESĐ………...41

4.4EKSTRAKTANT OLARAK KARIŞIK DONÖRLÜ MAKROSĐKLĐKLER……….44

4.4.1 Azot –Oksijen Đçeren Makrosiklikler……….44

5.KAYNAK ARAŞTIRMASI ... 46

6. MATERYAL VE METOD ... 55

6.2.DENEYDE KULLANILAN KĐMYASAL MADDELER………..…55

6.3 MAKROSĐKLĐK LAKTON SENTEZĐ……….……..56

6.3.1..Dimethyl2,2'-(6,6'-methylenebis(2-tert-butyl-4-methyl-6,1- phenylene)bis(oxy)diacetate………...56

6.4 AZALAKTAMLARIN SENTEZĐNĐN GENEL PROSEDÜRÜ……….57

6.4.1 4,15-di-tert-butyl-2,17-dimethyl-8,9,10,11-tetrahydro-6H Dibenzo[k,n][1,10,4,7] dioxadiazacyclopentadecine-7,12(13H,9H)-dione……..…..57

6.4.2 4,16- di– tert – butyl - 2,18 – dimethhyl - 9, 10, 11, 12, 14, 20 hexahydrodibenzo(l,o)[1,11,4,8]dioxadiazacyclohexadecine-7,13(6H,8H) Dione………..….58

6.4.3. 2-(2-(2-(2-amino–2-oxoethoxy)-3-tert-butyl–5-methylbenzyl)-6-tert-butyl–4-methyl phenoxy-N-(3-ethylbenzyl) acetamide ……….59

6.5 FAZ-TRANSFER ÇALIŞMALARI………..62

6.5.1 Anyon ekstraksiyonu ………..62

6.5.2 Metal Katyon Ekstraksiyonu………...64

6.5.3 Sıvı- Sıvı Ekstraksiyonu………..66

7. SONUÇ VE ÖNERĐLER……….67

8. KAYNAKLAR……….69

1. GĐRĐŞ

Doğal makrohalkalı ligandların yaklaşık 50 yıldır bilinmelerine karşın anyon ve katyonlar ile bağ yapabilen yapay makrosiklik bileşikler son 30 yıldır elde edilmiş ve incelenmiştir.

Makrohalkalı polieter, poliamin ve bu türdeki bileşikler iyonlar ile olağanüstü bağlanma özellikleri göstermektedir. Bu tip bileşikler iç kısmında elektronegatif bağ yapıcı atomlardan meydana gelen hidrofilik bir iç boşluk, dış kısımda hidrofobik karakterdeki atomlardan meydana gelen esnek bir çerçeveden oluşmaktadırlar. Değişik katyonlar ve bazı nötral moleküllerle bağ yapabilme eğilimleri gözlenir. Bağ yaparken pek çok defa önemli konformasyonel değişimlere olanak verirler. Hidrofobik dış çerçeveleri pek çok iyonik bileşikleri organik ortamlarda çözmeleri mümkünolur olur.

Đyon bağlayıcı moleküllerin organik kimya teknolojisi açısından önemli uygulama alanları bulunmaktadır;a) faz-transfer katalizörleri b) iyon-membran dengeleme araçları.

Makrosiklik bileşikler biyolojik aktivitelerinden dolayı kimyanın çeşitli alanları ve biyokimya açısından önemlidir. Bu makrosiklik bileşikler, enzimler gibi host-quest komplekleşmesini taklit ederler ve katyonları yapay membranlardan seçimli bir şekilde taşırlar. Bu sebeble, makrosiklik ligandların tibbi amaçlarla kullanılabileceği düşünülmektedir. Ayrıca fotokromizim (ısı etkisi ile renk değiştirme) özelliğine sahip olmaları radyasyon şiddetini kontrol etme ve ölçme görüntü sistemleri ve optik bilgisayarlar gibi değişik alanlarda kullanılmalarına yol açmıştır. Genellikle renksiz katılar olmalarına rağmen bazıları renklidir. Bu özelliklerinden faydalanılarak boya endüstrisinde kullanılabilir.

Sanayi atıkları olan ağır metal kirliliklerinin çöktürülerek ayrılmasında katyon değiştirici özelliklerinden faydalanılarak kullanılması düşünülmektedir. Ziraatte; seracılıkta kullanılan yaprak gübrelerin katkı maddesi olan (Fe, Cu, Ni, Co, Zn… v.b.)metallerin ilavelerinde tutucu özellik taşıyan maddeler olarak kullanılması düşünülmektedir. Sulu ortamda bulunan özellikle toksik metal iyonlarının

ekstraksiyonu hidrometalurji, nükleer ve elektronik endüstrisi, çiftçilik gibi daha birçok endüstri alanlarında büyük önem taşımaktadır.

Görüldüğü gibi bu tür makrosiklik bileşik olan laktam bileşikleri ve azot içeren bu tür bileşikler ihtiva eden makro moleküller ve polimerik diğer yapılar kimyanın çeşitli alanlarında kullanılmaktadır. Bu makrosiklik bileşiklerin gittikçe önemlerinin artmasıyla çalışmamızda, bazı yeni makrosiklik laktonlar sentezlenmiş ve ekstraksiyon çalışmaları yapılarak yapılarının incelenmesi amaçlanmıştır.

2. MAKROSĐKLĐK LĐGANDLAR

Tabii makrosiklik ligandların önemi uzun zamandan beri bilinmektedir. Etilen oksidin bazı halkalı oligomerleri elde edilmiş ancak, sentetik makrosiklik ligandlar üzerinde fazla durulmamıştır. Pedersen tarafından E.L Du. Pont De Nemours laboratuarında hazırlanan pekçok yeni makrosiklik eterler; kimyasal özellikleri, özellikle alkali ve toprak alkali metal katyonlarına karşı gösterdikleri karakteristik duyarlılıklarından dolayı, çok kısa zamanda hızla uygulama ve araştırma alanı bulmuştur. Bu bileşikler 4’ten 20’ye kadar heteroatom bulunduran ve etilen (veya propilen v.b.) köprülerinden meydana gelen halkalı eterlerdir. Heteroatom oksijen, azot, kükürt ve fosfor olabilir. Halka bunlardan sadece birini veya birkaçını ihtiva edebilir. Makrosiklik ligandlardan polieterler, poliaminler, politiyoeterler ve polifosfinler tek tip heteroatom ihtiva eder. Bu moleküllerin katyonun oksidasyon basamağına bağlı olmaksızın katyonlarla 1:1, 2:2, 2:1, 3:2 kompleksler meydana getirdikleri yine Pedersen tarafından ortaya konmuştur. Özellikle 1:1 komplekslerde, katyon halkalı eter tarafından tamamıyla sarılmaktadır. Yapıdaki oksijen atomlarının meydan getirdiği C+- O- dipollerinin negatif yükleri katyon ile elektrostatik olarak karşılıklı etkileşmekte ve kararlı kompleksler oluşturmaktadır. Tek cins heteroatom ihtiva eden makrosiklik bileşiklerden poliaminler, politiyoeterler ve polifosfinlerin IAve IIA grubu katyonları ile

kompleksleşme yetenekleri zayıftır. Yalnızca geçiş metalleri katyonları ile kararlı kompleksler verirler.

Karışık makrosiklik ligandlar, ihtiva ettikleri atomun cinsine göre davranış gösterirler. Mesela azalaktamlar hem geçiş metalleri ile hemde IA ve IIA grubu katyonları ile kompleks verebilirler.

Bazı makrosikliklerin yapı ve kimyaları doğal ve sentetik antibiyotiklere (ferroksimler, depsipeptitler, makrotetralitler. v.b)benzer. Mesela makrolaktonlar, doğal metabolitlerden monaktin ve nonaktine benzerken dört azotlu makrosiklik poliaminler de porfirin ve korin sistemlerine benzer.

2.1. Makrosiklik Ligandların Đsimlendirilmesi

Pedersen sentezini yaptığı altmışa yakın polieterin adlandırılmasının kolay olmayacağı ve I.U.P.A.C. kurallarına göre verilen isimlerin çok karmaşık ve uzun olacağı düşüncesi ile bu sınıf bileşikler için keyfi bir adlandırma sistemi tavsiye etmiştir. Bu yöntem keyfi olmasına rağmen, kısa ve anlaşılır olması sebebiyle litaratürde oldukça tutulmuştur. Bu bileşikler konformosyonları “taç”a benzediği için Pedersen tarafından“crown” bileşikler olarak isimlendirilmiştir. Ayrıca, katyonlu komplekslerinin yapılarında kompleksleşmiş katyonun siklik eter tarafından taçlandırılmış bir durumda bulunduğu ileri sürüldüğünde bu adlandırma yolu özellikle tekrarlanan kullanma hallerinde literatürde oldukça tutulmuştur(Ertul 1997). Zamanla literatürün zenginleşmesi, bu konularda bir isimlendirme sistematiğini zorunlu kılmıştır. IUPAC’ın tavsiyeleri dikkate alınarak, tipik bir makro halkanın isimlendirilmesi şu şekilde yapılmaktadır:

1.Makrosiklik eter halkasına bağlı grubun veya grupların sayısı ve türü, ( metil, etil, sikloheksil, benzo, nafto …)

4.Polieter halkasındaki heteroatomların (oksijen, azot, kükürt, fosfor) sayısı sırası takip edilerek bileşiğin adlandırılması yapılır.

Bu sisteme göre adlandırılan polieterlerin bazıları I.U.P.A.C. isimleri ile beraber aşağıda verilmiştir. Sadece oksijen ihtiva eden makrosiklik polieterler için kolayca uygulanan bu adlandırma yöntemi, karışık heteroatomlu makrosiklikler, makrosiklopoliamin ve polifosfinler için zor uygulanan bir yöntemdir.

O O O O O O 18-crown-6

o

o

o

o

o

o

o

o

2.2 Makrosiklik Eterlerin Sentez Yolları

Pedersen, çalışmasında kullanmak üzere katalizör özelliğini incelemek için aşağıda gösterilen bileşiğin kompleksini yapmak istemiştir. Oksijen atomuna tetrahidropiran molekülünün bağlı olmadığı, ortamda safsızlık kabilinden bulunan yan ürün üzerinden gelişen bir reaksiyon sonucu, çok az miktarda kristallenen bir bileşik izole etmiştir. Bu ürünü incelediğinde, fenolik protonu koparamadığını anlayıp ortama sodyum hidroksit ilave etmiştir. Bunun sonucunda elde ettiği ürünün sodyum hidroksitte çok iyi çözündüğünü görmüştür. Daha sonra başka sodyum tuzlarının da iyi çözündüğünü görünce, hidroksit anyonunun bu olayda rolü olmadığını bulmuştur.

Pedersen’in elde etmeye çalıştığı bileşik şu reaksiyonla elde edilmiştir:

Şekil 2.2 Makrosiklik Eterlerin Genel Sentezi

Pedersen’in incelemeleri sonucunda yan ürün olarak elde edilen bileşiklerin, örneğin potasyum permanganat bileşiğindeki potasyum iyonunu şu şekilde tuttuğu anlaşılmıştır: OH OH O OH NaOH (ClCH₂CH₂)₂O CH₃CH₂CH₂CH₂OH O OH O O HO beklenen ürün O O O O O O yan ürün di benzo[-18-taç-6] +

Şekil 2.3 Taç Eterlerin Potasyumla Bağlanması

Taç eter bileşiğinin özelliğinden faydalanılarak bu sistem inert bir çözücü içine alındığı takdirde solvate olmamış permanganat iyonunun yardımıyla çok enteresan tepkimeler gerçekleştirilmiştir. Pedersen, yukarıda görülen iki benzen halkalı taç eter molekülünü (potasyum iyonu hariç) dibenzo-18-crown-6 olarak isimlendirmeyi önermiştir. Burada 18; toplam üye sayısını, crown; taç anlamında halkalı bir yapıyı, 6; molekül içinde hidrojen ve karbondan başka heteroatom sayısını ve dibenzo da yapıda iki adet benzen halkasının bulunduğunu anlatmak için kullanılan ifadelerdir.

Makrosiklik ligantların sentezi sırasında;

a) Williamsom tipi eter sentezleri(Pedersen 1967)

b) Dialdehitlerle diaminlerin Schiff bazı reaksiyonları(Kılıç 1983)

c) Diasitklorürleri ile oligoetilen glikollerin veya diasitklorürleri ile diaminlerin Schoutten-Boumman reaksiyonlarından faydalanılır.(Gokel 1992)

Williamson tipi eter sentezlerinde polimerik ürünlerin oluşmaması için istenen ürünü verecek olan A ve B reaktifleri ( çıkış maddeleri olarak katekol, katekol türevleri veya oligoetilen X:Cl, Br, I, OTs, n:1.2.3 olabilir) çok seyreltik bir ortamda, yavaş yavaş ve mümkünse aynı hızda damlatılır. Bu yöntemin sakıncası, son derece küçük miktarda ürün elde etmek için büyük reaktant hacimlerinin ve

dolayısıyla çok miktarda çözücünün kullanılmasıdır. Seyreltik çalışma prensibinde reaksiyonun kinetik açıdan incelenmesinin önemi vardır.

Difonksiyonel bileşiklerin kondensasyonu, her iki bileşiğe de bağlı olduğundan reaksiyonun bu aşaması her iki bileşiğin konsantrasyonuna da bağlıdır, dolayısıyla ikinci mertebedendir. Oysa difonksiyonel bileşiklerin birer uçları kaynaştığında meydana gelen ürün birinci mertebeden bir kinetik reaksiyonu mümkün kılar.

Seyreltik çalışma prensibinin yol açtığı dezavantajlar, yeni tekniklerin geliştirilmesini zorunlu kılmıştır. Bunlardan birisi, kısıtlı uygulama alanına sahip olmakla birlikte seyreltik çalışmanın getirdiği dezavantajları gidermede faydalı olmuştur. Bu yöntemin esası, polimer bir madde üzerinde birbirinden yeterince uzakta iki fonksiyonel grup oluşturulması ve yerel bir seyreltiklik sağlandığı için polimerleşmeye gitmeksizin reaksiyonun yürütülmesi şeklinde özetlenebilir. Elde edilen makro halkalar polimer zincirinden çeşitli hidroliz reaksiyonlarıyla koparılabilir. Aşağıdaki temsili resim bu tekniği anlatmaktadır.

Şekil 2.4. Makrohalkaların polimer zincirden hidrolizi

2.2.1 Kalıp Etkisi (Template Effect)

Seyreltik çalışma prensibi çok tercih edilen bir yöntem olmadığı için, araştırmalar alternatif bir yöntem bulma üzerine yoğunlaşmıştır. Sonunda metal iyonları varlığında kaynaşma reaksiyonları yapıldığı zaman, iki molekülün aktif uçlarının birbirlerine doğru yönlenmesinin ve istenen reaksiyonun gerçekleşmesinin mümkün olduğu bulunmuştur. Bu olaya “kalıp etkisi” adı verilmektedir

. O -O

-+

Kalıp etkisi molekül içi ve moleküller arası olmak üzere ikiye ayrılabilir. Molekül içi veya endo-template olarak bilinen reaksiyonların en ünlüsü “fermuar” reaksiyonu olarak bilinen molekül içi amid transferidir.

Şekil 2. 6 Molekül Đçi Amid Transferi

Bu reaksiyonda, tersiyer amid grubunun uzağındaki amin grubundan baz yardımıyla bir proton koparıldıktan sonra, sistem içindeki düzenlenmeler sonucunda eksi yük daha pozitif karakterli olan amid azotuna gelmekte ve bağın kırılması ile burada yeni bir amin anyonu oluşmaktadır. Bağın kırılması, amid grubunun uzaktaki amin azotuna göçmesi anlamına geldiği için, amid grubunu birbirinden çok uzak olan noktalar arasında taşımak mümkün olmaktadır. Bu reaksiyon halkalı bir bileşik üzerinde yapılırsa, halkaların büyümesi olasılığı karşımıza çıkar.

Şekil 2.7 Aza taç eterlerinin sentez yöntemi

Đmin oluşumu gibi nispeten ılımlı reaksiyonlar yerine daha şiddetli koşullar gerektiren taç eter oluşumu gibi reaksiyonlarda, normalde kullanılandan daha kuvvetli bazlara ihtiyaç duyulur. Bu bazlarda uygun metal iyonu kullanılırsa, hem reaksiyon için gerekli katyonlar elde edilmiş hem de kalıp etkisinden faydalanılmış olur. Örnek olarak, aşağıdaki reaksiyonlarda on dört üyeli bir halkanın elde edilmesi için en uygun iyon çapına sahip metal iyonu sodyum olduğundan, baz olarak sodyum hidrür seçilmiştir. Sodyum hidroksit gibi daha zayıf bazlar, fenollere göre çok daha az asidik olan alkollerden proton koparmaya yetmez. 18 üyeli taç eterlerin oluşumu için potasyum iyonu daha uygundur, bunun için kullanılacak baz potasyum tersiyer bütoksittir. Lityum iyonu 12 üyeli halkalar için uygun bir iyondur ve baz olarak elementel lityum veya asetofenon/benzofenon tuzları kullanılır.

Br Br + O OH O HO O O O _O O O O n=1 n n=0 N O CH3 O CH3 H2N O O NH2 + MgCl2/MeOH 1:1 N CH3 N N O O CH₃ Mg+2 BaCl2 2:2 N H3C N O O H3C N O O _N N N CH3 CH3 Ba+2

Kalıp etkisinin sayısız avantajı yanında, bazı dezavantajları da vardır. Reaksiyonun gerçekleşmesi için metal iyonuna ihtiyaç duyulur ve elde edilecek ürün çoğu zaman bir metal kompleksi olmaktadır. Ancak ürün bir metal kompleksi olarak değil de organik makrohalka şeklinde elde edilmek istenirse metal giderme (demetallation) işleminin yapılması gereklidir. Bazı hallerde metal giderme olayı imkânsızdır ( bakır ftalosiyanin komplekslerinde olduğu gibi). Metal giderme için en sık başvurulan yöntem, kompleksi siyanür çözeltisiyle kaynatmaktır.

N N R R N N R R M +2 CN- M(CN)n n-2 Ni,n=4 Cu,Zn,Fe...n=6 + N R R N _N N R R ISI

Şekil 2.8 Metal Uzaklaştırma

Bazı hallerde, makrohalkanın boşluk çapı ile metal iyonunun çapı arasındaki uyumsuzluk sonucunda makrohalka kendini daha kararlı ürün verecek şekilde modifiye edebilir, yani kendini küçültmeyi deneyebilir. Örnek olarak 2,6-diasetil piridin ile 1,5-diamino–3-azapentan arasındaki reaksiyonu inceleyelim:

N CH3 H3C N N NH HN N N CH3 H3C N

küçük bir metal iyonu

büyük bir metal iyonu

N CH3 NH N N CH3 H3C N N NH CH3 N

Şekil 2.9 Makro Halkanın Kendini Daha Kararlı Kılmak Đçin Küçültmesi

2.2.2 Makro halka etkisi

Makro halka etkisi, halkalı yapıların açık zincirli analoglarına göre daha kararlı olması şeklinde özetlenebilir.

Ligand CuLkompleksinin Log K YORUM

H₂N NH₂ 10,7

Beş üyeli halka nedeniyle kararlılık yüksektir.

NH₂ NH₂

9,8 Altı üyeli halka nedeniyle kararlılık azalır.

NH2 NH

NH2

16,1 Đki adet beş üyeli halka oluşmasından dolayı.

NH2

NH NH

H2N

20,1

Üç tane beş üyeli halka oluşuyor, gerginlik nedeniyle çok yükselmiyor. CH3 H3C H3C NH NH HN NH CH3 CH3 H3C 28 Bu değerin büyüklüğü makro halka varlığı ile

açıklanmaktadır.

Çizelge 2.1 Diaminlerin bakır kompleksinin LogK sabitleri

18-crown-6’nın elde edilmesindeki prosedür template etkinin crown eter sentezindeki etkisinin bir ispatı olarak gösterilmiştir. Bu bileşiğin ve analoglarının hazırlanması için kullanılabilecek en uygun bazlar NaH, KOBut, Li ve BuLi’dir. Kullanılan bazdaki metal iyonunun çapı ile istenen makro halkanın boşluk çapı arasında uyum olmasına dikkat edilmelidir (Pedersen 1967).

Makrosiklik polieterlerin sentezinde, sentez yöntemleri oldukça etkili olup verimi de büyük ölçüde değiştirmektedir. Hekza-etilenglikol monoklorürün baz olarak Me3COK veya NaH, çözücü olarak DME kullanıldığı ortamda halkalaşması

sonucu elde edilen 18C6, yaklaşık %12 verimle elde edilmiş olup, bu verim Pedersen tarafından belirtilen verimden oldukça düşüktür (Greene 1972).

Verimin Pedersen’in belirttiği verimden düşük olması, sentez yöntemlerinin daha geniş olarak araştırılması zorunluluğunu ortaya koymuş ve 18C6 çeşitli metodlarla sentezlenerek verimi yükseltilmiştir.

Hill ve arkadaşları taç eter halkası ile kaliksarenleri kullanarak polieter halkasının yapısını makro boyutlara taşımışlardır. Bu halka sayesinde Cs+\Na+ başarılı bir şekilde tutunabileceğini göstermişlerdir. Reaksiyonda asetonitrildeki Cs2CO3 ditosilatla reaksiyona sokulan bromocalix(4)aren temel teşkil ediyordu (Hill

1994).

Dale ve Christiansen, etilenglikollerin di tosilatlarını hazırlayıp, oligoetilen glikolleri susuz potasyum tersiyer butoksi ortamında etkileştirmiştir. Bu reaksiyonlarda v erimler daha yüksektir(Dale 1972).

Cram ve arkadaşları o,o’-dihidroksidifenil veya 2,2’-dihidroksidinaftil’den çıkarak ve kalıplaştırma etkisini kullanarak konfomasyonları belli olan şiral makrosiklik polieterler hazırlamışlar ve bunları rasematların ayrılmasında kullanılmıştır (Weber 1989). Ayrıca, 2,2’-dihidroksidinaftil’ in 3,3- pozisyonlarındaki sübstitüentleri değiştirerek bir, iki, üç şiral binaftil yan grubu bulunan makrosiklik polieterleri sentezlemiş, optikçe aktif primer alkil amonyum tuzlarının bu ligandlarla stereoselektif (houst- guest) tipi kompleksler oluşturduklarını, bu yöntemle aminoasit rasematlarının ayrılabileceğini göstermişlerdir. Bundan başka 3,3’-pozisyonlarında merkaptometil grupları mevcutsa, makrosiklik ligandın bir enzim gibi davrandığını saptamışlardır.

Makrosiklik ligandların, bir metal katyonunun kalıplaştırma etkisi olmadan yapılabilen sentezleri daha avantajlıdır. Çünkü organik ligandın saflaştırılması kompleksin saflaştırılmasından daha kolaydır. Saf ligandlar, fiziksel yöntemlerle kolayca incelenebilir. Bunlardan elde edilen bilgilerle verebilecekleri komplekslerin yorumları yapılabilir.

Park ve Simons, kalıplaştırma etkisini kullanmadan bazı halkalı diazapoliokso bileşiklerini hazırlamak için, diaminlerle, dikarboksilliasitdiklorürlerini çok seyreltik ortamda etkileştirmiştir. Oluşan ara ürün indirgenerek diazapoliokso bileşikleri hazırlanmıştır. Reaksiyon için uygun reaktifler şu şekilde oluşturulmaktadır; bazı etilenglikoller pridinli ortamda tiyonilklorürlerle etkileştirilerek diklorürlerine dönüştürülmüştür. Diklorürler, DMFA’li çözeltilerde potasyum ftalimit ile etkileştirilerek, diftalimit türevleri elde edilmiş, bunlar hidrazin ile alkollü çözeltide diaminlere indirgenmiştir. Diğer yandan uygun oligo etilen glikoller yükseltgenerek

karşılık gelen dikarboksilli asitlere, bunlarda pridin katalizörlüğünde tiyonil klorürle diasit klorürlerine dönüştürülmüştür.

Bradshaw ve arkadaşları anhidritlerden diasitleri, bunlardan da diasitklorürleri elde edip, uygun dioller ile etkileştirerek makrolaktonları hazırlamışlardır. Karışık heteroatomlu makrolaktonları da benzeri reaksiyonlarla elde etmişlerdir(Bradshaw 1979).

Aromatik halka üzerinde nitro ihtiva eden makrosiklik polieterlerin sentezi yapıldığı gibi ayrıca literatürde template etkiyi kullanmadan bazı dialdehit ve diaminlerin kondenzasyon reaksiyonlarından yararlanılarak makrosiklik ligantların sentezlendiği kaydedilmektedir. Bu yöntem kullanılarak tetraaza makrosiklik imin ligandları elde edilmiştir.

Zeng ve çalışma arkadaşları aromatik aminleri kullanarak salisilaldehit ve taçlanmış salisilaldehitleri makrosiklik moleküller halinde rapor etmişlerdir. Reaksiyonda tosilklorürler, pridin ve indirgenler kullanılmıştır(Zeng 2002).

NO₂ O O _OH NO2 O O OTs TsCl piridin HN₁₅C₅ CH₃CN/NaCO₃ O _O N O O O O O₂N Pd/C,H2 _{O O N} O O O O H₂N

Matsunami tarafından yapılan çalışmalarda bisftalonitrilin polietilenoksi zinciri ile Co ve Cu metalleri ile kompleksler oluşturabilecek yapılar meydana getirmişlerdir. Ortamda N2 gazı, ftalosiyaninler ve n-pentanol kullanıldı (Matsunami

N N O O O O N N N N O O O O N N Cl Cl OR RO Cl Cl Cl Cl RO OR Cl Cl M 2 FeCl₄ CH3Cl N N O+ O+ O+ O+ N N N N O+ O+ O+ O+ N N Cl Cl OR RO Cl Cl Cl Cl RO OR Cl Cl M H H H H H H H H FeCl₄ FeCl4 -

Ertul tarafından yapılan çalışmalarda metilen-bis(4-klor fenol) ve 2,2’-metilen bis (4-metil-6t-butil fenol) ile ditosilatlar ve diasitklorürleri etkileştirerek makrosiklik polieter elde etmiştir (Ertul 1997).

O O O O O Cl Cl 2,3,5,6-bis{5'(5')-klorbenzo}-18C5 CH3 CH3 O O O 2,3,5,6-bis{3'(3')-t-butil-5'(5')metil benzo}-12C3

CH3 CH₃ O O O O _O 2,3,5,6-bis{3'(3')-t-butil-5'(5') metilbenzo}-18C5 CH₃ CH3 O O O O 2,3,5,6-bis{3'(3')-t-butil-5'(5') metil benzo}-15C4

Ayrıca, literatürde templet etkiyi kullanmadan bazı dialdehit ve daiminlerin kondensasyon reaksiyonlarından yararlanılarak, az sayıda makrosiklik ligandların sentezlendiği kaydedilmektedir. Tasker ve grubu, bu yöntemi kullanarak bir kısım tetraaza makrosiklik imin ligandlarını elde etmiştir.

Taç eterlerin sentezleriyle ilgili olarak, sentezin başarılıp başarılamadığı sorusuna cevap aranmış ve bunun için taç eterin en önemli özelliklerinden biri olan faz transfer katalizörlüğü kullanılarak organik faza normalde geçemeyecek bir anyonun organik fazda bulunması, taç eterin başarıyla sentezlendiğine kanıt olarak gösterilmiştir. Bunun için kullanılan reaktif, sulu pikrat çözeltisidir. Bu bileşik, 360 nm’de absorpsiyon yapar ve burası spektrumun mavi bölgesinde kaldığı için tamamlayıcı rengi sarı olarak görünür.

Pikrat testi şöyle yapılır: Bir deney tüpüne organik faz ve sulu pikrat çözeltisi konur. Organik fazda taç eter bulunuyorsa, su fazından taç eterle pikrat anyonunun alkali metal katyonu etkileşerek, organik faza geçerken yanında pikrat anyonunu da sürükler. Dolayısıyla, organik fazda sarı renk gözlenir. Organik faz çalkalamadan sonra renksiz kalıyorsa taç eter sentezinin başarılamamış olması olasıdır. Bu testin kullanılabilmesi için taç eter bileşiğinin organik faza renk vermemesi gerekir. Ayrıca, kullanılacak pikrat anyonuna eşlik edecek katyonun da taç etere uygun olmasına dikkat edilmelidir.

O N N O O OH O N O O O N O N OM O N O O O Pikrik asit =360 mm sar λ ı renkli

Alkali pikrat çözeltisi (sar ı)

Negatif sonuç Pozitif sonuç

+ + + + + + -M OH+ -M=K ,Na+ + OrganikÇözümü (CHCI ,CH CI ) ² ² ³

Hangi taç eterlerin hangi katyonlara karşı seçici olduğunu belirlemek için bir deneme yapılmıştır. Bu denemede, metanol içinde taç eter-katyon iyon-dipol komplekslerinin kararlılık sabitleri ölçülerek, elde edilen veriler halka büyüklüğü – kararlılık biçiminde grafiğe dönüştürülmüştür.

7 6 5 4 3 2 1 9 12 15 18 21 24 Halka büyüklüğü log K MeOH s = K = Na =NH₄

2.3. Makrosiklik Ligandların Katyon Bağlama Özellikleri

Makrosiklik ligandların seçimli katyon bağlama özellikleri büyük bir avantaj sağlar. Bu durum iyon taşıma ve ayrılmalarında yeni bir uygulama alanı doğurmuştur. Yapılan çalışmalar bu ligantların polimerlerinin, iyonik türlerin ayrılmasında etkili bir şekilde kullanılabileceğini göstermiştir. Bu yöntemle Li, Na ve K’ un tiyosiyanatları birbirinden ayrıldığı gibi KCI, KBr, KI ve KSCN tuzları da ayrılmıştır.

2.3.1.Katı Kristalli Makrosiklik Ligant–Tuz Komplekslerinin Hazırlanması

Kompleksler genel olarak uygun bir çözücüde ligant ile tuz etkileştirerek hazırlanır. Başlangıçta homojen bir karışım elde edilmemiş olsa bile kompleksin meydana gelmesi ile tek fazlı çözelti oluşur. Çözeltinin deriştirilmesi esnasında bileşenlerden biri çökerek ayrılmaktadır. Katı-kristalli kompleksler, polieterin kompleksleşme yeteneği büyük, kristal örgü enerjisi küçük, aynı zamanda tuz ve polieterin ortak çözücüsünde oluşan ortak kompleksin çözünürlüğü az ise hazırlanabilir(Ertul 1997).

Sentezlenen bazı halkalı polieterlerin metal tuzları ile kompleksleri aşağıdaki yöntemler kullanılarak elde edilmiştir (Pedersen 1967,1970).

a. Dikkatle ısıtılan sıvı halkalı polietere tuz karıştırılmış çözücü kullanılmıştır.

b. Ligant ve tuz uygun bir çözücüde çözünmüş, çözücünün fazlası evapatörde uzaklaştırılarak kompleksin kristallenmesi sağlanmıştır.

c. Tuz suda, polieter su ile karışmayan uygun bir çözücüde çözülüp, iki çözelti karıştırılarak çalkalanmıştır. Meydana gelen kompleks, çözücülerden birinde başlangıç maddelerinden daha az çözünür durumda ise, kristal kompleks elde edilmiştir.

2.4 Kompleksleşmede Etkili Olan Faktörler

2.4.1.Katyonun Reaktif Büyüklüğü ve Ligand Boşluğu

Crown eterler, iyonik kristal yarı çapları halkada komplekleşmeye bağlı olarak oluşan boşluğa en uygun olan metal iyonları ile kararlı kompleks yapar.

4.0 3.5 2.5 1.5 1.0 0.5 2.0 3.0 0.7 1.0 1.3 Ba log K + ² Sr²+ K+ Rb+ Cs+ Na+ Ca²+

M çap ı/Bon+ şluk çapı

Şekil 2.10 18-crown -6nın seçiciligi:18-crown 6’nın suda metal katyonları ile reaksiyonuna ait log K değerleri, katyon çapının 18-crown-6’ya oranı.

Büyüklük ilişkileri dikkate alındığında ligand ile katyon arasındaki bağ enerjileri bütün donör grupların katılımı ile en büyük olacaktır. Makrosiklik zincir çok büyük olursa metal iyonu boşlukta durmayacak ve düşecektir. Eğer zincir çok küçükse metal iyonu boşluğa giremeyecektir. Şekil 2.10’ da 18-crown-6 için kararlılık sabitlerinin katyonun boşluk çapına oranı ile değişimi verilmiştir(Lamb 1979, Blasıus1981 ).

Bir kompleksteki ligand-katyon stokiyometrisi ligandın boşluk büyüklüğü ve katyon çapının birbiriyle uyumlu olmasına bağlıdır. Genellikle bir katyonun çapı bir crown eter boşluk büyüklüğüne iyi şekilde uyduğunda 1:1 tipi ligand: metal kompleksi meydana gelir. Eğer katyon crown eter boşluğuna giremeyecek kadar büyük ise ‘sandviç’ 2:1 hatta ‘club sandviç’ de denilen 3:2 tipi ligand: metal kompleksi meydana gelir. Diğer taraftan crown eter halkası çok geniş ve esnekse halka boşluğunda iki katyonu da aynı anda tutarak 1: 2 tipi ligand: metal kompleksini oluşturur. Crown bileşiklerinde eterlerin tiyo eterlerle yer değişimi de alkali metallere olan ilgiyi azaltır ve yine Ag(I) gibi ağır metaller ile çok daha kuvvetli kompleksleşme yapmaya olan eğilimi gösterir.

Büyüklük ilişkilerine yaklaşımda önemli bir soru ligand boşluk büyüklüğünün nasıl saptandığıdır. Boşluk çapının bir dizi değerini bulmak için değişik tipteki molekül modelleri bulunmuştur. Son yıllarda X-Ray kristalografik çalışmaları, ligandın kompleksleşmiş ve komplekleşmemiş formlarında halkadaki atomların pozisyonlarının tam olarak tespitini mümkün kılmıştır. Bu interatomik uzaklıklar, donör atomlarının van der Walls yarı çapları çıkartılarak daha doğru hale getirilir. Böylece tam olarak halka boşluğunun büyüklüğü tahmin edilebilir. Boşluk boyutunun tespit edilmesinde, değişik metodlarla tespit edilen katyon yarıçapları değerlerindeki ufak sapmalar önemsizdir. Şekil 2.10 oluşturan değerler, koordinasyon sayısı 6 olan oksitler için Shannon ve Prewitt tarafından alınan metal katyonunun yarıçap değerleridir(Lamb, Izattt 1979)

2.4.2 Katyonun Tipi ve Yükü

Konuk- konak kompleksleşmesi; hidrojen bağı, hidrofobik etkileşimler, metal iyonu ile ligand arasındaki elektrostatik etkileşimler ve metal iyonu ile ligand arasındaki elektrostatik etkileşimler sonucu meydana gelmektedir (Sezgin ve ark.1993).Đyon ligand etkileşim kuvveti ligandların içerdiği donör atomların tipine fazlasıyla baglıdır. Hard- soft asit-baz teorisine göre (Lowry ve ark.1976) sert (hard) metal iyonları (alkali ve toprak alkali metal iyonları ) oksijen gibi sert (hard) donör atomlarını daha çok tercih ederken, gümüş gibi yumuşak (soft) metal iyonları ise kükürt gibi yumuşak donör atomlarını tercih etmektedir.

2.4.2.1 Alkali ve toprak alkali katyonlar

Alkali ve toprak alkali metal iyonlarının büyüklüğü komplekleşme karakterini etkileyecek kadar önemlidir. Li+ gibi daha küçük iyonlar, Cs+gibi daha büyük iyonlara göre daha kuvvetli tutulurlar ve desolvasyon aşamasında dikkate değer ölçüde fazla enerjiye ihtiyaç duyarlar. Diğer taraftan daha büyük katyonlar, küçük olanlar gibi ligandı çekemezler. Bu yüzden Na+ve Ba +2 gibi orta büyüklükteki katyonların pikleri daha büyük ve daha küçük olanlara göre daha şiddetlidir. Büyük iyonlar takdirinde ,+2 yüklü iyonlar aynı büyüklükteki +1 yüklü iyonlara göre daha büyük kararlılık sabitlerine sahiptirler. Küçük iyonlarda ise bu durum tam tersi olur. Örneğin, 18-crown-6 sodyum iyonunu yaklaşık aynı büyüklükteki kalsiyum iyonuna tercih eder(Lamb, Izattt 1979).

Çizelge 2. 3 Çeşitli Crown Eterlerin Boşluk Büyüklükleri ve Alkali ve Toprak Alkali Metallerin Đyon Çapları

2.4.2.2 Diğer metal katyonları

Alkali ve toprak alkali katyonlar dışında metal katyonları üzerinde fazla çalışma yapılmamıştır. Lantanid ve aktanid metal katyonlarının makro halkalılarla olan reaksiyonları çok az ilgi görmüştür. Benzo–15-crown-5 ile bütün lantanid nitratların aseton çözeltisinde, dibenzo -18-crown -6’nın ise asetonitril çözeltisinde kompleksleri elde edilmiştir(Lamb, Izattt 1979).

2.4.3. Crown Eter Halka Büyüklüğü

Metal –ligand etkileşmesinde rol oynayan faktörlerden birisi de crown eter halkasının büyüklüğüdür. Katyon –ligand kompleksinin bağlanma gücünü ve seçiciliğini etkileyen en önemli faktörlerden birisi de katyonun çapı ve makrosiklik halkanın boşluk büyüklüğünün birbiriyle uyumlu olmasıdır. Ligandın halka boşluk büyüklüğüne bağlı olarak bir seri katyon içinde sadece bir katyonla güçlü bir şekilde kompleks yaptığı görülmüştür ( Lamb ve ark.1981). Örneğin, 14-crown-4 Li+, 16-crown-5 Na+, 18-crown-6 K+ ve 21–crown–7 Rb+ ile güçlü kompleksler oluşturmaktadır.

Çizelge 2.4 Halkalı Polieterlerin Kompleks Oluşum Değerleri Halkalı Polieter M+n Tuzları Mol, Polieter/ Girdiler Mol Tuz Kompeks e.n. (ºC) Verim (%) DB14C4 DB15C5 DB18C6 DB18C6 DB21C7 DB24C8 DCI18C6 LiSCN NaSCN KSCN NH4SCN C2SCN AgNO3 Ba(SCN) KSCN KSCN RbSCN CsSCN CsI KSCN CsSCN CsSCN KI3 RbI3 CsI3 1:1 1:1 2:1 2:1 2:1 2:1 2:1 2:1 1:1 2:1 2:1 1:1 2:1 2:1 1:1 2:1 2:1 2:1 2.1 2:1 2:1 2:1 2:1 1:1 1:1 2:1 2:1 2:1 2:1 2:1 2:1 1:1 1:1 2:1 1:1 2:1 2:1 3:2 2:1 1:1 3:2 2:1 2:1 2:1 1:1 3:2 300 162-165 276 131-132 127 134-135 169-171 143-144 245-246 246-247 164-233 184-185 175-176 149-150 145-146 115-116 112-132 103-104 40(Yumuşar) 88-89 194-195 193-194 112-114 --- 50 77 81 --- 59 17 27 83 33 64 37 21 58 85 53 68 77 20 30 76 68 54

2.4.4 Çözücünün Kararlılığa ve Seçiciliğe Etkisi

Komplekleşme olayında, makro halkalar çözücüler ile yarışma halindedirler. Bundan dolayı çözücü değişikliği ligandın bağlanma özelliğini değiştirebilir. Düşük dielektrik sabitine ve çözme gücüne sahip çözücüler daha büyük kompleks kararlılığına sebep olur. Komplekslerin kararlılığı büyük katyonlar ile çalışıldığında çözücü tarafından daha az etkilenmektedir. En büyük seçicilik, kuvvetli çözen çözücülerde görülür. Bunlar küçük katyonlar için daha büyük ilgiye sahiptir. Bu yüzden kompleksin kararlılığını azaltırlar. Daha az polar ortamda katyon ve solventin etkileşmesi ligandın büyüklüğüne bağlı seçicilikle aynıdır.

Kullanılacak çözücüler, n-BuOH, n-PrOH, THF (kaynama noktası daha düşük olduğundan tercih edilir), DMF (mecbur kalınmadıkça kullanılmaz, hidrolize uğraması ve yüksek kaynama noktası dezavantajlarıdır) olarak belirtilebilir. Hekzametilfosforamid gibi farklı çözücülerin de kullanıldığı çeşitli literatürlerde belirtilmiştir. Pedersen, ideal bir reaksiyonda, baz olarak NaH, çözücü olarak susuz THF ve etilen glikol ile diğer reaktifin ditosilatının kullanılmasını önermiştir.

3.KARIŞIK DONÖRLÜ MAKROSĐKLĐK BĐLEŞĐKLER

Makrosiklik ligandlar genel olarak iki kısıma ayrılır, bunlardan biri Pedersen ve Lehn tarafından keşfedilen oksijen donör atomlarına sahip taç eterler ve cryptandlar ve diğeri ilk kez Curtıs ve Busch gibi araştırmacılar tarafından bulunan azot donör atomuna sahip bileşiklerdir.

3.1 Azot –Oksijen Donör Atomlarını Đçeren Bazı Makrosiklikler

Heteroatom olarak sadece oksijen içeren makrosiklik eterlere “taç eter” hem oksijen hem azot içeren makrosiklik eterlere “aza-taç” adı verilir. Bu moleküller IA ve IIA grubu katyonlarıyla kararlı ve kristal yapıda kompleksler oluştururlar (Pedersen 1967, Pedersen 1970).Çözeltide ise bu katyonları seçimli olarak bağlarlar. Alkil amonyum tuzları ve nötral organik moleküller ile host-quest türünde seçimli kompleksler oluştururlar (Crametal.1974, Johnsetal.1985, Cramet. al.1988, Weber

1989). Bu özelliklerden yararlanarak optikçe aktiflik gösteren aminogrup asitler ve başka organik moleküller izomerlerinden kolon kromotografisi ile ayrılabilirler. Ayrıca optikçe aktif taç eterler kompleks oluşum yolu ile alfa aminoasitlerin (+ ) ve (-) formlarını ayırabilir (Cram et al.1978). Bu amaçla silikaya bağlanmış taç eter dolgu maddeleri hazırlanmış ve kromotografik ayırma işlemlerinde olumlu sonuçlar alınmıştır.

Taç eterler reaksiyon hızını ve verimini arttırdıklarından dolayı faz transfer reaksiyonlarında katalizör olarakta kullanılmaktadır (Guida ve Mathre 1980, Bartsch ve Yand 1984). Đyon seçici elektrot yapımında ve hücrelerde Na+ ve K+ seçiciliğinin düzenlenmesinde önemli bileşiktir. Aza taç eterler birbirine bağlanarak poli- aza-taç eterleri oluştururlar. Diaza taç eterlerin en önemli özelliği, çapı taç eter halkasından daha büyük olan alkali veya toprak alkali katyonlarını iki taç eter halkası arasında sandviç tipi kompleks vererek koordine etmesidir. Bu tür kompleksler tek halkalı taç eter komplekslerinden daha kararlıdır (Beer 1986, Handyside et al. 1982). Çapı taç eter boşluğundan daha küçük olan katyonlar, taç eter halkasına kolay yerleşebildiğinden, diaza taç eter ligandları bu tür katyonlarla iki aktif bölgeye sahip ditopik kompleksler oluşturur.

3.1.1 Aza Taç Eterlerin Sentezi

Aza taç eterlerin elde edilmesi için aşağıda verilmiş fonksiyonel grupların bulunduğu bileşikler kullanılabilir. Bunların indirgenmesi veya yükseltgenmesi ile değişik türevlere de gidilebilir.

Şekil 3. 1 Amin Grubu Đçeren Bileşiklerin Genel Gösterimi

Aminlerin bazı reaksiyonlarda tepkimeye girmemesi için korunması gereklidir. Bu amaçla en sık kullanılan reaksiyonlardan biri tosillemedir. Hacimli bir grup olan tosil grubu kolay ayrılması nedeniyle tercih edilir.

Tosil grubunun bir başka özelliği de, alkol tosilatı ile amin tosilatı reaksiyona sokulduğunda disübstitüe amin tosilatının elde edilmesidir. Aza taç eterlerde, metal iyonundan ziyade tosil gruplarının bulundukları molekülün hareket kabiliyetini azaltarak bir tür kalıp etkisi yaratıp azot atomlarını birbirine yaklaştırdıkları düşünülmektedir. Çünkü azot gibi yumuşak bir donörün çok sert karakterli alkali metal iyonlarıyla yeterli derecede etkileşemedikleri bilinmektedir. Bu tür bileşikler geçiş metallerine karşı daha iyi reaksiyon vermektedir. Aza taç eterlerin sentezi için en çok başvurulan yöntemlerden birisi bütün sekonder amin protonlarının tosillenmiş olduğu amin sodyum tuzu bileşiği kullanmaktır.

CH2 NH CH2 CH N CH2 C O NH C O H2C NH NH CH2 C O NH NH C O H2C N N CH2 C O NH C O

Şekil 3.2Aza Taç Eter Sentezini Genel Gösterimi

Tosilleme reaksiyonuna alternatif olarak, asit klorürleriyle aminlerin kolayca amid vermesi düşünülebilir. Bu durumda, elde edilen amid kuvvetli bir indirgenle (lityum alüminyum hidrür gibi) indirgenirse amin türevi elde edilmiş olur. Đstenen makrosiklik diamin, ilgili dioksodiamin ve dikarboksilik asit diklorürden başlayarak % 75 e varan verimle kondenzasyon sonunda lityum alüminyum hidrürle indirgemek suretiyle elde edilir.

Şekil 3.3 Aza Taç Eter Sentez Yöntemi

3.1.2.Monoaza Taç Eterlerin Sentezi

Đlk mono-aza taç eterler uygun dietanolamin ile oligoetilen glikollerin ditosilatı ve ya dihalojenüründen hazırlanmıştır. Đki başlangıç maddesi de kolaylıkla

bulanabildiği için uygun bir metottur(Gokel ve Garcia 1977, Jhonson ve ark. 1979, 1985). X O X n NaH,DMF veya NaH,THF veya t-BuOH,Na veyaK

+

R grubu benzil, tritil veya tosil grubu olduğu zaman, sübstitüe olmayan aza-taç eterler hazırlanabilir. Koruma gruplarının uzaklaştırılması asit bölünmesi veya indirgeme yolu ile yapılabilir(Jhonson ve ark. 1979, 1985).Halkalaşma basamağı sodyum veya potasyum metali ile THF veya DMF içerisinde ya da tert-butil alkolde sodyum hidrür kullanılarak tamamlanabilir. Verimler halkanın büyüklüğüne bağlı olarak orta seviyededir.

Bu reaksiyonun suda yapılması halinde n=2 için sadece N-fenil sübstitüe aza taç eterler oluşmuştur(Calverley ve Dale 1981). DMF içinde yapılması durumunda n>2 için sadece benzoaza-taç eterler, N-fenil türevlerinde n=0 için morfolin bileşikleri elde edilir.

Şekil 3.5 N-fenil sübstitüe aza taç eter sentezi

Çok sayıda aza-taç bileşiklerinin hazırlanması için Okahara halka kapanma reaksiyonu kullanılmıştır. Bu reaksiyonun verimleri halka büyüklüğüne ve azot atomu üzerindeki sübstitüente bağlı olarak %50-80 arasında olmuştur.

Diğer bir aza-taç eter sentez yöntemi ise N-benzildietanolamin ve

tetraetilenglikolditosilat, NaH ve HCONMe2 ortamında reaksiyona sokularak N-

benzilazocrown vermesidir. Bu ürünün de indirgenerek monoaza–18-crown–6 vermesidir (Gokel 1977).

Şekil 3.7 monoaza-18-crown-6 sentezi

Aza-taç eter hazırlamak için diğer bir yöntem de ise siyanamid kullanılmış ve N-siyano grubu asetik asitle etkileştirildiğinde bir imino etere ve buda N-H bileşiğine hidroliz olarak sübstitüe olmayan monoaza-taç eterlere dönüşmüştür(Maeda ve ark.1981).

3.1.3 Diaza Taç Eterlerin Sentez Yöntemleri

Diaza–taç eterler, kriptand ve diğer N- substitüe ligantların sentezinde anahtar ara ürün olduklarından çok önemlidir. Diaza-taç eterler azot üzerinde substitüe olmamış ya da makrohalkalı ligantların sentezi için faydalı olan azot üzerinde substitüe olmuş fonksiyonel gruplara sahip olabilir.

Yöntem A

Bir diaza taç eterin eldesi için en kolay yöntemlerden birisi asit klorür ile diamini birleştirmektir. Oldukça seyreltik ortamlarda çalışmak gerekir. Ayrıca ele geçen ürün dilaktam olup kuvvetli bir indirgenle muamele edilirse diaza taç eter sentezlenebilir. Cl O O O Cl O m H₂N O O O O NH₂ n + NH O O O O _O O HN O O n m LiAlH₄ NH O O _O O HN n m

Yöntem B

Dietilen glikol diamin N,N’- Bis(p-toluensulfonamid) ile trietilenglikolun ditosil türevleri reaksiyona girerek diaza-18-crown-6’nın N,N’–bis(p-toluensulfonamid) türevi hazırlanmış. Lityum alüminyum hidrürle indirgemek suretiyle N-tosil grubunun uzaklaştırılmasıyla sübstitüe olmamış aza-taç eterlerin hazırlanmasında tercih edilen yöntemlerden birisidir.

Yöntem C

Dietilen glikolun ditosilat veya diklorür türevleri ile sodyum p-toluensülfonamid ile reaksiyonu sonucunda N,N’-ditosildiaza–18-crown–6 türevleri sentezlenmiştir. N

Şekil 3.11 N,N’-ditosildiaza–18-crown–6 türevleri sentezi

Yöntem D

Diaza taç eterlerin hazırlanmasında bis(p-toluensulfonamid) türevlerinden ziyade bis(triflorasetamid) türevlerinin de kullanılmasıyla diazataç eterler sentezlenebilir. Triflor asetil grubunun uzaklaştırılması çok kolay olması bakımından hidroliz yöntemiyle kolayca giderilebilir.

O O O O CF CONH HNOCCF + TsO O sT NaH H O,OH H N N H 2 O O O O O O CI CI NH ³ ² ³ ³

Şekil 3.12 Diaza taç eter sentezinde bis(triflorasetamid) türevlerinin kullanılması

YöntemE

Ditosil ile glikolun reaksiyonu ve tosil klorürü ile substitüe olmuş diazaoligoetilenglikolün reaksiyonlarının her ikisi de Okahara halka kapanması olarak kullanılmıştır.

Yöntem F

Uygun reaktifler kullanılarak oligomerleri de elde edilebilir(Gokel 1992).

Şekil 3.14 Diaza taç eter oligomerleri

Yöntem G

Diğer bir diaza-taç eter oluşumu reaksiyonu aşağıda görüldüğü gibi tuz oluşumu ve asit katalizli hidroliz sonucu elde edilir(Weber 1989).

3. 1.4 Poliaza Taç Eterlerin Sentezi

Bunların tamamı azotlu bir etilendiamin türevi ile azot veya oksijen ihtiva eden bir ester kullanılarak sentezlenebilir. Etil alkol içinde kaynatıldığı zaman ester gruplarıyla amin grupları arasında bir etil alkol molekülü ayrılmak suretiyle birbirlerine bağlanır. Oluşan amid bileşiği indirgenirse bir poliaza taç eter sentezlenebilir.

Şekil 3.16Amid bileşiğinin indirgenmesiyle poliaza taç eter sentezi

Başka bir poliaza taç eter türü de fenilen diamin veya aminofenol üzerinden gidilerek hazırlanır. Fenilen diamin ile bir dihalojenür, reaksiyon şartlarına göre bir veya iki amin grubundan halkalaşmayı tercih edebilir.

Benzo monoaza taç eterlerin sentezi için pirokatekol türevleri kullanılır. Birinci kademede tosilli ara ürün üzerine tosil primer amin ilave edilirse daha öncebahsedilen reaksiyon ile halkalı bir sekonder amin meydana gelir.

Şekil 3.18 Sekonder amin bileşiği oluşması

Bu reaksiyonun 2:2 mol oranında yapılması ile dibenzo-diaza-18-crown– 6 ditosilat sentezlenir.

4. MAKROSĐKLĐK BĐLEŞĐKLERĐN EKSTRAKSĐYON ÇALIŞMALARI

4.1 Metallerin Makrosiklik Bileşiklerle Çözücü Ekstraksiyonu

Çözücü ekstraksiyonu makrosiklik bileşiklerin geniş uygulama alanlarından biridir. Bunun sebeplerinden biri ekstraksiyon tekniklerinin basit olmasıdır. Bir diğer sebep makrosikliklerin kompleks oluşturma kabiliyetinin değerlendirilmesi ve yüksek seçimli metal makrosiklik bileşimlerinin araştırılması için ekstraksiyonun uygun bir metot olarak kullanılabilmesidir. Aslında ekstraksiyon tekniği ile seçimliliğin incelenmesi homojen ortamlardaki seçimliliği aşan bir konudur.

En yaygın olarak rastlanan makrosikliklerden oksijen taşıyan ve crown eter olarak bilinen ekstraksiyonda geniş kullanım alanı bulmuştur. Bu ayıraçların alkali ve toprak alkali elementlerinin ekstraksiyonunda kullanımı ile ilgili pek çok çalışma mevcuttur. Oysa azot ve kükürt donör atomları taşıyan makrosiklik bileşikler geçiş metalleri ve IIIA-VIA grubu elementlerinin ekstraksiyonu için uygun görülmektedir.

4.2. Makrosiklik Bileşiklerin Fazlar Arasındaki Dağılımı

Alkali grupları taşıyan azot ya da oksijen içeren makrosiklik bileşikler hem hidrofilik hem de lipofilik özellik gösterir. Sübstituent taşımayan taç eterlerin dağılma oranları genellikle 0,1-10 arasında değişir (DL = Corg / Csu ). Benzen halkası

siklohegzil halkasından çok daha büyük lipofilik özellik gösterir. Kükürt içeren makrosiklikler hidrofilik kısımları olmadığından dolayı azot oksijen içeren makrosikliklerden daha çok lipofiliktir.

Çizelge 4.1 Makrosilik Bileşiklerin Fazlar Arasındaki Dağılımı Organik çözücü (logKD, L) Crown eter B15C5 Benzen 1,2-dikloretan Kloroform 1,3 1,93 2,4 DB18C6 Benzen Kloroform 2,9 3,9 DC18C6,Đzomer karışımı 1,2-Dikloretan Kloroform 2,29 2,66 Krıptandlar Kriptand-2, 2, 2 Klorobenzen 0,15 Aza makrosiklikleri

Aza -15-crown-5 1,2 dikloretan 3,26

4.3 Ekstraksiyon Dengesi

Metal iyonları bir organik ve sulu faz arasındaki dağılımı birçok faktör etkiler. Örneğin organik ve sulu fazın yapısı, metal iyonun ve ekstrantların yapısı, metal kompleksleşme reaksiyonları (her iki fazda da) ve çeşitli komplekslerin çözücüyle sarılması bu dağılmaya etki eden faktörlerdir. Bir ekstraksiyon sisteminde oluşan olayların anlaşılması hem teorik hem de pratik açıdan önemlidir. Özellikle uygulama açısından ekstraksiyona katılan türlerin uygun bir şekilde seçilmesine imkân sağlar. Bu amaçla metallerin makrosiklik bileşiklerle ekstraksiyonunun temelini oluşturan dengeler ve bu dengelerin denge sabitlerinin nasıl hesaplandığına göz atmak gerekir.

Metal iyonu (M+n) ve A- karşıt iyondur. MCAm, bunları içeren crown (C)

kompleksi arasında meydana gelen iyon-çiftidir. Đlave edilmelidir ki ekstraksiyon derecesi anyona bağlıdır. Örneğin bir organik faza alkali bir metalin ekstraksiyonu, pikrat gibi büyük bir anyon karşıt iyon olma durumunda artar. Alkali metal pikratların 18-crown -6 varlığında benzene olan ekstraksiyonu K+ > Rb+ >Cs+ > Na+ sırasındaazalmagösterir(Iwachıdo1978). Benzende 15-crown–5 için sudan pikrat ekstraksiyon katsayısı Pb +2 > Sn +2 > Ba+2 > Ca+2 sırasında düşme gösterir(Takeda 1979).

Pek çok durumda, ekstraksiyon işlemi organik faza ekstrakte edilen maddenin yüzdesi olarak (%E) ifade edilir. Fazlar aynı olduğunda

Vaq / Vorg =1(V=hacim )

V( org ) [ M +n]

%E = --- X % 100 V(ORG) [M +n ](org)+ V (aq) [Mn+] (aq)

D x 100 % E = --- D+ (V(aq)/ V (ORG))

Metal iyon çözücü ekstraksiyon işlemi metal iyonlarını birbirinden ayırmak amacıyla kullanıldığı için bu işlemde seçiciliğin önemi ortaya çıkmıştır. Bir metal iyonu diğerine göre seçici olarak ekstrakte etme özelliğine sahip ekstraktantların karşılaştırılması % E değeriyle ifade edilirken, ayırma oranı veya ayırma faktörünü (S) kullanmak daha da uygundur.

D Metaliyon A

S A/B = ---

Organik çözelti

Komplekleşen /şelatlaşan : M +L =ML

Çözücüyle sarılma : ML + n S = ML(S)n : HL + n’ S = ML(S)n’ Yakınlaşma oluşumu : ML +B = ML- B (özel çözücüyle sarılma ) : HL+B = HL-B Toplama : ML+ML =(ML)2 vs

HL +HL =( HL) 2

Ara yüzey kinetik alan ve iki fazlı reaksiyonlar Kompleksleşen / şelatlaşan : M aq +HL org = ML org +H +aq

Ekstraktant dağılması : HL (ORG) =HL (aq)

Sulu çözelti

Kompleksleşen : M +HL= ML+H+ : M + n Y’=MYn

: M + HnX = MX+nH+

Solvasyon/ hidroliz : M + n H2O = M (H2O)n

: M(H2O)n +M(OH)(H2O)n-1 +H+

:HL + L=H+

4.4 Ekstrant Olarak Karışık Donorlü Makrosiklikler

Taç eterlerin geçiş metallerinin çoğu ile IIIA ve VIA grubu elementlerini ekstrakte etmede yetersiz kalması bu elementler için seçimli ekstraktantların aranmasına sebep olmuştur. Bu çalışmalar sonucunda N ve S içeren makrosikliklerle yapılan ekstraksiyon denemelerine literatürde son yirmi yılda rastlanmaktadır. Bu makrosiklikler arasında da geçiş metalleri ile IIIA-VIA grubu elementlerini iyi ekstrakte eden makrosikler göze çarpar.

Çeşitli donör atomları taşıyan makrosikliklerin metal ekstraktantları olarak kullanılması iki yönde araştırılmıştır. Bunlardan birinde; ekstraksiyon, ayırma, önderiştirme ve tayin için yeni bileşikler etkili metotlarla geliştirilmiştir. Diğer tür çalışmalarda ise komplekslerin kararlılıklarını kontrol eden çeşitli faktörler, çözücü etkileri ve iyon çifti oluşumunda anyonun kullanımı incelenmiştir.

N,S,O içeren makrosikliklerin metal ekstraksiyonları taç eterlerin metal ekstraksiyonlarından daha karmaşıktır. Çünkü crown eterlerin bir metali ekstraksiyonu en basit şekilde crown eterin çapıyla alakalıdır. Diğer donor atomları içeren makrosikliklerle metal ekstraksiyonunuda birçok faktör ekstraksiyon işlemini etkiler ve bu faktörler den herhangi birisi çok önemli olabilir.

4.4.1 Azot –Oksijen Đçeren Makrosiklikler Mono ve Diaza Crown Eterler

Monoaza taç eterlerle ilgili olarak çok fazla ekstraksiyon çalışması yapılmamıştır. Bunun sebebi de bu yapıların taç eterlerin ekstraksiyonundan çok fazla fark olmamasdır. Diazataç eterler alkali metal pikratları için ekstraktantlar olarak düşünülebilir. Bu ayıraçlar ML2 Pik- bileşiminde sandviç tipi kompleksler oluştururlar. Diaza taç eterlerle ile ilgili daha fazla çalışma yapılmıştır. N,N’-bis(amino grup alkil) türevli diazataç eterler amonyum katyonunu olduğu gibi Li, Na, K pikratları da kolayca ekstrakte eder.

Bu makrosiklik ile ekstraksiyon için en uygun çözücülerin kloroform,1,2-dikloretan ve toluen olduğu görülmüştür. Ayrıca ekstraksiyonu artırmak için büyük lipofilik anyonlar gerekli değildir. Bu durumun özellikle Pd(II) ve Hg(II)’nin

yeterince yüksek konsantrasyonlarda ki ekstraksiyonu için geçerli olduğu görülmüştür.

5. KAYNAK ARAŞTIRMASI

Aza-taç eterler ağır ve metal iyonlara karşı spesifik kompleks seçiciliğine ve kararlılığına sahiptirler, ancak kullanıldıktan sonra geri kazanılmaları için çözünürlükleri çok yüksektir. Karışık hetero atomlu makrosiklik ligandlar, ihtiva ettikleri atomun cinsine göre davranış gösterirler. Mesela oksijen ve azot ihtiva eden makrosiklik bileşikler, hem geçiş metalleri ile hem de IA ve IIA grubu katyonları ile kompleks verebilirler (Pedersen ve Frensdorff, 1972, Gokel, 1992).

Ümmühan Ocak (2000) yılında yaptığı doktora çalışmasında makrosiklik ligandlar sentezleyerek bunların çeşitli ağır metallerle ekstraksiyonda kullanabilirliğini incelemiştir.

Şekil 5.1 Bazı ligandların ağır metallerle ekstraksiyonu

Bin Zhao ve çalışma grubu (2001) 2,6-bis[(2-formylphenyl)oxymethyl] pyridine bileşiği ile farklı diamino bileşiklerinin sıcak metanollü şartlar altında gerçekleşen reaksiyonları neticesinde yeni aza taç eterleri sentezlemişlerdir. Sıvı membran sistemlerinde bazı katyonlarla yaptıkları çalışmalarda iyon taşıyıcı olarak kullanılabildiklerini gözlemlemişler.

Baki Çiçek (2002) yılında yapmış olduğu doktora çalışmasında tetra-azacrown eter bileşikleri sentezleyip bunların sıvı –sıvı ekstraksiyondaki özelliklerini incelemiştir.

Şekil 5.2Tetraaza taç eter örnekleri

Gönül Yapar (1993) yılında yaptığı y.lisans tez çalışmasında di benzo crown eter sentez yöntemlerinden farklı bir yöntem denemiş ve bunların diklormetan ya da kloroform gibi çözücülerle değil su/metil izo-butil keton sistemi kullanarak yeni yöntemler denemiştir.

Şekil 5.3 Çeşitli aza taç eter sentez yöntemi

Yılmaz ve arkadaşları(2008) iki kiral kaliks(4)azacrown eter sentezlemişler. Brom ve metil grupları içeren kaliks(4) arenler ile aminodiolleri reaksiyona sokarak istenilen bileşikleri elde etmişler. R veya S mandelik asit ve D veya L dibenzo tartarik asitlerle birlikte enantiyo seçicilikleri kıyaslanmıştır.

Şekil 5.4 Kaliks(4)azacrown eter

Köksal Pabuçcu, Zeynel Kılıç (2008) literatür çalışmasında diaza taç eter ve fosfaza taç eterler taramalı elektron mikroskopta incelenmiş ve elektron mikrografları karşılaştırılmıştır. Mikrograf analizlerinde bu bileşiklerin farklı morfolojik yapıya sahip olduğu gözlenmiştir.

CHO OHC O O Dialdehit (1) H N NH KuruMeOH NaBH /Boraks O NH HN Diaza-taç eter (2) O HN HN CI CI P N N CI CI P + CI CI N Kuru THF, Ar O O O N N P N N P P CI CI _N CI CI O ² + ² 4 O O O O P

Şekil5.5 Diaza taç eter ve fosfaza taç eterler

Shim Sung Lee ve arkadaşları (2008) yılında yapmış oldukları çalışmalar neticesinde N3O2 dönor atomlu 17 üyeli makrosiklik bileşikler sentezlemişler.

Bunların yumuşak metallerle olan / Ag(I), Hg(II), Cd(II), Pd(II) komplekslerini oluşturmuşlardır. O O NH N H N H

Đsmail Değirmencioğlu (1993) yılında yapmış olduğu y.lisans çalışmasında taç eter grubu taşıyan azot-oksijen yeni makrosiklik ligantları sentezlemiş ve kompleks oluşumlarını incelemiştir.

Salih Đlhan ve arkadaşları (2007) pridin türevi diamin bileşiği ile aromatik bir aldehit bileşiğinin; Cu(II), Co(III), Ni(II), Pb(II) ve La(III) metallerinden yararlanarak template etkiyle Schiff bazlı makrosiklik komplekslerini sentezlemişler. Bunların farklı spektroskopik yöntemlerle karakteristik özelliklerini aydınlatmışlar. Nanyan Fu ve arkadaşları (2008) çeşitli bis(imin) bileşikleri kullanarak farklı türde β- laktamlar elde etmişler ve bunları spektroskopik yöntemlerle ayndınlatmaya çalışmışlardır. N N N N N N N N N N N N N N O O O O O O O O O O O O _{O O} PhO C O CH CI Et N -78°C ² ² ³ PhO O O O hP (78%) CH CI Et N -78°C PhO C O ² ² ³ PhO O O O hP (45%) CH CI Et N -78°C ² ² ³ PhO C O PhO O O O hP O hP PhO O O

N N N N N N N N N N N N O O O O O O O O O O O O O hP PhO C O CH CI Et N -78°C ² ² ³ PhO O _O PhO C O PhO OO _{O hP} PhO C O PhO O O O hP 74%) 95%) 97%) CH CI Et N -78°C ² ² ³ CH CI Et N °C ton 0² ² ³

Şekil2.9 Farklı türde β- laktamlar

Şekil 5.8 Tetraaza Makrosiklik Đmin Ligand Sentez Yöntemi

6. MATERYAL VE METOD

6.1. Deneyde Kullanılan Cihaz ve Aletler

Erime noktası Elektrotermal 9100 marka erime noktası tayin cihazı ile yapıldı. 1H NMR CDCl3 içinde Varian 400 MHz spektrofotometre ile alındı. NMR

spektrumunda kimyasal kayma değerleri (δ) ppm cinsinden belirtildi. Reaksiyonunu tamamlanıp tamamlanmadığı ITK ile izlendi.

IR spektrumları KBr diskleri halinde Perkin Elmer 1605 FTIR spektrofotometresinden alındı.

UV-vis ölçümlerinde Shimadzu 160A UV-visible spektrofotometresi kullanıldı.

6.2 Deneylerde Kullanılan Kimyasal Maddeler

6,6'-methylenebis(2-tert-butyl–4-methylphenol), brommetilasetat, K2CO3,

kuru aseton, diklorometan, metanol, benzildiamin, etilen diamin, 1,3- diaminopropan. Tüm sulu çözeltiler, Millipore Milli-Q Plus su saflaştırma cihazıyla saflaştırılan saf su ile hazırlanmıştır. Kullanılan kimyasallar Fluka, Merck ve Aldirich firmalarından temin edilmiştir.

Elde ettiğimiz makrosiklik ligandların hazırlanmasında kullanılan organik bileşiklerden 6,6'-methylenebis(2-tert-butyl–4-methylphenol) sentezlenmesi esnasında doğabilecek hata ve safsızlıklardan kaçınmak için hazır olarak alınmıştır. Aslında 6,6'-methylenebis(2-tert-butyl–4-methylphenol) literatüre uygun olarak sentezlenmeye çalışılmış ancak literatür verileri tatmin edici olmadığından hazır madde tercih edilmiştir.

6.3 Makrosiklik Lakton Sentezi

Bu çalışmada önce 6,6'-metilenbis(2-tert-butil-4-metilfenol) ile brommetilasetat arasındaki reaksiyondan dimetil 2,2'-(6,6'-metilenbis(2-tert-butil-4-metil-6,1-fenilen)bis(oksi)diasetat bileşiği sentezlenecektir.

Daha sonra dimetil 2,2'-(6,6'-metilenbis(2-tert-butil–4-metil–6,1-fenilen) bis(oksi)diasetat ile alkildiamin türevli bileşikler kullanılarak aşağıda verilen makrosiklik laktam bileşikleri 5a-d literatüre göre sentezlenecektir (Elizabeth M.Collins ve ark. 1991, Qing, G.Y. ve ark. 2006).

6.3.1..Dimethyl2,2'-(6,6'-methylenebis(2-tert-butyl-4-methyl-6,1- phenylene)bis(oxy)diacetate

500 ml’ lik balona,11 mmol K2CO3, 350ml kuru aseton ve 5mmol

6,6'-methylenebis(2-tert-butyl-4-methylphenol) maddeleri azot atmosferinde geri soğutucu altında yarım saat karışır halde ısıtıldı. Daha sonra yavaş 4,8mmol brommetilasetat damla damla ilave edildi. 48 saat sonunda geri soğutucudan alınan beyazımsı karışımın fazla çözücüsü evaparatörde uzaklaştırıldı. Madde kurumaya bırakıldı ve diklorometan / metanol çözücü karışımında yeniden kristallendirildi ve açık beyaz renkli ürün elde edildi.

E.N. 116 oC Verim : % 55 IR analizi:

(KBr), νmax/cm–1: 3010–3000 (C-Haril), 2875–2870 (CH2), 1760 (CO),

1585–1500 (C=C), 1260 (COaril), 1170 (COalkil), 1

H NMR analizi:

(400 MHz, CDCl3): δ 7,3 (d, 2H, ArHmeta.); 7. 1 (s, 2H, ArHmeta.); 6,8 (d,

2H, ArHorto); 4,8 (s, 4H, O-CH2-CO), 4,0 (s, 2H, Ph-CH2-Ph.), 3.5 (s, 6H, OCH3),