Duyarlı ve Kendi Kendini Onarabilen Kaliks[4]pirol Bazlı Supramoleküler Polimerler


Aydoğan A. (Executive)

TUBITAK Project, 2017 - 2018

  • Project Type: TUBITAK Project
  • Begin Date: May 2017
  • End Date: March 2018

Project Abstract

Supramoleküler polimerler monomerik ünitelerin ikincil etkileşimlerle yüksek derecede yönlenebilir ve geri dönüşümlü olarak birbirine bağlandığı materyallerdir. Doğası gereği dinamik bir yapıya sahip olan supramoleküler polimerik materyaller belirli koşullar altında kendi kendine ve sürekli olarak geri dönüşümlü düzenlenme özelliği gösterebilmektedir.

Literatürde anyon tanınması üzerine temellendirilmiş supramoleküler polimer sistemleri çok nadir olarak kaşımıza çıkmaktadır. Oysaki anyonlar gerek biyolojide ve gerekse çevre kimyasında çok önemli role sahiptir. Anyonların tanınması ve canlı organizmaların hücre duvarı boyunca taşınması temel hücre işlevlerinin yerine getirilebilmesi için hayatidir. Anyon iletiminin düzgün işlememesi kistik fibrozis, Dent hastalığı ve osteoporozis gibi hastalıklara sebep olabilmektedir. Çevre kimyası açısından bakıldığında içme suları içerisinde bulunan arsenik (arsenat olarak) ve florür, ayrıca endüstriyel atıklardan kaynaklanan nitrat, fosfat gibi anyonlar ve nükleer atıkların geri dönüşümünde anyonların önemli rolleri bulunmaktadır. Bu gibi nedenlerden dolayı anyonların tanınması ve seçici olarak giderilmesi için anyon reseptörlerinin dizaynı ve supramoleküler polimerik materyallerin hazırlanması  büyük önem taşımaktadır. 

Bu nedenle anyon tanınması üzerine kurgulanmış yüksek performanslı supramoleküler polimerlerin hazırlanması ve bu polimerlerin ısı ve pH gibi dış etkenlere karşı duyarlılığı ve aynı zamanda kendi kendini onarabilme özelliklerinin araştırılması projemizin temel hedefidir. Anyon tanıma kimyasında polipirolik mimariye sahip makrosiklik bileşikler sıkça kullanılmaktadır. Bu mimariler arasında kaliks[4]pirol bileşikleri önemli bir yer teşkil etmektedir. 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 sağlayacaktır. Kaliks[4]pirol bileşiklerinin kuvvetli bağladığı anyonlardan birisi  asetat anyonudur. Bu nedenle, bu projede mezo-pozisyonlarından birinde karboksilat fonksiyonel grubu içeren iki farklı kaliks[4]pirol bileşiği sentezlenecektir. Ardından asetat fonskiyonlu kaliks[4]pirol bileşiklerinin organik çözücüler içerisinde moleküller arası etkileşimleri sonucunda oluşacak supramoleküler polimerlerizasyonu incelenecektir. Ayrıca hem karboksilat fonksiyonel grupları ile kalikspirol halkaları arasındaki mesafenin hem de ortamda eşlenik katyon olarak bulunan tetra-n-alkilamonyum tuzlarına ait çeşitli alkil gruplarının supramoleküler polimerizasyona etkisi de ayrıca araştırılacaktır.


Bu çalışmalarla, literatürde örneği hem çok az olan hem de örneklerinin istenilen performansta olmadığı, anyon reseptörleri üzerine temellendirilmiş sistemlere alternatif yüksek performanslı, dış uyarılara duyarlı ve kendi kendini onarabilen kaliks[4]pirol bazlı yeni yüksek performanslı supramoleküler polimerler hazırlanacaktır. Gerekli tüm cihaz ve tetkik yöntemler kullanılarak oluşturulacak olan supramoleküler polimerlerin fiziksel özellik ve davranışlarına yönelik önemli veriler elde edilecektir. Elde edilecek olan veriler ışığında kaliks[4]pirol bazlı supramoleküler polimerler için en uygun kullanım alanları irdelenecektir.