Siyah fosfor destekli paladyum nanokatalizörlerinin sentezi ve karbon-hidrojen bağ aktivasyonu tepkimelerinde katalitik etkinlikleri
The synthesis of black phoshporus supported palladium nanocatalysts and their catalytic activities in carbon-bond activation reactions
- Tez No: 936273
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HAYDAR KILIÇ, DOÇ. DR. ÖNDER METİN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Siyah fosfor, Nanokatalizör, Heterojen Katalizör, C-H Arilasyon, İmidazopridin, Fenil boronik asit, Anorganik kimya, Metal nanopartiküller, Black phosphorus, Nanocatalyst, Heterogeneous Catalyst, C-H Arylation, Imidazopyridine, Phenyl boronic acid, Methyl acrylate, Inorganic chemistry, Metal nanoparticles
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Anorganik Kimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Amaç: Bu doktora tezi kapsamında, ileri fonksiyonel malzeme olarak kullanılan siyah fosforun (SF), geçiş metal nanopartiküllerinin yerinde (in situ) sentezi için destek malzemesi olarak kullanılmasının yanı sıra organik kimyada ilaç etken madde sentezlerinde önemli bir reaksiyon olan karbon-hidrojen (C-H) arilasyon tepkimeleri için yüksek etkinliğe sahip, ürün seçiciliği olan ve geri kazanılabilen yeni nesil heterojen nano-katalizörlerin geliştirilmesi amaçlandı. Yöntem: Hedeflenen SF'ye destekli metal nanokatalizörler, tek bir kapta ve basamakta solvotermal yöntemle kırmızı fosforun 2D boyutlu SF nanoyapraklarına dönüşmesi ve eş zamanlı olarak geçiş metal nanopartiküllerinin indirgenmesi ile geri kazanılabilen monometalik (SF-M, M:Pd,Ni,Cu) ve bimetalik (SF-MPd, M:Ni,Cu) nanokatalizörlerin sentezleri gerçekleştirildi. Kırmızı fosfor ve metal tuzları varlığında optimizasyon şartları belirlendikten sonra monometalik ve bimetalik formda nanokatalizör sentezleri tamamlandı. Sentezlenen nano-katalizörlerin yapısal tanımlamaları yapıldıktan sonra, C-H arilasyon, Suzuki-Heck kenetlenme tepkimeleri için optimizasyon denemeleri yapıldı, en uygun tepkime koşulları belirlendi. Bulgular: Sentezlenen SF-M ve SF-MPd nanokatalizörlerin yapısal tanımlamaları XRD, XPS, TEM, HR-TEM, Raman ve ICP-MS yöntemleriyle aydınlatıldı. Yapıları aydınlatılan SF-M ve SF-MPd nanokatalizörleriyle imidazopridin ve türevlerinin arilhalojenürlerle C-H arilasyon tepkimelerinde test edildi. Belirlenen koşullar altında farklı substratların C-H arilasyonuyla hedef ürünlerin sentezleri yüksek verimlerle gerçekleştirildi. Sonuçlar: Bu tez kapsamında geliştirilen özgün sentez yöntemi ile SF'ye destekli monometalik ve/veya bimetalik nanopartiküllerin sentezleri solvotermal yöntem ile tek basamakta başarıyla gerçekleştirildi. Siyah fosfor kaynağı olan kırmızı fosfor ve eklenen metal tuzunun eş zamanlı olarak indirgenmesiyle SF-M ve SF-MPd nanokatalizörleri başarılı bir şekilde sentezlendi. Monometalik ve bimetalik nanokatalizörler ile fenil boronik asit, metilakrilat ve imidazopiridinin arilbromür ve ariliyodürler kullanılarak gerçekleştirilen C-H arilasyon tepkimelerinde hedef ürünler yüksek verimlerle elde edildi.
Özet (Çeviri)
Purpose: The aim of this doctoral thesis is to develop next-generation heterogeneous nanocatalysts that are highly active, product-selective, and recoverable for carbon-hydrogen (C-H) arylation reactions, an important reaction in organic chemistry for drug active ingredient synthesis. In addition to this, black phosphorus (BP), which is used as an advanced functional material, is utilized as a support material for the in situ synthesis of transition metal nanoparticles. Method: The target SF-supported metal nanocatalysts were synthesized in a single step using a solvothermal method, where red phosphorus was converted to 2D-dimensional SF nanosheets and transition metal nanoparticles were reduced simultaneously. The synthesis of monometallic (SF-M, M: Pd, Ni, Cu) and bimetallic (SF-MPd, M: Ni, Cu) nanocatalysts was carried out. After determining the optimization conditions in the presence of red phosphorus and metal salts, the synthesis of monometallic and bimetallic nanocatalysts was completed. After structural characterization of the synthesized nanocatalysts, optimization trials were performed for C-H arylation and Suzuki-Heck coupling reactions, and the most suitable reaction conditions were determined. Findings: The structural characterizations of the synthesized SF-M and SF-MPd nanocatalysts were elucidated using XRD, XPS, TEM, HR-TEM, Raman, and ICP-MS techniques. The SF-M and SF-MPd nanocatalysts with their elucidated structures were tested in C-H arylation reactions of imidazopyridine and its derivatives with aryl halides. Under the determined conditions, the target products were synthesized with high yields from the C-H arylation of various substrates. Results: With the unique synthesis method developed in this thesis, the synthesis of SF-supported monometallic and/or bimetallic nanoparticles was successfully achieved in a single step using the solvothermal method. SF-M and SF-MPd nanocatalysts were successfully synthesized through the simultaneous reduction of red phosphorus (the source of black phosphorus) and the added metal salts. C-H arylation reactions using phenylboronic acid, methyl acrylate, and imidazopyridine with aryl bromides and aryl iodides resulted in target products with high yields when performed with the monometallic and bimetallic nanocatalysts.
Benzer Tezler
- Siyah fosfor temelli yeni nesil nanomalzemelerin yapay fotosentez ve biyomolekül tayinindeki uygulamaları
Applications of artificial photosynthesis andbiomolecule determination of black phosphorus basednew generation nanomaterials
GİZEM YANALAK
Doktora
Türkçe
2022
KimyaSelçuk ÜniversitesiNanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İMREN HATAY PATIR
- Siyah pomza taşının farklı fosfor düzeyinde mısır bitkisinin gelişmesine etkisi
Başlık çevirisi yok
MEHMET DEMİR
- Yarı iletken siyah fosfor tabanlı kompozit malzemelerin fotokatalitik ve basınçlı membran proses uygulamaları
Photocatalytic and pressure membrane process applications of semiconductor black phosphorus-based composite materials
BEHSAT OZAN ESKİKAYA
Doktora
Türkçe
2025
Mühendislik BilimleriTarsus ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KASIM OCAKOĞLU
PROF. DR. NADİR DİZGE
- Güneş ışığı kullanılarak sudan hidrojen üretiminde siyah fosfor temelli nanokompozit malzemelerin fotokatalitik aktivitelerinin araştırılması
Investigation of photocatalytic activities of black phosphorus based nanocomposite materials in hydrogen production from water by using sunlight
EMİNEGÜL GENÇ ACAR
Doktora
Türkçe
2023
EnerjiSelçuk ÜniversitesiNanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İMREN HATAY PATIR
- Photodynamic therapy using black phosphorus nanosheets for the treatment of retinoblastoma
Retinoblastom tedavisinde siyah fosfor nanolevhalar kullanılarak fotodinamik terapi
MERVE GÖZEL
Doktora
İngilizce
2025
Moleküler TıpKoç ÜniversitesiTıbbi Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CELAL MURAT HASANREİSOĞLU