Halkalı fosfazen içeren BODIPY-fulleren sistemlerinin sentezi ve özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Organik triplet foto duyarlaştırıcılar görünür ışığı güçlü şekilde absorplayan, etkili sistemler arası geçiş özelliğine sahip ve tercihen triplet uyarılmış hal ömrü uzun olan bileşiklerdir. Bu bileşikler foto kataliz, fotodinamik terapi, foto duyarlaştırılmış singlet oksijen üretimi, foton dönüşümlü triplet-triplet sönümlenme gibi birçok alanda uygulanabilir olduğundan, bu tür bileşiklerin sentezi büyük ilgi çekmektedir. Bu tez çalışmasında, foto duyarlaştırılmış singlet oksijen üretiminde kullanılmak üzere, BODIPY, siklotrifosfazen ve fullerenden oluşan yeni triplet foto duyarlaştırıcılar sentezlenmiş ve fotofiziksel/fotokimyasal özellikleri incelenmiştir. Tasarlanan sistemlerde, siklotrifosfazen halkası termal olarak kararlı taşıyıcı merkez molekül, BODIPY grupları ışık toplayıcı anten ve fulleren-C60 spin dönüştürücü olarak seçilmiştir. Bileşiklerin sentezi için ilk olarak merkez molekül (2) ve BODIPY türevleri (5, 7, 10, 20, 25, 26) hazırlanmış, daha sonra BODIPY-siklotrifosfazen (11, 13, 14, 18, 19, 21, 27, 28) ve BODIPY-siklotrifosfazen-fulleren (15, 16, 24, 29, 30) bileşikleri elde edilmiştir. Sentezlenen tüm ara ve ana ürünlerin (1-30) yapıları, ayırma ve saflaştırma işlemlerinin ardından, kütle spektrometresi, 31P-NMR, 1H-NMR ve 13C-NMR spektroskopisi teknikleri ile aydınlatılmıştır. Hazırlanan BODIPY/siklotrifosfazen ve BODIPY/siklotrifosfazen/fulleren bileşiklerinin fotofiziksel özellikleri UV-Vis. ve floresans spektroskopisi teknikleriyle incelenmiş ve singlet oksijen üretme kapasiteleri belirlenmiştir. Yapılan ölçümler sonucunda sentezlenen BODIPY/siklotrifosfazen/fulleren bileşiklerinin foto duyarlaştırılmış singlet oksijen üretiminde kullanılma potansiyellerinin olduğu görülmüştür.

Organic triplet photosensitizers are the compounds that show strong absorption of visible light, efficient intersystem crossing (ISC) and preferably a long-lived triplet excited state. The synthesis of such compounds is of great interest, since these compounds are applicable in many fields such as photocatalysis, photodynamic therapy, photo-sensitized genaration of singlet oxygen, triplet–triplet annihilation (TTA) upconversion. In this thesis, new triplet photosensitizers composed of BODIPY, cyclotriphosphazene and fullerene were synthesized, photophysical/photochemical properties and photo-sensitized singlet oxygen genaration efficiency were investigated. In the designed system, the cyclotriphosphazene ring was selected as thermally stable carrier/router, the BODIPY groups were selected as the light harvesting antenna and the fullerene molecule was selected as spin converter. For the synthesis of the compounds, first the central molecule (2) and BODIPY derivatives (5, 7, 10, 20, 25, 26) were prepared, then BODIPY/cyclotriphosphazene diads (11, 13, 14, 18, 19, 21, 27, 28) and BODIPY/cyclotriphosphazene/fullerene triads (15, 16, 24, 29, 30) were obtained. All the prepared compounds (1-30) were characterized by mass, 31P-NMR, 1H-NMR and 13C-NMR spectroscopy techniques. The photophysical properties of BODIPY/cyclotriphosphazene diads and BODIPY/cyclotriphosphazene/fullerene triads were investigated by UV-Vis. and fluorescence spectroscopy techniques and singlet oxygen generation capacity of them were also determined. As a result of the measurements, BODIPY/cyclotriphosphazene/fullerene triads have the potential to be used in the production of photo-sensitized singlet oxygen.