Water soluble metal complexes

Bu tez iki dişli ligant görevi yapan 1,10-fenantrolinden türeyen suda çözünebilen rutenyum kompleksleri ile ilgilidir. 1,10-Fenantrolin ve türevleri, polipiridil metal komplekslerinin sentezinde önemli bir rol oynayan selat yapıcı ligandlardır. 1,10-Fenantrolin ligandı ve türevlerinin metal-selat özelliklerinden bioorganik araştırmalarda, analitik kimyada ve preparatif koordinasyon kimyasında yararlanılmaktadır. Tez üç bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde 1,10-fenantrolin esaslı bileşiklerin özelliklerinden ve rutenyum kimyasının literatürdeki yerinden bahsedilmiştir. İkinci bölümde deneysel çalışmalara yer verilmiştir. Üçüncü bölümde ise, sentezlenen komplekslerin karakterizasyonu ve katalitik özellikleri gösterilmiştir. İlk olarak fenantrolinden (1) başlayarak 1,10-fenanrolin-5,6-dion (2), devamında halka kapatma reaksiyonu ile oluşan benzimidazol türevi 1H-imidazo- [4,5-f][1,10] fenantrolin (3) ve bu ligantın bazik ortamda bütil halojenür ile etkileştirilmesi sonucu mono sübstitüye benzimidazol türevi 1-bütil-1H-imidazo- [4,5-f][1,10] fenantrolin (4), son olarak bütil halojenürle yüksek sıcaklıkta etkileştirilerek 1,3-dialkil-[4,5-f]-1,10-fenantrolin imidazolyum halojenür (5) sentezlendi. Elde edilen ligantlar ve 1,10 phenanthroline [Ru(p-simen)Cl2]2 etkileştirilerek suda çözünebilir katyonik Ru kompleksleri (1a-5a) elde edildi. Sentez basamakları Sema I’de özetlenmiştir. Sema 1: Reaktifler ve koşullar: (i) H2SO4, KBrO3, 25 oC, 20s; (ii) CH3COOH, NH+ 4OAc-, CH2O, NH3, 110 oC, 2s; (iii) Aseton, KOH, n-BuI, 50 oC, 48s; (iv) n-BuI, 130 oC, 48s; (v) CH2Cl2, [Ru(p-simen)Cl2]2, 2s. Sentezlenen bu yeni kompleksler (1a-5a) hidrojen kaynağı olarak 2- propanolün kullanıldığı, KOH varlıgında asetofenonun transfer hidrojenasyonunda katalizör olarak kullanıldı ve sonuçlar karşılaştırıldı; Asetofenonun transfer hidrojenasyonunda 5a ile en iyi sonuç elde edildi

Polymetallic complexes and catalytic properties

N-heterosiklik karben (NHCs) ligandlarının sterik ve elektronik özellikleri imidazol halkasının azot atomlarına ve 4,5- pozisyonuna bağlı gruplar ile belirlenebilir. N-heterosiklik karbenlerin farklı sübstitüyentlerle türevlendirilebilmeleri ve bu yönüyle fosfinlere iyi bir alternatif oluşturmalarından dolayı son yıllarda çok geniş bir şekilde uygulama alanı bulmaktadırlar. Ayrıca imidazol halkasının azot atomlarından ya da 4,5-pozisyonlarından köprülü ligandlar yapılarak bi- veya poli-metalik NHC kompleksleri hazırlanabilir. Sentezlenen homo- ve hetero- bi- veya polimetalik kompleksler olefin metatezi, hidrosilasyon, asimetrik transfer hidrojenasyon, eşleşme ve tandem gibi birçok reaksiyonda katalizör olarak kullanılmaktadır. Bu tez 1,10–fenantrolin köprülü polimetalik NHC kompleksleri ile ilgilidir ve üç bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde N-heterosiklik karbenler hakkında temel literatür bilgisi, ligand olarak kullanılan 1,10 fenantrolin genel kullanım alanları ve homo- ve hetero- bi- veya polimetalik komplekslerin katalitik uygulamalardaki işlevselliği hakkında genel bir değerlendirme yapılmıştır. İkinci bölümde, tasarlanan ligand ve komplekslerin sentezine ilişkin deneysel çalışmalara yer verilmiştir. Üçüncü bölüm, 1,10 fenantrolin iskeleti içeren NHC ligand öncüllerinin, tuzlarının ve homo- ve hetero- bi- veya polimetalik komplekslerinin karakterizasyonu ve çeşitli katalitik uygulamalarını kapsamaktadır. 1,10 fenantrolin iskeletinden yola çıkılarak mono sübstitüye ligand öncülleri ve bunların Ru(II) kompleksleri sentezlenmiştir (3a-d, 4-c). Mono sübstitüye ligandın ikinci kez alkillenmesi sonucu tuz sentezlenmiştir (5a). İki farklı bölgeden metale bağlanma olasılığı olan ligand öncüllerinden yararlanılarak mono-, bi-, poli- metalik homo ve heterometalik kompleksleri sentezlenmiştir. Tüm komplekslerin yapıları spektroskopik yöntemlerle aydınlatılmıştır.Elde edilen mono sübstitüye mono metalik Ru(II) komplekslerinin katalitik özellikleri transfer hidrojenasyon reaksiyonunda incelendi. (Ru3a-d, Ru4a-c) ve sonuçlar katalitik özelliklerin sübstitüentlere bağlı olarak değiştiğini gösterdi.Polimetalik paladyum komplekslerinin katalitik özellikleri ise Suzuki ve Heck C–C eşleşme reaksiyonlarında incelendi.Heterobimetalik ve homobimetalik kompleksler, tandem Suzuki–Miyaura eşleşme/transfer hidrojenasyon ve dehalojenasyon/transfer hidrojensayon reaksiyonlarında katalizör olarak kullanıldı.The steric and electronic properties of N–heterocyclic carbene (NHCs) ligands are determined by the bonded nitrogen atoms to imidazole ring and the groups of 4,5– positions. NHCs with different substituents and this aspect can composing a good alternative to phosphines provide very large application field. Also nitrogen atoms of the imidazole ring or 4,5 positions by making bridged ligand can use for preparing bi- or polymetallic complexes. Synthesized homo- and hetero-, bi- or polymetallic complexes are used in asymmetric transfer hydrogenation, polymerization, olefin metathesis, hydrosilylation, coupling and tandem reactions as catalyst. This thesis deals with the 1,10–phenanthroline bridged polymetalic N-heterocyclic carbene complexes and based on three parts. An introduction to N-heterocyclic carbenes (NHCs) chemistry, the general uses of 1,10–phenanthroline used as a ligand and the functionality of homo- and hetero- or polymetallic complexes in catalytic applications are given in the first part. In part two experimental details of the synthesis of designed ligands and complexes were explained. Part three describes characterization of NHC ligand precursors bearing 1,10–phenanthroline skeletons, salts and homo- and hetero- or polymetallic complexes and their various catalytic applications. Starting from 1,10–phenanthroline, monosubstitue ligand precursors and their Ru(II) complexes were synthesized (Ru3a-d, Ru4a-c). The second alkylation of monosubstitue ligand gave the salt (5a). These ligand precursors have possibility of two different sides to coordinate metals and using this feature mono–, bi–, polymetallic homo or heterometallic metal complexes were synthesized. All compounds were fully characterised by spectroscopic methods and were agreement with expected structures.Preliminary catalytic studies on the transfer hydrogenation using complexes (Ru3a-d, Ru4a-c) as catalysts showed that their activity clearly depends on the nature of substituents. The catalytic properties of polymetallic palladium complexes were explored in Suzuki-Miyaura and Heck C-C coupling catalytic reactions.In addition, heterobimetallic and homobimetallic complexes have been used as catalysts in tandem suzuki coupling/transfer hydrogenation and dehalogenation/transfer hydrogenation reactions

The imidazo{[4,5-f][1,10]-phenanthrolin}l-2-ylidene and its palladium complexes: Synthesis, characterization, and application in C-C cross-coupling reactions

WOS: 0003896107000111,3-dibutyl-1H-imidazo[4,5-f][1,10]phenanthrolinium iodide, L-5 center dot 2HI ligand and their mono-, di-, tri-, tetra-nuclear palladium(II) complexes (5 center dot HPF6, 6-8) were synthesized and characterized by elemental analysis, FTIR, UV-visible and NMR spectroscopy. In addition, the complexes (5 center dot HPF6, 6-8) were determined by mass spectrometry (MALDI). The ligand L-5 center dot 2HI was determined by X-ray diffraction. The complexes (5 center dot HPF6, 6-8) were tested in Suzuki-Miyaura and Mizoroki-Heck reactions at elevated temperatures. The activities of the catalysts were monitored by NMR and GC analysis. We found that the poly-nuclear complexes display better activities compared to the mono-nuclear derivatives, thus proposing that an increase in metal moieties which leads to an increase in activity in cross-coupling reaction. (C) 2016 Elsevier B.V. All rights reserved.Ege UniversityEge University [2012-BIL-042, 2013 FEN 062]; TUBITAKTurkiye Bilimsel ve Teknolojik Arastirma Kurumu (TUBITAK) [111T398]We sincerely thank to Prof. Dr. Samil Isik for his help with the data collection. Thanks to Biological Mass Spectrometry and Proteomics Laboratory at IYTE Chemistry Department for their help with mass measurements. Financial support from Ege University (Project 2012-BIL-042; 2013 FEN 062) and TUBITAK (111T398) is gratefully acknowledged