Piridin-2,3-dikarboksilat ile koordinasyon polimerlerinin sentezi ve yapısal özelliklerinin araştırılması

Abstract

Bu doktora çalışmasında, anyonik ligant olarak piridin-2,3-dikarboksilat (pydc) ve nötral ligant olarak azot verici atomlar içeren 17 adet yeni koordinasyon bileşiği hidrotermal, difüzyon veya klasik yöntemlerle sentezlenmiştir. Komplekslerin yapıları elementel analiz, IR spektroskopisi ve X-ışınları tek kristal analiz yöntemleri ile aydınlatılmıştır. Ayrıca komplekslerin termal, fotolüminesans ve topolojik özellikleri de araştırılmıştır. Elde edilen kompleksler önemli ölçüde yapısal çeşitlilik sergilemiştir. 3 tanesinin sıfır boyutlu (0D), 4 tanesi 1D, 7 tanesinin 2D ve 3 tanesi ise 3D olduğu belirlenmiştir. 7 tanesi tek cins metal içerirken, 9 tanesi iki farklı cins metal iyonu içermektedir. Ayrıca bir tanesi aynı cins fakat farklı yükseltgenme basamağına sahip bakır (I ve II) iyonları içermektedir. Komplekslerin kapalı formüllerinin aşağıdaki gibi olduğu belirlenmiştir: [Co(μ-pydc)(μ-H2O)(H2O)]n (1), {[Cu4(μ-dpeten)4Cu2(μ-pydc)2(μ3-pydc)2]·14H2O}n (2), [Cu(pydcH)2(dpeten)2] (3), {dpetanH2[Cu(μ-pydc)2]}n (4), {[Ag5(μ-pydc)2(μ-bipy)4]NO311H2O}n (5), {Cd(pydc)(H2O)}n (6), [Cd(μ-pydc)(μ-dpetan)0,5(H2O)2]n (7), [Cd(μ-pydc)(H2O)(μ-obix)]n (8), {[Li2(H2O)6Cu(μ-pydc)2]}n (9), {K2[Cu(μ-pydc)2]·3H2O}n (10), {K4[Zn(pydc)2(CHO2)](CHO2)·2H2O·HCHO2}n (11), [Cu(μ-pydc)2Ag2(μ-H2O)(NH3)2]n (12), [Cu(en)2(H2O)2][Ag2(pydc)2(μ-en)]·6H2O (13), [Ag(prz)2Ag(prz)3Cu(μ-pydc)(pydc)(prz)]·H2O (14), {[Ag2(μ-dmpz)2Cu(μ-pydc)(μ3-pydc)]·5H2O}n (15), {[Cu(μ-pydc)2Ag2(μ-bipy)2]·6H2O}n (16), {[Cd(H2O)4Cu(μ-pydc)2]·2H2O}n (17). Komplekslerin topolojik analizine göre bazı komplekslerde 1D→2D, 2D→2D ve 2D→3D iç içe girme gözlenmiştir. Fotolüminesans spektroskopisi çalışmalarına göre komplekslerin emisyon bantlarının, serbest ligantlara kıyaslandığında maviye veya kırmızıya kaydığı belirlenmiştir. Termal analiz çalışmalarında, yapısında su molekülü içeren komplekslerde ilk basamakta suyun uzaklaştığı, ikinci basamakta ise nötral ligantların bozunduğu, son basamakta ise kalan organik kısmın tamamen yandığı ve son bozunma ürününün metal ve/veya metal oksitler olduğu belirlenmiştir.

In this doctoral study, 17 new coordination compounds were synthesized by using pyridine-2,3-dicarboxylate (pydc) and neutral ligands containing nitrogen donor atoms. The structures of complexes were characterized by elemental analysis, IR spectroscopy and X-ray single crystal analysis methods. Furthermore, thermal, photoluminescence and topological properties of them were also investigated. The resulting complexes demonstrated considerable structural diversity. 3 of them were zero-dimensional (0D), 4 of them were 1D, 7 of them were 2D and 3 of them were determined to be 3D. 7 of them involves one kind of metal ion whereas 9 of them contains two different kind of metal ions. Furthermore one of them contains metal ions with different oxidation states. The formula of complexes were determined as [Co(μ-pydc)(μ-H2O)(H2O)]n (1), {[Cu4(μ-dpeten)4Cu2(μ-pydc)2(μ3-pydc)2]·14H2O}n (2), [Cu(pydcH)2(dpeten)2] (3), {dpetanH2[Cu(μ-pydc)2]}n (4), {[Ag5(μ-pydc)2(μ-bipy)4]NO311H2O}n (5), {Cd(pydc)(H2O)}n (6), [Cd(μ-pydc)(μ-dpetan)0,5(H2O)2]n (7), [Cd(μ-pydc)(H2O)(μ-obix)]n (8), {[Li2(H2O)6Cu(μ-pydc)2]}n (9), {K2[Cu(μ-pydc)2]·3H2O}n (10), {K4[Zn(pydc)2(CHO2)](CHO2)·2H2O·HCHO2}n (11), [Cu(μ-pydc)2Ag2(μ-H2O)(NH3)2]n (12), [Cu(en)2(H2O)2][Ag2(pydc)2(μ-en)]·6H2O (13), [Ag(prz)2Ag(prz)3Cu(μ-pydc)(pydc)(prz)]·H2O (14), {[Ag2(μ-dmpz)2Cu(μ-pydc)(μ3-pydc)]·5H2O}n, (15){[Cu(μ-pydc)2Ag2(μ-bipy)2]·6H2O}n, (16){[Cd(H2O)4Cu(μ-pydc)2]·2H2O}n (17). According to the topological analysis of the some complexes 1D → 2D, 2D→2D and 2D → 3D interpenetrations were observed. According to photoluminescence results, the emission bands of complexes shifted the red or blue as compared to those of free ligand. In the thermal analysis studies performed in a dry air atmosphere, in the first stage, the water molecules removed from the complexes and in the second stage, neutral ligands were decomposed. In last exothermic stage, remaining organic ligands completely burned. The final decomposition products of complexes were identified as metal oxides and/or metals.