Halkalı Yapıdaki Kaliks-crown Türevlerinin Sentezi ve Faz-transfer Reaksiyonlarında Kullanılması

Bu çalışma, toksik metal katyonlar ve anyonlar için seçimli ekstraktant olan yeni halkalı yapıya sahip kaliks-crown türevlerinin sentezlenmesini ve bu bileşiklerin sıvı-sıvı ekstraksiyon çalışmalarını içermektedir. Sentezlenen bileşiklerin yapıları spektroskopik teknikler (FTIR, 1H NMR, Kütle) ve element analizi ile aydınlatıldı. Sentez çalışmalarında, literatürde belirtilen metodlardan yararlanarak 5,11,17,23tetra-ter-bütil-25,26,27,28-tetrahidroksikaliks[4]aren 1 sentezlendikten sonra, bu bileşik toluenli ortamda alüminyum klorür beraberinde fenol ile etkileştirilerek p-köşesindeki ter-bütil grupları giderildi. Daha sonra asetonitrilin çözücü olduğu ortamda K2CO3 beraberinde p-nitrobenzil bromür ile etkileştirilerek bileşik (3) sentezlendi. Elde edilen 3 nolu bileşik Cs2CO3’lü ortamda asetonitrilin çözücü olarak kullanılmasıyla sırasıyla trietilenglikolditosilat ile etkileştirilerek 4 nolu bileşik, 1,8-ditosilato-3,6ditiyaoktan ile etkileştirilerek de 5 nolu bileşik elde edildi. Daha sonra 4 ve 5 nolu bileşiklerin yapılarındaki NO2 grupları susuz etil asetat ve metanol karışımı içerisinde Raney-Ni ile hidrazin beraberinde etkileştirilerek amino gruplarına indirgendi (6 ve 7). Elde edilen bu 6 ve 7 nolu bileşikler ayrı ayrı susuz THF içerisinde piridin beraberinde adipoil klorür ile etkileştirilerek 8 ve 9 bileşikleri elde edildi. Sentezlenen bileşiklerin iyon taşıma özelliklerini görmek için alkali (Li+ , Na+ , K+ ve Cs+) ve geçiş metallerinin (Ni2+, Co2+, Cu2+, Cd2+ ve Hg2+ , Pb2+) pikrat çözeltileri ve Cr2O7= ile sıvı-sıvı ekstraksiyon çalışmaları yapıldı. Ekstraksiyon çalışmalarından elde edilen sonuçlara göre 8 nolu bileşiğin Na metaline karşı seçici olduğu görülürken 9 nolu bileşiğin özellikle Hg katyonuna karşı seçici davrandığı görülmektedir. Ayrıca değişik pH’larda dikromat anyon ekstraksiyon çalışmalarından 6 nolu bileşiğin Na2CrO7' ı büyük oranlarda sulu fazdan organik faza taşıdığı gözlendi

Synthesis of Cyclic Calix-crown Derivatives and Using in the Phase-Transfer Reactions

This study comprises synthesis of calixcrown derivatives containing cyclic structure that are selective extractants for toxic metal cations and their liquid-liquid extraction studies. Structures of these compounds were characterized by spectroscopic techniques (FTIR, H NMR, MAS) and elemental analysis. Synthetic work was carried out according to the methods described in the literature. After the synthesis of 5,11,17,23-tetra-ter-butyl-25,26,27,28-tetra-hydroxycalix[4]arene (1) ter-butyl groups on the p-position were removed by treating this compound with phenol in toluene along with aluminum chloride. Then compound 3 was obtained by treating compound 2 with p-nitrobenzyl bromide in acetonitrile in the presence of K2CO3. Compound 4 and 5 were obtained by reacting with compound 3 with triethyleneglycol ditosylate and 1,8-diptosylate-3,6-dithiaoctane respectively with Cs2CO3 in dry acetonitrile. Then nitro groups of these compounds were reduced individually by treatment of these compounds with Raney-Ni in the mixture of ethylacetate and methanol along with hydrazine (6 and 7). The compound 6 and 7 were reacting with adipoylchloride along with pyridine in dry THF individually to obtain compound 8 and 9. To view the ion transport properties of these compounds liquid-liquid extraction studies were performed with alkali (Li+ , Na+ , K+ and Cs+) transition metal (Ni2+, Co2+, Cu2+, Cd2+ and Hg2+ , Pb2+) cations and Cr2O7=anion. From the extraction data it has been concluded that the

___

  • Alpoğuz, H. K., Memon, S., Ersoz, M., Yılmaz, M., 2002, Transport of Hg Through Bulk Liquid Membrane Using a Bis-calix[4]arene Nitrile Derivative as Carrier: Kinetic Analysis, New J. Chem., 26, 477–480.
  • Brake, M., Böhmer, V., Krämer, P., Vogt, W., Wortmann, R., 1993, O-Alkylated p- Nitrocalix[4]arenes, Syntheses, LB-Monolayers and NLO-Properties, Supramol. Chem., 2, 65-70.
  • Bereczki, R., Csokai, V., Grün, A., Bitter, I., Toth, K., 2006, Crown bridged thiacalix[4]arenes as cesium-selective ionophores in solvent polymeric membrane electrodes, Anal. Chim. Ac., 569, 42–49.
  • Bouhroum, S., Kim, J.S., Lee, S.W., Thue´ry, P., Yap, G., Arnaud-Neu, F., Vicens, J., 2008, Sulphur-enriched Thiacalix[4]arenes in the Cone Conformation: Synthesis, Crystal Structures and Cation Binding Properties, J. Incl. Phenom. Macrocycl. Chem., 62, 239–250.
  • Bradshaw, J.S., Baxter, S.L., Lamb, J.D., Izatt, R.M., Christensen, J.J., 1981, Cation-complexing properties of synthetic macrocyclic polyether-diester ligands containing the furan, benzene, tetrahydrofuran, and thiophene subcyclic units, J. Am. Chem. Soc., 103 (7), 1821–1827.
  • Chen, L., Ju, H., Zeng, X., He, X., Zhang, Z., 2006, Silver ion-selective electrodes based on novel benzothiazolyl containing calix [4]arene, Anal. Chim. Ac., 437(2), 191-197.
  • Conner, M., Janout, V., Kudelka, I., Dedek, P., Zhu, J., Regen, S. L., 1993a, Perforated Monolayers- Fabrication of
  • Calixarene-Based Composite
  • Membranes that Function as Molecular-Sieves,
  • Langmuir, 9, 2389-2397.
  • Conner, M., Janout, V., Regen, S.L., 1993b, Molecular- Sieving by A Perforated Langmuir-Blodgett-Film, J. Am. Chem. Soc., 115, 1178-1180.
  • Creaven, B. S., Gernon, T. L., McGinley, J., Moore, A-M., Toftlund, H., 2006, Wide- and narrow-rim functionalized
  • calixarenes: synthesis and
  • characterization, Tetrahedron, 62(38), 9066-9071.
  • Dedek, P., Webber A. S., Janout V., Hendel R. A., Regen S. L., 1994, Probing The Pore Structure of Calix[n]arene-based Langmuir-Blodgett-Film By Gas Permeation Selectivity, Langmuir, 10, 3943-3945.
  • Deligöz, H., Erdem, E., 2008, Comparative Studies on the Solvent Extraction of Transition Metal Cations by Calixarene, Phenol and Ester Derivatives, J. Hazard. Materials, 154, 29–32.
  • Demirtaş, H.N., Bozkurt, S., Durmaz, M., Yilmaz, M., Sirit, A., 2008, Synthesis of new chiral calix[4]azacrowns for enantiomeric recognition of carboxylic acids, Tetrahedron: Asym., 19, 2020–2025.
  • Durmaz, M., Bozkurt, S., Sırıt, A., Yılmaz, M., 2007, Synthesis of 1, 3-(distal) diamide substituted calix [4] arene based receptors for extraction of Chromium (VI), Sup. Chem., 19 (3), 159-165.
  • Gal, J-F., Maria, P-C., Massi, L., Mayeux, C., Burk, P., Tammiku-Taul, J., Cesium cation affinities and basicities, Int. J. Mass Spect., 267, 7–23.
  • Gao, Y., Liu, Z., Liang, Z., 2007, A Selective Colorimetric Chemosensor Based on Calixarene Framework for Lanthanide Ions-Dy3+ and Er3+, Tetrahedron Lett., 48, 3587–3590.
  • Gutsche, C. D., Dhawan, B., Levine, J. A., Kwang, H.N., Bauer, L. J., 1983, Calixarenes. 9. Conformational Isomers of the Ethers and Esters of Calix [4]arenes, Tetrahedron, 39(3), 409-426.
  • Gutsche, C.D. and Lin, L.-G., 1986, Calixarenes. 12. The Synthesis Tetrahedron, 42 (16), 1633-1640. Calixarenes,
  • Gutsche, C. D., Rogers, J.S., Stewart, D., See, K.A., 1990, Calixarenes: Paradoxes and Paradigms in Molecular Baskets, Pure and Appl. Chem., 62(3), 485-491.
  • Halouani, H., Dumazet-Bonnamour, I., Perrin, M., Lamartine, R., 2004, First Synthesis and Structure of Beta-Ketoimine Calix[4]arenes: Complexationand Extraction Studies, J. Org. Chem., 69, 6521-6527.
  • Karaküçük, A., Kocabas, E., Sirit, A., Memon, S., Yilmaz, M., Roundhill, D. M., J., 2005, Polymer Supported Calix [4] arene Schiff Bases: A Novel Chelating Resin for Hg2+ and Dichromate Anions, Macromol. Sci. Pure Appl. Chem. 42, 691-704.
  • Kavallieratos, K., Moyer, B.A., 2002, Attenuation of Hofmeister bias in ion-pair extraction by a disulfonamide anion host used in strikingly effective synergistic combination with a calix-crown Cs+ host, Chem Commun., 17, 1620-1621.
  • Kim, S.K., Sim, W., Vicens, J., Kim, J.S., 2003, Modular Chemistry. Double- and
  • multi-1,3-alternate
  • calixcrowns, Tetrahedron Lett., 44, 805–809.
  • Liu, X., Surowiec, K., Bartsch, R.A., 2009, Di-ionizable p- tert-butylcalix[4]arene-1,3-crown-4 ligands: synthesis and alkaline earth metal cation extraction, Tetrahedron 65, 5893–98.
  • Matsumoto, H., S., Shinkai, Metal-induced conformational change in pyrene-appended calix [4] crown-4 which is useful for metal sensing and guest tweezing, Tetrahedron Lett., 37,1,77-80.
  • Memon, S., Yilmaz, M., 2001, A Complimentary Study of Calixarene Based Bifunctional Receptors for Alkali or Transition Metal Cations and Cr2O72- Anions, J. Mol. Struc., 595(1-3), 101-109.
  • Memon, S., Roundhill, D. M. and Yilmaz, M., 2004, Remediation and liquid-liquid phase transfer extraction of chromium(VI). Collect. Czech. Chem. Commun., 69, 1231-1250.
  • Okur, S., Kuş, M., Özel, F. and Yilmaz, M., 2010, Humidity
  • adsorption kinetics of water soluble calix[4]arene
  • derivatives measured using QCM technique. Sens.
  • Actuators B, 145, 93-97.
  • Pedersen, C.J., 1967, Cyclic polyethers and their complexes with metal salts, J. Am. Chem. Soc., 1967, 89 (26), 7017–7036.
  • Qazi, M.A., Ocak, Ü., Ocak, M., Memon, S. and Solangi, I.B., 2013, Bifunctional calix[4]arene sensor for Pb(II) and CrO72- ions., J. Fluoresc., 23, 575-590.
  • Sayin, S., Uysal Akkus, G., Cibulka, R., Stibor, I., and Yilmaz, M., 2011, Synthesis of Flavin_Calix[4]arene Conjugate Derivatives, Hel. Chim. Ac., 94, 481-485.
  • Sayin, S., Ozcan, F. and Yilmaz, M., 2010, Synthesis and evaluation of chromate and arsenate anions extraction ability of a N-methylglucamine derivative of calix[4]arene immobilized onto magnetic nanoparticles, J. Hazard. Mater., 178, 312-319.
  • Sayin, S., Ozcan, F. and Yilmaz, M., 2013, Two novel calixarene functionalized iron oxide magnetite nanoparticles as a platform for magnetic separation in the
  • liquid-liquid/solid-liquid extraction of
  • oxyanions, Mater. Sci. Eng. C, 33, 2433-2439.
  • Tabakcı, M., Memon, S., Yilmaz, M., Roundhill, D.M., 2004, Synthesis and evaluation of extraction ability of calix[4]-crown-6 cone conformer and its oligomeric analogue, React. Funct. Polym., 58,1,27- 34.
  • Tabakcı, M., Memon, S., Yılmaz, M., 2007, Synthesis and Extraction Properties of New ‘proton-switchable’tri- and Tetra-substituted Calix[4]arene Derivatives Bearing Pyridinium Units, Tetrahedron, 63, 6861– 6865.
  • Ungaro, R., Cacciapaglia, R., Casnati, A., Mandolini, L., Reinhoudt, D. N., Salvio, R., Sartori, A., 2005, Di- and Trinuclear Zn2+ Complexes of Calix[4]arene Based Ligands as Catalysts of Acyl and Phosphoryl Transfer Reactions, J. Org. Chem., 70, 624-630.
  • Uysal Akkuş, G., Memon, S., Gürkaş, D.E., Aslan, S., Yılmaz, M., 2008, The Synthesis and Metal Cation Extraction Studies of Novel Polymer-bound Calix(aza)crowns, React. Funct. Polym., 68, 125-132.
  • Wolf, N.J, Georgiev, E.M., Yordanov, A.T., Whittlesey, B.R., Koch, H.F., Roundhill, D.M., 1999. Synthesis and crystal structures of lower rim amine and carbamoyl substituted calixarenes as transfer agents for oxyanions between an aqueous and a chloroform phase, Polyhedron, 18, 885-896.
  • Yang, Y., Cao, X., Surowiec, M., Bartsch, R.A., 2010, Calix[4]arene-dithiacrown ethers: synthesis and potentiometric membrane sensing of Hg2+, Tetrahedron 66, 447–454.
Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: Yılda 6 Sayı
  • Başlangıç: 2015
  • Yayıncı: AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ
Sayıdaki Diğer Makaleler

Mikrobiyal Yakıt Hücrelerinde Anot ve Katot Bölmelerinin Birbirinden Ayrılmasında Kullanılan Bazı Yöntemler

Deniz UÇAR, Dilan TOPRAK

İkili Besleme Ünitesi Sistemi ile Elektroçekimi Gerçekleştirilen PVA/ Aloe barbadensis ve PEO/Kitosan Bazlı Nanolifli Yapıların Morfolojik ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi

Ramazan ERDEM, Erhan SANCAK

Mann-Whitney U ile Student’s t testinin I.Tip Hata ve Güç bakımından Karşılaştırılması: Monte Carlo Simülasyon Çalışması (011302) (5-11)

Recep BİNDAK

Piezoelektrik Bir Motorun ANSYS'de Dinamik Analizi (017102) (7-15)

Mustafa Reşit USAL, Arif ŞAHİN, Melek USAL

The Taxon Imperfectly Known and Doubtfully: Hermodactylus Tuberosus (l.) Mıller var. Tuberosus (Irıdaceae) From Turkeyr (011002) (7-11)

Canan ÖZDEMİR, Kadriye YETİŞEN, Emine ALÇITEPE

Stetoskop Kayıtlarının Sayısal Ortamda Saklanması ve Raporlanması

Uçman ERGÜN, Uğur FİDAN, Naim KARASEKRETER, Kadir SÜZME

Borlanmış AISI 5140 ve AISI 420 Çeliklerinin Difüzyon ve Adhezyon Davranışlarının İncelenmesi (015701) (1-8)

Nusrettin BARUT, Demet YAVUZ, Yusuf KAYALI

Poli (N-Vinilkaprolaktam) Mikrojellerinin Sentez Şartlarının Optimizasyonu

Bengi ÖZKAHRAMAN, İşıl ACAR, Mehmet Koray GÖK, Gamze GÜÇLÜ

Halkalı Yapıdaki Kaliks-crown Türevlerinin Sentezi ve Faz-transfer Reaksiyonlarında Kullanılması

Gülderen Uysal AKKUŞ, Emel Karaoğul ÖZ

Ortaöğretim Kurumlarında Görev Yapan Öğretmenlerin Öğretim Teknolojileri ve Materyal Tasarımlarına İlişkin Görüşleri (015101) (1-8)

Sinan YÖRÜK, Gülay VERİM