Metal alkolatların beta - ketoesterlerle kompleksleşmeleri ve komplekslerin hidroliz reaksiyonları

Abstract

Teknolojinin gelişmesi ile birlikte malzemelerden beklenen özellikler de her gün artmaktadır. Dolayısıyla kullanılan malzemelerin yerine yenilerinin geliştirilmesi gerekmektedir. Her malzemenin kendine özgü pozitif ve negatif özellikleri vardır. Örneğin, metallerin belli sıcaklıklara kadar kullanılabilmeleri ve korozyona uğrama eğilimleri, onların kullanım alanlarını daraltmaktadır. Aynı şekilde cam ve seramiklerin yüksek ısıya dayanıklı ve sert olmalarına karşın kolaylıkla kıralabilmeleri onlar için büyük bir dezavantajdır. Polimerlerin pozitif esneklik özelliklerinin yanında sınırlı sıcaklık aralıklarında kullanılabilmeleri birtakım zorluklar arzedebilmektedir. Buna bağlı olarak malzeme bilimi alanındaki araştırmalar son yıllarda artmıştır. Cam, seramik ve polimerlerin özelliklerini bünyesinde taşıyabilen bileşiklerin özellikle de yeni tür seramik ve anorganik-organik polimerlerin sentezi konusunda yapılan incelemeler ihtiyacı karşılayacak gibi görünmektedir. Anorganik-organik polimer ve seramikler metal oksitlerden oluşmaktadırlar. Metal oksitler, metal alkolatların öncü birim olarak kullanılmaları ile elde edilmektedirler. Bu sentezler, sağladığı birçok avantajdan dolayı sol-jel prosesi üzerinden gerçekleştirilmektedirler. Metal alkolatlar çok reaktif türlerdir. Havanın nemi ile bile hemen etkileşerek beyaz renkli tozlara dönüşmektedirler. Bunun için, bunların hidroliz ve kondensasyon reaksiyonları herhangi bir yolla kontrol edilmelidir. Metal alkolatların, p-diketon ve {3-ketoesterler gibi kelat yapıcı bileşiklerle kimyasal modifikasyonu, onların bu reaktivitelerini kontrol etmede bilinen etkili yollardandır. Modifiye edilmiş metal alkolatların yapıları bunların hidrolizi ile elde edilen jellerin yapı ve karakterlerini etkilemektedir. Dolayısıyla modifiye edilmiş metal alkolatların yapılarının araştırılması büyük önem arzetmektedir. Bu çalışmada Y(0'Pr)3 ve Sn(OBu)4 alkolatlarının AcHAc (3-diketonu ve AcHAcE, AcHAcA ve AcHAcM p-ketoesterleri ile modifikasyonu araştırılmıştır. Metallerin herbir ligantla olan kompleksleri değişik mol oranlarındaki (mol M(OR)n:mol Ligant=1:0.5, 1:1, 1:2...) çözeltileri hazırlandı. İR spektrumlarından 61maksimum kompleksleşme oranları bulundu. Bulunan bu oranlarda hazırlanan komplekslerin 13C-NMR spekrumlan alındı. İR spektrumlarından (ketonik karbonillere ait piklerin kaybolmasından faydalanarak) ligantların metallere çift dişli bağlandığı tespit edilmiştir. 13C-NMR spektrumlarında, ketonik karbonillere ait kimyasal kaymalarda büyük değişmeler gözlenmiştir. Bunun yanında, spektrumlarda serbest karbonillerin piklerinin izine rastlanmamıştır. Bu sonuçların yardımıyla İR sonuçlarından bulunan çift dişli bağlanma desteklenirken yapılar da aydınlatılmıştır. Sn(OBu)4'ın komplekslerinin hidroliz oranlan Karl Fischer Titratörü ölçümlerinden faydalanarak elde edilmiştir. İR analizlerinden faydalanarak Sn(OBu)4'ın AcHAc, AcHAcE, AcHAcA ve AcHAcM ile sentezlenen tüm komplekslerinin hidrolize karşı dayanıklı olduğu görülmüştür. Y(0'Pr)3'in sentezlenen komplekslerine en ufak su ilâvelerinde bile hemen jelleşme meydana geldiği için bu komplekslerin hidroliz reaksiyonları incelenememiştir.