KARBONDİOKSİT’İN (CO2) HALKALI KARBONATLARA DÖNÜŞTÜRÜLMESİNDE KATALİZÖR OLARAK İMİDAZOLYUM, AMONYUM VE FOSFONYUM GRUPLARINI İÇEREN BORONAT ESTERLERİN SENTEZİ VE SPEKTROSKOPİK ÖZELLİKLERİ

Abstract

Fosil yakıtların aşırı kullanımından dolayı atmosferdeki karbondioksit (CO2) miktarının artması sera etkisine; sera etkisi ise küresel ısınmaya neden olmaktadır. Küresel ısınmanın geri dönülmez seviyelere varmadan önce atmosfere CO2 salınımının azaltılması gezegenimiz açısından hayati önem taşımaktadır. Bu bağlamda CO2'nin yakalanması ve hammadde olarak yeniden kullanılması hem endüstriyel hem de akademik açıdan oldukça önem arz etmektedir. CO2'nin katma değeri yüksek kimyasallara dönüştürerek kullanılmasının yollarından biri de CO2'nin epoksitlerle beş üyeli halkalı karbonat sentezidir. CO2'nin termodinamik karalılığı, onun reaksiyona girmesini ve dolayısıyla ham madde olarak kullanılmasını zorlaştırmaktadır. Bu zorluğu aşmak için ucuz, çevreci ve etkin katalizörler geliştirmek iyi biri çözüm olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu tez çalışmasının amacı CO2'nin epoksitler ile beş üyeli halkalı karbonat sentezinde organobor türü etkin katalizörler tasarlamaktır. Bu tez çalışması kapsamında bünyesinde hem Lewis asidik merkez hem de Lewis bazik merkez bulunduran yeni iyonik boronat esterler tasarlanmıştır. Bu amaçla imidazolyum, kuaterner amonyum ve fosfonyum grupları içeren iyonik boronat esterler başarılı bir şekilde sentezlenmiş ve yapıları 1H, 13C, 31P ve 11B NMR spektroskopisi, FT-IR spektroskopisi, UV-Vis spektroskopisi, LC-MS/MS spektrometresi, TGA-DTA, elementel analiz ve erime noktası ölçüm teknikleri ile karakterize edilmiştir. Ayrıca sentezlenen boronat esterlerin Lewis asitlik kuvveti Gutmann-Beckett yöntemi ile araştırılmıştır. Daha sonra sentezlenen iyonik boronat esterler ilk kez herhangi bir organik veya inorganik çözücü kullanılmadan epoksitler ve CO2'den halkalı karbonatların sentezi için hem yüksek basınçta hem de atmosferik basınçta katalitik etkinliği incelenmiştir. Her bir gruptan en yüksek katalitik aktivite gösteren katalizör belirlendikten sonra bu katalizörler için farklı epoksitler, farklı bazlar, sıcaklık, CO2 basıncı ve reaksiyon süresinin katalitik dönüşüme etkisi araştırılmıştır. Daha sonra Gutmann-Beckett yöntemi ile belirlenen Lewis asitlik kuvveti ile katalitik aktivite arasında ilişki olup olmadığı değerlendirilmiştir. Bu tez çalışması kapsamında sentezlenen organobor katalizör sınıfı yeni iyonik boronat esterlerin CO2 ile epoksitlerden halkalı karbonat sentezinde etkin katalizörler olduğu tespit edilmiştir.