m-Sübstitüeli Monoazo Boyarmaddeler: Sentez, Karakterizasyon ve Absorpsiyon Özellikleri

Year 2021, , 705 - 711, 30.12.2021

Tuğçe Türkmen Barış Sezgin , Tahir Tilki

https://doi.org/10.19113/sdufenbed.984914

Abstract

Azo boyarmaddelerin; boyama güçlerinin yüksek, ucuz başlangıç maddelerinden sentezlenebilmeleri, oldukça geniş bir renk skalasına sahip olmaları ve çeşitli özelliklerinin olması, bu maddeleri diğer organik bileşiklerden üstün kılmaktadır. Aromatik aminlerle sentezlenen azo boyarmaddeler, güçlü boyama kuvvetine sahip olmakta, çok parlak ve daha batokromik etkiye sahip, özellikle turuncu-sarı boyama aralığında fazla yüksek ışık ve ağarma gibi kendine has özellikler göstermektedir. Çalışmamızda bu amaçla m-sübstitüeli karboksilik asit ve dioksan iskeletli monoazo boyarmaddelerin elde edilmesi ve daha batokromik renklerin sentezlenmesi hedeflenmiştir. Bunun için diazolanan bazı m-sübstitüeli aromatik aminlerin, 2,4-dihidroksi benzoik asit ve 2,2-dimetil 1,3-dioksan-4,6-dion ile azo kenetlenme reaksiyonu gerçekleştirilmiştir. Bileşiklerin yapıları, FT-IR, UV-Vis ve 1H-NMR gibi spektroskopik metotlar ile karakterize edilmiştir. Ayrıca sentezlenen bileşiklerin absorpsiyon spektrumları üzerinde çözücünün etkisi incelemek amacıyla 5 farklı çözücü içerisinde absorpsiyon özellikleri incelenmiştir. Bu çalışma ile literatüre yeni moleküller kazandırılarak, boyarmadde endüstrisine önemli katkılar sağlayacağı düşünülmektedir.

Keywords

Azo Boyarmadde, Kenetlenme Reaksiyonu, Azo-Hidrazon Tautomerisi

Supporting Institution

Süleyman Demirel Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi

Project Number

FYL-2019-6937

Thanks

FYL-2019-6937 No`lu Proje ile bu çalışmayı maddi olarak destekleyen Süleyman Demirel Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimine teşekkür ederim.

m-Substituted Monoazo Dyes: Synthesis, Characterization and Absorption Properties

Abstract

Azo dyes, which are important members of organic compounds; the fact that they have high dyeing power, can be easily synthesized from cheap starting materials, have a very common color scale and have various unique properties makes these materials superior to other organic compounds. Azo dyes synthesized with aromatic amines have strong dyeing strength, have a very bright and more bathochromic effect, show unique properties such as high light and bleaching, especially in the orange-yellow dyeing range. In our study, it was aimed to obtain monoazo dyes with m-substituted carboxylic acid and dioxane core and to synthesize more red shifting dyes. For this purpose, azo coupling reaction of some m-substituted aromatic amines diazotized with 2,4-dihydroxy benzoic acid and 2,2-dimethyl 1,3-dioxane-4,6-dione was performed. The structures of the compounds were characterized by spectrophotometric methods such as FT-IR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy), UV-Vis (Ultraviolet Visible Spectroscopy), 1H-NMR (Proton Nuclear Magnetic Resonance). In addition, absorption properties in 5 different solvents were investigated in order to examine the effect of solvent on the absorption spectra of the synthesized compounds. It is thought that these synthesized dyes will contribute to the literature and dyestuff industry.

Keywords

Azo Dye, Coupling Reaction, Azo-Hydrazone Tautomerism

Project Number

FYL-2019-6937

References

• [1] Bakan, E. 2015. Pirazol türevi yeni dispers disazo boyarmaddelerin sentezi ve spektroskopik ve haslık özelliklerinin incelenmesi. Pamukkale Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 229s, Denizli.
• [2] Ertan, N. 2000. Synthesis of some hetarylazopyrazolone dyes and solvent effects on their absorption spectra. Dyes and Pigments, 44(1), 41-48.
• [3] Lin, T.H., Tsai, Y.T., Zheng, W. 2009. Photoalignment effenct in a liquid-crystal film doped with nanoparticles and azo-dye. Applied Physics Letters, 94, 201114.
• [4] Şener, İ., Şener, N., Gür, M. 2018. Synthesis, structural analysis, and absorption properties of disperse benzothiazol-derivative mono-azo dyes. Journal of Molecular Structure, 12-17.
• [5] Badea, M., Olar, R., Cristurean, E., Marinescu, D., Emandi A., Budrugeac, P. 2004. Thermal stability study of some azo-derivatives and their complexes: part 2. New azo-derivative pigments and their Cu(II) complexes. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 77(3), 815-824.
• [6] Derkowska-Zielinska, B., Gondek, E., Pokladko-Kowar, M., Kaczmarek-Kedziera, A., Kysil, A., Lakshminarayana, G., Krupka O. 2020. Photovoltaic cells with various azo dyes as components of the active layer. Solar Energy, 203, 19-24.
• [7] Derkowska-Zielinska, B., Matczyszyn, K., Dudek, M., Samoc, M., Czaplicki, R., Kaczmarek-Kedziera, A., Smokal V., Biitseva, A., Krupka O. 2019. All-optical poling and two-photon absorption in heterocyclic azo dyes with different side groups. Journal of Physical Chemistry, 123, 725-734.
• [8] Derkowska-Zielinska, B., Szmigiel, D., Kysil, A., Krupka, O., Kozanecka-Szmigiel A. 2020. Photoresponsive behavior of heterocyclic azo polymers with various functional groups. Journal of Physical Chemistry, 124, 939-944.
• [9] Unnisa, A., Abouzied, S.A., Baratam, A., Lakshmi, K.N.V.C., Hussain, T., Kunduru, R.D., Banu, H., Fatima, S.B., Hussian, A., Selvarajan, K.K. 2020. Design, synthesis, characterization, computational study and in-vitro antioxidant and anti-inflammatory activities of few novel 6-aryl substituted pyrimidine azo dyes. Arabian Journal of Chemistry, 13(12), 8638-8649.
• [10] Altaf, A.A., Shahzad, A., Gul, Z., Rasool, N., Badshah, A., Lal, B. 2015. A review on the medicinal importance of pyridine derivatives. Journal of Drug Design and Medicinal Chemistry, 1(1), 1–11.
• [11] Chaubey, A., Pandeya, S.N. 2011. Pyridine a versatile nucleuse in pharmaceutical field. Asian Journal of Pharmaceutical and Clinical Research, 4(4), 5–8.
• [12] Fadda, A.A., Berghot, M.A., Amer, F.A., Badawy, D.S., Bayoumy, N.M. 2012. Full paper synthesis and antioxidant and antitumor activity of novel pyridine. Archiv Der Pharmazie, 345(5), 378–385.
• [13] Hamada, Y. 2018. Role of pyridines in medicinal chemistry and design of BACE1 inhibitors possessing a pyridine scaffold. In Pyridine, Chapter 2, 9–26.
• [14] Li, Q., Zhang, C., Tan, W., Gu, G., Guo, Z. 2017. Novel amino-pyridine functionalized chitosan quaternary ammonium derivatives: Design. Molecules, 22(1), 156.
• [15] Mallesha, L., Karthik, C. S., Kumar, C., Mallu, P. 2016. Synthesis, antioxidant and antihemolytic activities of (4-nitrobenzylidene)-pyridin-3- ylmethyl amine. Chemical Science Review and Letters, 5(18), 183–190.
• [16] Sezgin, B., Tilki, T., Dede, B., Atay, Karabacak, Ç. 2020. Comparative in vitro and DFT antioxidant studies of phenolic group substituted pyridine-based azo derivatives. Journal of Biomoleculer Structure and Dynamics, 1-12.
• [17] Zollinger, H. 1990. Color chemistry: Synthese, properties and applications of organic dyes and pigments. Colour Chemistry. 2nd VCH, Weinheim, New York.
• [18] Karcı, F. 2005. Synthesis of disazo dyes derived from heterocyclic components. Coloration Technology, 121, 275-282.
• [19] Karabacak, Ç. 2011. Pirazol halkası içeren bazı yeni disazo boyarmaddelerinin sentezi ve spektroskopik özelliklerinin incelenmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 163s. Isparta.
• [20] Başer, İ., İnancı, Y. 1990. Boyarmadde Kimyası, İstanbul.
• [21] Basan, S., İmren, D., Yüce, S. 2001. Kimyasal Teknolojiler ve Analizler, Cumhuriyet Üniversitesi Yayınları, Sivas.
• [22] Bayram, S. (2014). Reaktif azo boyarmaddelerin TiO2 yüzeyinde adsorpsiyon dekolorizasyon reaksiyonlarının kinetik incelemesi. Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 124s, İstanbul.
• [23] Karabulut. S., 2011. Düz zincirli imitlerin sentezi, imitlerin ve 1,3-dikarbonil bileşiklerinin tautomer oranlarının deneysel ve hesapsal olarak incelenmesi. Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 122s, Balıkesir.