Synthesis of Novel Indole Derivates and Glucose Electrooxidation Applications

Abstract

Heteroaromatik bileşikler gelişen teknolojiyle doğru orantılı olarak özellikle malzeme kimyası için kritik role sahiptirler. Son yıllarda, organik güneş hücrelerinde, diyot uygulamalarında, elektrokromik cihazlarda kullanılan farklı heterohalkalı yapılar kullanılmıştır. Organik yapıların kullanılmasının en önemli nedenleri sahip oldukları avantajlarıdır. Heteroaromatik bileşiklerin yenilikçi yaklaşımlar ile malzeme kimyasında, özellikle temiz enerji üretimi için kullanımı konusunda yoğun çalışmalar devam etmektedir. Şeker molekülleri biyolojik ve kimyasal açıdan, yüksek enerji yoğunluğuna sahip olmakla birlikte hızlı parçalanabilme özeliğine sahip doğal organiklerdir. Glikoz, yüksek enerji yoğunluğuna sahip toksik, patlayıcı ve uçucu olmayan bir organik moleküldür. Son yıllarda özellikle yakıt hücrelerinde glikozun doğrudan kullanımı üzerine çalışmalar başlamıştır. Bu çalışmalarda glikozdan enerji üretimi için en etkili olabilecek katalizörler test edilmiş ve oldukça önemli sonuçlar elde edilmiştir. Foto-elektrokimyasal glikoz yakıt pilleri için uygun yüksek kuantum verimine sahip organik malzemelerin geliştirilmesi ile yakıt pilinin verimini arttırmak mümkündür. Bu çalışmada, glikoz yakıt pilinin verimini arttıracak yeni nesil indol türevleri (InTCN, InFCN ve InPCN) 2-iyodo anilinden başlanarak elektrofilik halkalaşma tepkimesi, kenetlenme tepkimeleri ve kondenzasyon tepkimesi kullanılarak sentezlenmiştir. Sentezlenen türevlerin yapısal karaktezasyonları spektroskopik yöntemler kullanılarak kesin olarak bulunmuştur. Çalışmanın uygulama kısmında ise foto-elektrokimyasal glikoz elektrooksitlenme aktivitesi, stabilitesi ve direnci döngüsel voltametri (CV), kronoamperometri (CA) ve elektrokimyasal empedans spektroskopi (EIS) analizleri ile bulunmuştur. Bu çalışma sayesinde, doğrudan glikoz yakıt hücrelerinde anot katalizörü olarak kullanılabilecek yeni nesil indollerin sentezi ve performansları keşfedilmiştir. Anahtar Kelimeler: Enerji, Glikoz elektrooksidasyonu, İndol, Yakıt hücreleri.

Heteroaromatic compounds have a critical role in material chemistry. In recent years, different heterocyclic compounds have been used in organic solar cells, diode applications, and electrochromic devices. Nowdays, researchers are triying to find new heteroaromatic compounds for clean energy production. The sugar is organic compound with high energy sources. Glucose has high-energy, non-toxic and non-volatile organics. Last years, glucose are tested in direct glucose fuel cells, and direct oxidation glucose fuel cell has been explored to supply the necessary energy for fuel cells. It is possible to increase the efficiency of the fuel cell by developing organic materials with high quantum efficiency suitable for photo-electrochemical glucose fuel cells. The activity of the fuel cell can be increased by synthesizing these organic materials in different band gaps. In this study, new generation indole derivatives (InTCN, InFCN and InPCN) were synthesized and efficiency of glucose fuel cell were investigated. All compounds were characterized by using spectroscopic methods. In last part of the study, photo-electrochemical glucose electrooxidation activity, stability and resistance were found by cyclic voltammetry (CV), chronoamperometry (CA) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) analyses. As a results, new generation indoles will be used as anode catalysts in glucose fuel cells in future applications. Keywords: Energy, Fuel cells, Glucose electrooxidation, Indole.