1.   İşlenebilir Lüminesans ve Redoks Aktif Yeni Bir Bileşik Grubunun Tasarımı Sentezi Özellikleri ve Uygulamaları. Sponsorlar: Avrupa Bilim Vakfı (European Science Foundation, ESF) Avrupa Bilim ve Teknoloji İşbirliği Programı (European Cooperation in Science and Technology, COST) - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK, 109R009), Aralık 2009- Aralık 2011.

Lüminesans (Luminescence, ışık saçan) genellikle dıştan bir uyarıcı verilmek suretiyle oluşan uyarılmış haldeki ara-ürünün üzerinde mevcut bulunan fazla enerjinin çok az veya hiç ısı açığa çıkarmadan ışık olarak dış çevreye verilmesidir. Uyarılmış hal, singlet ise floresans (fluorescence) olarak, triplet ise fosforesans (phosphorescence) olarak sonuçlanır. Lüminesans ultraviyole, görünür ışık veya kızılötesi ışınları şeklinde gözlenebilir.

Lüminesans bileşikler, son zamanlarda hem biyo- ve nanoteknolojik bilimler ile çevre bilimleri, hem de malzeme bilimlerinde iyon ve/veya molekül tanıyan sensörler, elektron ve/veya enerji transfer sistemleri, görüntüleme ajanları, moleküler makina ve aygıtlar, aritmetik işlem yapabilen moleküler mantık operatörleri (logic gates) vb. olarak kullanılabilir olmaları nedeniyle çok büyük önem kazanmışlardır. Bu vesileyle dünyanın dört bir yanında başta sentetik organik kimya olmak üzere araştırma grupları uygulamaya açık yeni lüminesans bileşiklerin tasarımı, sentezi ve tanımlanmasına yönelik çalışmalara geniş bir yer ve önem vermektedirler.

Bu çalışmada, literatürde bilinmeyen, donör-akseptör-donör üçlemesi şeklinde tasarlanmış, lüminesans ve redoks aktif yeni bir grup bileşik (1-3) sentezlenecek ve bu bileşiklerin yapı ve özellikleri spektroskopik yöntemlerle (UV-vis, lüminesans -floresans, FTIR, NMR, elementel analiz, kütle, döngülü voltametre) aydınlatılacaktır. Elde edilecek bu yeni bileşiklerin özelliklerine göre analitik ve/veya malzeme bilimlerine yönelik bazı uygulamaları (adlitıp vakaları, iyonlara karşı duyarlı sensörler, elektron ve/veya enerji transfer sistemleri olarak uygulanabilirlikleri vb) test edilecektir. Çalışmanın son aşaması ise ilgili bileşiklerin elektrokimyasal ve/veya kimyasal yöntemlerle polimerleştirilmesi ve tanımlanmasıdır. Literatürde sayıları çok az olan lüminesans özelliğine sahip polimerlere yeni üyeler dahil edilecek ve kuşkusuz bu malzemeler literatüre yeni bir soluk getirecektir.

Böylece, bu bileşiklerle dıştan bir uyarıcı (external stimuli; iyon, yükseltgeyici vb bir reaktif ve/veya ışık ve/veya potansiyel) verilmek suretiyle bulundukları ortamdaki kimyasal bilginin, çeşitli şekillerde (optik ve elektronik olarak) dönüştürülüp ışık ve/veya elektrik sinyalleri olarak okunması sağlanabilecektir.

2.   Yeni Anorganik-Organik Melez Elektroaktif Monomerlerin Sentezi, Polimerizasyonu Ve Uygulamaları. Sponsorlar: Avrupa Bilim Vakfı (European Science Foundation, ESF) Avrupa Bilim ve Teknoloji İşbirliği Programı (European Cooperation in Science and Technology, COST) - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK), 15 Ekim 2013- 15 Ocak 2016

Son nesil konjüge polimerlerde daha çok elektron verici-alıcı-verici (V-A-V) tipi polimerler üzerinde durulmuş ve elektron alıcı (A) birim olarak benzokalkojenodiazol birimleri kullanılmıştır. A birimleri arasında daha çok benzotiyodiazoller kullanılıyor olsa da benzotriazol, benzoselenodiazol ve benzookzadiazol birimleri de sıklıkla kullanılan birimler arasındadır. Bu tür birimleri içeren polimerler ise özellikle elektrokromik cihazlar, ışık saçan diyotlar (LEDler), güneş pilleri ve transistörler de kullanım alanı bulabilmişlerdir.

Bu çalışmada literatürde ilk defa A birimi olarak yeni bir elektroaktif monomer serisi tasarlanmıştır. Kimyasal polimerizasyon için Stille Kenetlenmesi, susuz FeCl₃ ve/veya CuI yükseltgeni ve/veya Yamamoto tipi Ni(0) dehalojenasyon polimerleştirme teknikleri kullanılacaktır. Uygulamalara (elektrokromik cihazlar ve polimerik ışık saçan diyotlar) yönelik çalışmalar projenin son iki yılında yapılacaktır.

3. Kanser İçin Yeni Nesil Bir Görüntüleme, Teşhis ve Tedavi Ajanı: Tasarım ve Sentez Sponsorlar: Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK), Bilim İnsanı Destekleme Daire Başkanlığı (BİDEB, 2219), Aksaray Üniversitesi, Texas A&M Üniversitesi.

Kanser, hücrelerde DNA'nın hasarı sonucu hücrelerin kontrolsüz veya anormal bir şekilde büyümesi ve çoğalmasıdır. Her kanser türü aynı yapıya sahip olmadığından; görüntüleme, teşhis ve tedavi için uygulanan her strateji de ancak kendine özgü ajanlarla yapılabilmektedir. Zira her ajanın tümörlere karşı ilgi ve davranımı (farmakokinetik ve farmakodinamik özellikleri) farklılılık gösterebilmektedir. Ancak bu ajanların etki süresi organa bağlı değişiklik arz etmekle birlikte ajanların vücudun tümörden etkilenmemiş başka kısımlarında da birikebildiği görülmüştür. Bu durum tümörün her zaman tam olarak nereye yayıldığını ortaya koymayabildiği gibi görüntüleme için tekrar tarama yapıldığında ilacın terapötik etkisi de tam olarak anlaşılamayabilmektedir. Oysa görüntüleme, teşhis ve tedavi tek bir ajanla yapılabilse tümörün hem tam yeri görüntüleme ile belirlenebilecek hem de ajanın terapötik etkisi tam olarak rahatlıkla anlaşılabilecektir. Ancak burada en önemli problem, hem görüntüleme hemde terapi için uygun olabilecek moleküler yapıların bulunması ve geliştirilmesidir. Bu çalışmada amacımız tam olarak budur.

4.   Lantanit Metali İçeren Yeni Supramoleküler Yapıların Sentezi Özellikleri ve Uygulamaları. Sponsorlar: Avrupa Bilim Vakfı (European Science Foundation, ESF) Avrupa Bilim ve Teknoloji İşbirliği Programı (European Cooperation in Science and Technology, COST) - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK, 112T668), Aralık 2012- devam ediyor.

Yeni fonksiyonel organik bileşiklerin tasarımı ve sentezi, bu bileşiklerden elde edilen malzemelerden yararlanılarak moleküler elektronik ve fotonikler, algılayıcılar, makine ve aygıtlar, ışık yayan diyotlar (LED’ler), güneş pilleri, transistörler, elektrokromik cihazlar, veri işleme ve depolama aygıtları gibi ileri teknolojik uygulamalar nedeniyle oldukça önem arz etmektedir. Fonksiyonel organik bileşikler içerisinde lüminesans bileşikler, son zamanlarda hem biyo- ve nanoteknoloji ve çevre bilimleri, hem de malzeme bilimlerinde iyon ve/veya molekül tanıyan algılayıcılar, elektron ve/veya enerji transfer sistemleri,görüntüleme ajanları, moleküler makina ve aygıtlar, aritmetik işlem yapabilen moleküler mantık kapıları vb. olarak kullanılabilir olmaları nedeniyle çok ilgi çekmektedir. Bu vesileyle dünyanın dört bir yanında başta sentetik organik kimya olmak üzere araştırma grupları uygulamaya açık yeni lüminesans bileşiklerin tasarımı, sentezi ve tanımlanmasına yönelik çalışmalara geniş bir yer ve önem vermektedirler.

Diğer taraftan, lantanit metalleri manyetik, elektronik ve fotonik özelikleri nedeniyle tıbbi görüntüleme, enerji, güvenlik, çevre, katalizör, metal ekstraksiyonu vb alanlarda kullanılabilmektedir. Zira lantanitler oldukça yüksek manyetik momente ve/veya paramanyetik özelliklere sahip olduğundan manyetik rezonans görüntülemede yüksek çözünürlük sağlayan kontrast ajanları, tomografik reaktifler ve manyetik/elektronik teknoloji gereçleri olarak işlev görebilmektedir. F- orbitalleri çevreden pek etkilenmediğinden ilginç fotonik özellikler göstermekte olup bu özellikler başta yenilikçi ekran teknolojileri olmak üzere çeşitli fotoniklerde uygulama bulabilmektedir.  Ancak lantanitlerin tüm bu üstün özelliklerine rağmen ülkemiz üniversiteleri ve/veya araştırma merkezlerinde lantanit metallerinin kimyasına ilişkin eğitim, öğretim ve araştırma faaliyetleri oldukça kısıtlı düzeydedir.

Bu çalışmada, literatürde bilinmeyen, lüminesans ve redoks aktif özellik gösteren yeni fonksiyonel organik bileşikler (1-3) sentezlenecek ve bu bileşiklerin yapı ve özellikleri spektroskopik yöntemlerle (UV-vis, lüminesans -floresans, FTIR, NMR, elementel analiz, kütle, döngülü voltametre) aydınlatılacaktır. Öncelikle bu bileşiklerin çeşitli metal iyonlarına karşı duyarlı algılayıcı olarak işlev görüp göremeyeceği tespit edilecektir. Sonraki aşamada bu bileşikler çeşitli lantanit metal iyonları ile kompleksleştirilecek ve buradan yeni supramoleküler yapılar elde edilecektir. Elde edilecek supramoleküler yapıların özelliklerine göre analitik, biyo, nanoteknoloji ve malzeme bilimlerine yönelik bazı uygulamaları test edilecektir.