Çeşitli anyonik, katyonik ve amfoterik iki ve daha fazla fonksiyonlu sürfaktanların sentezi
Synthesis of various anionic, cationic and amphoteric surfactants with two and more functions
- Tez No: 995843
- Danışmanlar: PROF. DR. MESUT BOZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Trakya Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Organik Kimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Sürfaktanlar (yüzey aktif maddeler); yapısında hidrofilik ve hidrofobik grupları birlikte bulunduran, çözündükleri sıvının yüzey gerilimini düşüren amfifilik moleküllerdir. Hem günlük yaşamda hem de endüstriyel alanda yaygın olarak kullanılan bu bileşikler, hidrofilik baş gruplarının taşıdığı yüke göre noniyonik, anyonik, katyonik ve amfoterik (zwitteriyonik) olarak sınıflandırılırlar. 2000'li yıllardan itibaren yapısında iki hidrofilik ve iki hidrofobik grubu birlikte taşıyan, monomerik muadillerine göre üstün yüzey aktif özellikleriyle dikkat çeken gemini sürfaktanlar git gide önem kazanmakta ve günümüzde biyolojik olarak bozunabilen, hidrolize uğrayabilen, biyouyumlu türevleri bilimsel çalışmalara konu olmaktadır. Sürfaktan alanındaki son gelişmeler dimerik (gemini), oligomerik, polimerik ve biyosürfaktanlara odaklanmaktadır. Baş grupların sayısı ve yapısı, hidrofobik alkil gruplarının uzunluğu, ara zincirin yapısı ve uzunluğu değiştirilerek; hidrofobik zincirler üzerine ester ve amit grupları yerleştirilerek farklı fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip sürfaktanlar sentezlenebilir. Çok düşük kritik misel konsantrasyonuna sahip yeni iki veya daha fazla fonksiyonlu sürfaktanların sentezlenmesi çok daha küçük miktarlarda sürfaktan kullanımıyla çok daha iyi köpürme, ıslatma, emülsiyon oluşturma ve çözündürme sağlanacağı anlamına gelir ki bu çevresel açıdan büyük yarar sağlayacaktır. Bu tez çalışmasında ilk olarak basit katyonik gemini sürfaktanların sentezleri denendi. 12-3-12, 12-3(OH)-12, R-4-R (R= 10, 12, 14, 16) ve R-CH2ArCH2-R (R= 10, 12, 16) yapısındaki 10 adet kuaterner amonyum tipi katyonik gemini sürfaktanın sentezi gerçekleştirildi. İki veya daha fazla fonksiyonlu katyonik sürfaktanların sentezi için yola çıkılan ve dört fonksiyonel grup içeren başlangıç maddesi 2,2-bis(bromometil)-1,3-propandiol ile yapılması planlanan sentezlerde başarı sağlanamamıştır. Bunun yerine DMAP, 4-dodesilfenol, trietanolamin, 3-dimetilaminofenol, 3-(dimetilamino)-1-propilamin, hekzakis(bromometil)benzen, dietil okzalat, okzalil klorür ve 1,3-dibromo-2-propanolden yola çıkılarak katyonik çok fonksiyonlu sürfaktan sentez çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmalarda hedeflenen sürfaktanın sentezine yönelik bazı ara ürünler başarıyla elde edilmesine rağmen, çoğunda kuaternizasyon aşaması başarısız olmuştur. Bunlardan sadece 4-dodesilfenol, dietil okzalat ve 3-(dimetilamino)-1-propilaminden yola çıkılarak planlanan sentezlerde başarı sağlanmış ve toplam 7 adet katyonik dimerik kuaterner amonyum bileşiği sentezlenmiştir. Bunların 7 adedi de yeni bileşiktir. Çok fonksiyonlu anyonik sürfaktanların sentezleri için, bifonksiyonel bir amin olan etilendiamin ve trifonksiyonel amin tris(2-aminoetil)aminin 10, 12 ve 14 karbonlu doymuş yağ asitleriyle yüksek sıcaklıktaki amitleşme reaksiyonu uygulanarak ilgili di ve triamit bileşikleri hazırlandı. Sonrasında elde edilen bu amit bileşikleri LiAlH4 ile indirgenerek ilgili diamin ve triaminler sentezlendi. Sentezlenen bu diamin ve triaminler ile halkalı anhidritler reaksiyona sokularak anhidritlerin halka açılma reaksiyonu gerçekleştirildi. Anhidrit olarak ftalik anhidrit, maleik anhidrit ve süksinik anhidrit kullanıldı. Bunlardan sadece ftalik anhidrit ile gerçekleştirilen reaksiyonlar başarılı sonuçlar verdi. Bu yöntemle üç adet dimerik, üç adet de trimerik anyonik sürfaktan elde edilmiştir. Bunların 6 adedi yeni bileşiktir. Sülfonat grubu taşıyan anyonik ve zwitteriyonik sürfaktanların sentezide çalışılmış, ancak başarılı sonuç alınamamıştır. Sentezlenen bileşiklerin yapıları 1H ve 13C NMR, FTIR ve HRMS spektral yöntemleri kullanılarak kanıtlanmıştır.
Özet (Çeviri)
Surfactants (surface-active agents) are amphiphilic molecules that contain both hydrophilic and hydrophobic groups within their structure and reduce the surface tension of the liquid in which they are dissolved. These compounds, which are widely used in both everyday life and industrial applications, are classified as nonionic, anionic, cationic, and amphoteric (zwitterionic) according to the charge carried by their hydrophilic head groups. Gemini surfactants, which contain two hydrophilic head groups and two hydrophobic tails together, have gained increasing importance owing to their enhanced surface active properties compared to monomeric analogues and at present, biologically degradable, hydrolytically cleavable, and biocompatible derivatives of these surfactants are the subject of extensive scientific research. Recent developments in surfactant science have focused on dimeric (gemini), oligomeric, polymeric, and biosurfactants. By modifying the number and structure of head groups, the length of hydrophobic alkyl chains, the structure and length of the spacer chain, and by incorporating ester and amide groups into the hydrophobic chains, surfactants with diverse physicochemical properties can be synthesized. The synthesis of novel surfactants with two or more functional groups and extremely low critical micelle concentrations implies that significantly improved foaming, wetting, emulsification, and solubilization can be achieved using much smaller amounts of surfactant, which offers substantial environmental benefits. In this thesis, the synthesis of simple cationic gemini surfactants was first investigated. A total of ten quaternary ammonium-type cationic gemini surfactants with the structures 12-3-12, 12-3(OH)-12, R-4-R (R= 10, 12, 14, 16), and R-CH₂ArCH₂-R (R= 10, 12, 16) were successfully synthesized. Attempts to synthesize cationic surfactants with two or more functional groups using 2,2-bis(bromomethyl)-1,3-propanediol, a starting material containing four functional groups, were unsuccessful. Instead, cationic multifunctional surfactant synthesis studies were conducted starting from DMAP, 4-dodecylphenol, triethanolamine, 3-dimethylaminophenol, 3-(dimethylamino)-1-propylamine, hexakis(bromomethyl)benzene, diethyl oxalate, oxalyl chloride, and 1,3-dibromo-2-propanol. Although several intermediates toward the target surfactants were successfully obtained in these studies, the quaternization step failed in most cases. Successful syntheses were achieved only in reactions designed using 4-dodecylphenol, diethyl oxalate and 3-(dimethylamino)-1-propylamine, resulting in the synthesis of a total of seven cationic dimeric quaternary ammonium compounds, seven of which are novel also. For the synthesis of multifunctional anionic surfactants, ethylenediamine, a bifunctional amine, and tris(2-aminoethyl)amine, a trifunctional amine, were reacted with saturated fatty acids containing 10, 12, and 14 carbon atoms via high-temperature amidation reactions to prepare the corresponding di- and triamide compounds. These amide compounds were subsequently reduced with LiAlH₄ to obtain the corresponding diamines and triamines. The synthesized diamines and triamines were then reacted with cyclic anhydrides to carry out ring-opening reactions. Phthalic anhydride, maleic anhydride, and succinic anhydride were used as anhydrides; however, only reactions involving phthalic anhydride yielded successful results. Using this method, three dimeric and three trimeric anionic surfactants were obtained, six of which are novel compounds. The synthesis of anionic and zwitterionic surfactants containing sulfonate groups was also investigated; however, no successful results were achieved. The structures of the synthesized compounds were confirmed using 1H and 13C NMR, FTIR, and HRMS spectroscopic techniques.
Benzer Tezler
- Organize sanayi bölgelerinde iş güvenliği sorunlarının teknik ve bilimsel araştırılmasında bir yöntem önerisi
Başlık çevirisi yok
MEHMET ALİ YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Çalışma Ekonomisi ve Endüstri İlişkileriGazi ÜniversitesiKazaların Çevresel ve Teknik Araştırması Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. İBRAHİM BOYNUKALIN
- İzmir'de bazı yolların kapatılarak yaya bölgeleri oluşturma da kent peyzajını geliştirme açısından yeniden planlanması üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
BAHAR TÜRKYILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Şehircilik ve Bölge PlanlamaEge ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
- Diesel motorları yakıt püskürtme sistemlerinin dinamik simülasyonu
Başlık çevirisi yok
İRFAN KARAGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ BORAT
- Helisel yayların statik karakteristiklerini ölçme ve kontrol etme cihazının tasarımı ve imalatı
Design and manufacture of a device measuringand controlling the static characteristics of helical springs
MUAMMER MUSULLUOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FEVZİ ERCAN