Geri Dön

Yeni bir şelat yapıcıyla borun sıvı-sıvı ekstraksiyonu

A Novel chelating agent for liquid-liquid extraction of boron

  1. Tez No: 101183
  2. Yazar: MUSTAFA GAZİ
  3. Danışmanlar: PROF.DR. NİYAZİ BIÇAK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2000
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 36

Özet

YENİ BİR ŞELAT YAPICIYLA BORUN SIVI-SIVI EKSTRAKSİYONU ÖZET Tüm çalışma iki ana basamağı içermektedir: i) N,N-diglisidol oktadesilamin (DODA) sentezi. ii) DODA'nın borun sıvı-sıvı ekstraksiyonundaki kullanılabilirliğinin test edilmesi. DODA şemal'de gösterildiği gibi oktadesilaminin monoklorogliserol ile alkillenmesi (Hoffmann Alkilasyonu) sonucu elde edilir. Bu bileşik ilk kez tarafımızdan sentezlenmiş ve bor ekstraksiyonunda kullanılmıştır. C18H37NH2+CICH2CHOHCH2OH ^oh» C18H37N(CH2CHOHCH2OH)2 (DODA) Şekil 1. DODA sentezinde yüksek verimlere, KOH'ın alkoldeki çözeltisinin kaynamakta olan oktadesilamin-monoklorogliserol karışımına porsiyonlar halinde ilave edilmesiyle ulaşılmıştır. Sonuç ürün düşük erime noktasına sahiptir (EN:58.5 °C) ve 2-etil hekzanol, siklohekzanol, kloroform ve sıcak alkol gibi çözücülerde çözülebilir. Elemental mikroanaliz (Tablo 4.1. ), İR ve 1H-NMR (Ek A.1., A.2. ve A.3.) spektrumları ürünün yapısını doğrulamaktadır. Alifatik protonlar 0.85-1.23ppm arasında görülür. 4.5ppm'deki geniş sinyal molekülün OH protonlarını göstermektedir. Sinyalin D20 ile yerdeğiştirerek kaybolması ve iki sinyal grubunun 12/1 sinyal oranı, tasarlanan yapı için kesin bir kanıttır. FT-IR'ın daha ileri bilgi vermemesine rağmen OH gerilim titreşimlerinin 3250-3600cm“1 aralığında gözlenmesi de bu yapıyı doğrulamaktadır. Bu geniş bandın yoğunluğu beklenen yapının oluşumunu tanımlar. Ayrıca 1650cm1'deki kuvvetli band, hidroksil grubunun düzlem bending titreşiminden ileri gelmektedir. hidrolize dayanıklı gruplar °î:g^ni.kI?züc”de proton yakalar çözünürlük sağlar bor ile kompleks *e ' ' yapmayi sağlar IXBu bileşik, borik asidin sıvı-sıvı ekstraksiyonu için mükkemmel bir şelat yapıcı olarak tasarlanmıştır. DODA'nın iki glisidol fonksiyonu içermesi borik asit ile kuvvetli bir şelat yapabilmesini sağlamıştır. Tersiyer amin fonksiyonu ise tetra borat kompleksinin oluşumu sonucu açığa çıkan protonu tutmuştur. Uzun alifatik zincir, DODA ve onun bor kompleksinin organik çözücüde çözünebilmesini sağlamıştır. If [doda] + [H3BO3] ^ - [doda-b] +[h2o] org acl org Şekil 3. Diğer taraftan DODA, yapısal olarak hidroliz olabilecek gruplar içermediğinden, asit ve baz etkileşmelerine dayanıklığı sonucu rejenere edilebilmektedir“\, ^A/VWWAAAAA/VWVW '\ /T NH+ _v B< L 3 Jaq K' (DODA-B) org -OH */WAAAMMAAMAAAT \_ ^OH -OH W aq org (DODA) Şekil 4. 2-Etil hekzanol'deki çözeltisi, sulu çözeltiden borik asidin sıvı-sıvı ekstraksiyonunda oldukça etkin olup, % 0.12 H3BO3 çözeltisiyle, dağılım katsayısı 98/2 değerine yaklaşır ki bu ekstraksiyon için çok iyi bir sonuçtur. r N -OH ”OH,OH -OH [doda] + H3B03(aq)^ org K AAMWWMAMMVMA* NH [doda-b] + H20 org K =- Şekil 5. [doda-b] [doda][h3bo3] (D K=49.4 Lmor Bu moleküldeki iki visinal-diol fonksiyonu borik asit ile kompleksleşmeyi sağlar. Benzer şekilde, d-sorbitol ve mannitol gibi şeker türevleri borik asit ve boratlarla kompleks oluşturmak için uygun bileşiklerdir. N,N-Metilglukamin ile modifiye edilmişklorometillenmiş polistiren reçine bu amaçla bora spesifik olarak hazırlanmış ve 1960'ların ortasından beri kullanılmaktadır. Sulama sularında bulunan borun, bitkilerde toksik etkisi olduğundan tarımsal alanda özellikle bor giderme ayrı bir önem taşır. Selüloz ve Magnezyum hidroksit borik asit ekstrakte etmekte kullanılmasına rağmen ppm seviyelerindeki düşük konsantrasyonlar için etkin değillerdir. Son yıllarda yapılan bir çalışmada N-metil d-glukamin ile modifiye edilmiş poliepilklorhidrin bor giderilmesi için sıvı memran olarak kullanılmıştır. Önceki bir çalışmamızda da, poli- N-glisidilstirensülfonamid ile modifiye edilmiş sorbitolün rejenere edilebilir bora spesifik sorbent olduğu gösterilmiştir. Borun sıvı-sıvı ekstraksiyonuyla ilgili litaratürde bir miktar bilgi mevcuttur. Bu yayınlarda genellikle 1,2 ve 1,3-diol ihtiva eden uzun zincirli alifatik bileşikler bor ekstraksiyonunda kullanılmıştır. Benzer bir çalışmada, 2-butil-2-etil-1,3-propandiol (BEPD)'ün bor ile şelat yapıcı olarak oldukça etkin olduğu ileri sürülmüştür. Yakın zamanda yayımlanan bir çalışmada tersiyer amin fonksiyonunun bor ile kompleks oluşturmada gerekli olduğu kanıtlanmıştır. Çünkü amin fonksiyonu bor kompleksi oluşurken teşekkül eden protonu nötralize eder. Bizim bu çalışmamızda iki glisidol fonksiyonlu DODA'nın boru ekstrakte edebilme kabiliyeti incelenmiştir. Çalışmada ayrıca ekstraksiyonun pH'a bağlılığı ve bazı yabancı iyonların bor ekstraksiyonuna bağlılığı incelenmiştir. Buradaki işlemin belirgin avantajları şunlardır. i) Şelat yapıcı ajan bor kompleksi oluşturmada oldukça etkindir. ii) Ekstraksiyon katsayısı eşit molar karışımlar durumunda 0.64 'dür. Ekstraksiyon katsayısı %50 'den büyük olduğundan ekstraksiyon sistemi büyük miktarlarda bor ekstraksiyonu için kullanılabilir bir metod olarak ifade edilebilir. iii) Şelat yapıcı ajanda hidrolizlenebilen grublar yoktur ve 2 molarlık H2S04 ile aktivitesini kaybetmeden geri kazanılabilir. iv) Ca (II) ve Mg (II) iyonlarının varlığı ekstraksiyonu bozmaz. 0.1 molarlık Fe (II) çözeltisinin zayıf bir etkisi gözlenirken, gerçekte bu iyon suda bu kadar yüksek konsantrasyonlarda bulunmayacağından pratikte Fe (II) iyonu herhangi bir zorluk getirmeyecektir. XI

Özet (Çeviri)

A NOVEL CHELATING AGENT FOR LIQUID-LIQUID EKSTRACTION OF BORON SUMMARY The whole study consists of two main steps. i) Synthesis of N,N - diglycidole octadecylamine (DODA) ii) Testing its ability in liquid -liquid extraction of boric acid. DODA was obtained simply by alkylation of octadecylamine with monochloroglycerol (Hoffmann Alkylation) as depicted in Scheme 1. This compound has been sythesised for the first time and its boron chelating ability has been investigated. C18H37NH2+CICH2CHOHCH2OH ^oh» C18H37N(CH2CHOHCH2OH)2 (DODA) Scheme 1 High yields (%88) were attained by portionwise addition of KOH in alcohol to the mixture while refluxing. The resulting product is a low melting compound (mp: 58.5 °C) and soluble in water immiscible organic solvents such as 2-ethyl hegzanol and cyclohegzanol. Elementary microanalysis and 1H-NMR spectrum (Appendix A.2 and A.3) of the product confirm it's proposed structure. Thus, aliphatic protons appear at 0.85-1.23 PPM range. The broad signal at 4.5 ppm represent OH protons of the molecule. Disappearance of that signal with D20 exchange and integral ratio 12/1 of the two signal groups are clear-cut evidence for the proposed structure.Although its FT-IR gives no further information, due to the fact that OH stretching vibrations observed at 3250-3600 cm'1 range obscure the vibration bands expected at the same region, intensity of this broad band can be ascribed to formation of the expected structure. The strong band at about 1650 cm'1 must be due to plane- bending vibrations of the OH group. non-hydrolisable groups lyphophylic chain proton acceptor complexation agents Scheme 2 XIIThis compound, DODA has been designed so as to be a perfect chelating agent for liquid-liquid extraction of boric acid. The two-glycydole functions involving are expected to chelate boric acid tightly. The tertiary amino function must provide entrapping of the proton resulting from formation of tetraborate complex. Long aliphatic chain makes DODA and it's boron complex soluble in organic solvents. If [doda] + [H3BO3] ^ - [doda-b] + [ H20] org acl org Scheme 3 On the other hand, structurally this compound does not have hydrolysable linkages. This point is crucial for regeneration of the chelating agent by acid - base treatments in recycling. 4MMAWMWMMAAV M j- I \p| (DODA-B) [HOİ L 3 Jaq K' org *MAM^*AAA^*MW [b] aq org (DODA) Scheme 4 Its solution in 2-ethyl hegzanol has been demonstrated to be very efficient for liquid- liquid extraction of boric acid from aqueous solution. With 0.12% H3BO3 solutions, the distribution coefficient approaches 98/2 values which makes it a versatile chelating agent. -OH JNAAAAAMA^WVWW r N v vOH,OH -OH [doda] K + H3B03(aq)-«- ^WWVWVSAAMAM^ + H20 org [doda-b] org Scheme 5 K =- [doda-b] [doda][h3bo3] (1) K=49.4 Lmor Two vicinal-diol functions in the molecule serve complexation with boric acid. Similarly sugar derivatives such as d-sorbitol and mannitol are useful compounds for complexation with boric acid and borates. Based on this fact a boron specific resin obtained by modification of chloromethylated polystyrene resin with N-metil, d- XIIIglucamine functions emerged in the middle of 1960's. Since presence of boron in irrigation water causes to plant stunning, its removal is especially important in agricultural viewpoint. Although cellulose and magnesium hydroxide have been used to extract boric acid from aqueous solutions, these are not efficient for low concentrations in ppm levels. In a recent study, polyepicholorohydrin modified with N-methyl d-glucamine has been used in liquid membrane for boron removal. In our previous study we have demonstrated that sorbitol-modified poly (N-glycidyl styrene sulfonamide) is regenerable boron specific sorbent. There are few reports in the literature, dealing with liquid-liquid extraction of boric acid. In those studies generally 1,2 or 1,3 diols with relatively long aliphatic chains have been used for boron extractions. In a similar study 2-butyl 2-ethyl 1,3- propandiol (BEPD) has been shown as a boron chelating agent with reasonable efficiency. Recently a tertiary amine function has been demonstrated to be essential, because of it's neutralizing effect on the proton formed during the boron complexation. In the present study boron extraction ability of DODA possessing two glycydole functions of N,N-diglycidole octadecylamine has been investigated. pH-dependence of liquid-liquid extraction and interferences of some common metal ions have also been studied. Apparent advantages of the process are as follows. i) The chelating agent has reasonably efficiency in boron complexation. ii) The extraction coefficient is about 64% for the case of equimolar mixtures, since the extraction coefficient is greater than 50%, the extraction system can be regard as a feasible method for large scale boron extractions. iii) The chelating agent does not have hydrolysable groups and it can be regenerated by 2M H2S04 solution, without loosing its activity. iv) Presence of Ca (II) and Mg (II) ions does not interfere the extraction process. Slight interference of 0.1 M Fe (III) solution my not bring difficulties in practice, owning to the fact that this ion is not present in such a high concentrations. XIV

Benzer Tezler

  1. Tez No

    197095

    Sıvı-sıvı ekstraksiyonu ile yeni şelat yapıcılar kullanarak çeşitli örneklerdeki bazı ağır metallerin tayini

    Determination of some heavy metals in various samples with liquid-liquid extraction by using new chelators

    ŞERİFE SAÇMACI

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2006

    KimyaErciyes Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. ŞENOL KARTAL

  2. Tez No

    913081

    Ökologische linguistik im digitalen raum: Kognitive und sprachliche interaktionen in Roblox

    Dijital ortamda çevre dilbilim: Roblox'taki bilişsel ve dilsel etkileşimler

    DİLEK TAHİR

    Doktora

    Almanca

    Almanca

    2024

    DilbilimHacettepe Üniversitesi

    Alman Dili ve Edebiyatı Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ SEDAT ŞAHİN

  3. Tez No

    439011

    Türk İslam Edebiyatında sekiz cennet

    Eight paradises in Turkish İslamic Literature

    MUHAMMET ARI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Türk Dili ve EdebiyatıNecmettin Erbakan Üniversitesi

    İslam Tarihi ve Sanatları Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET YILMAZ

  4. Tez No

    815447

    Yüksek verimli nadir toprak element katkılı N ve P tipi (BiSb)2Te3 termoelektrik bileşiklerin geliştirilmesi

    Development of high efficient rare earth element added N and P type (BiSb)2Te3 thermoelectric compounds

    TUĞÇE MARAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Makine MühendisliğiMarmara Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. CİHAT BOYRAZ

    PROF. DR. SEDAT BALLIKAYA

  5. Tez No

    648300

    Novel quantum dot and fluorescent protein based liquidlight-emitting diodes and luminescent solar concentrators

    Yeni kuantum nokta ve floresan protein tabanlı sıvı ışık yayan diyotlar ve lüminesans güneş konsantratörleri

    SADRA SADEGHI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SEDAT NİZAMOĞLU

Geri Dön