Micellization thermodynamics of some amphiphilic enantiomers and their racemic mixtures
Bazı amfifilik enansiyomerlerin ve rasemik karışımlarının miselleşme termodinamiği
- Tez No: 275923
- Danışmanlar: PROF. DR. MAHMUT ACIMIŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Abant İzzet Baysal Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 187
Özet
Bu tez, hidrojenlenmiş ve kısmi florlanmış alanin ve serin esterlerin amfifilik enansiyomerleri ve onların rasemik karışımlarının sulu ortamda miselleşme süreçlerini ele almaktadır. Bu esterler sırasıyla L/DL-alaninhidroklorür dodesilester (L/DL-ADDE), L/DL-serinhidroklorür dodesilester (L/DL-SDDE), L/DL-alaninhidroklorür 1H,1H,2H,2H-perfloro-oktilester (L/DL-APFOE) ve L/DL-serinhidroklorür 1H,1H,2H,2H-perfloro-oktilesterdir (L/DL-SPFOE). Bu sistemlerin miselleşme öncesi ve miselleşme sonrası için, termodinamik, yüzeysel, hacimsel ve yapısal özellikleri elektriksel iletkenlik, yüzey gerilimi, yoğunluk, dinamik ışık saçılması (DLS) ve taramalı elektron mikroskopi (SEM) yöntemleri kullanılarak araştırılmıştır.Tüm sistemler için Krafft sıcaklığı ve kritik misel derişimi (cmc) elektriksel iletkenlik ölçümlerinden belirlenmiştir. DL/L-APFOE ve DL/L-SPFOE'in cmc değerlerinin DL/L-ADDE ve DL/L-SDDE'inkinden önemli derecede büyük olduğu bulunmuştur. Buna ek olarak, kismi flulorlanmış kiral (L-enansiyomer) ve rasemik amfifilik moleküllerin cmc değerleri arasında dikkat çekici farklılıkların ve serin baş grubuna sahip amfifilik moleküllerin cmc'lerinin alanine kıyasla daha büyük olduğu gözlendi. Elde edilen standart miselleşme Gibbs serbest enerji değişimleri, tüm sistemler için miselleşmenin tercih edildiğini göstermiştir. Sistemlerin standart miselleşme entalpi ve entropi değişimleri micelleşme sürecinin düşük sıcaklıklarda entropi, yüksek sıcaklıklarda ise entalpi kontrollü olarak gerçekleştiğini göstermiştir.DL/L-ADDE, DL/L-SDDE, DL/L-APFOE ve DL/L-SPFOE sistemleri için yüzey gerilimi ölçümlerinden elde edilen değerlerinin iletkenlik ölçümlerinden elde edilen değerlere göre daha düşük olduğu gözlenmiştir. Tüm sistemler için, rasemik karışım ve L-enansiyomerlerin cmc'lerinin hata sınırları içinde hemen hemen aynı olduğu bulunmuştur. Sıcaklık artşıyla amfifilik moleküllerin maximum yüzey fazlası derişiminin azaldığı, hava/su ara yüzeyinde molekülün baş grubunun kapladığı yüzey alanın ise arttığı gözlenmiştir. Ayrıca, racemik karışım ve L-enansiyomerlerin maximum yüzey fazlası derişim vehava/su ara yüzeyinde molekülün baş grubu değerlerinde belirgin bir fark yoktur. Bununla birlikte, kısmi olarak florlanmış olan esterlerin yüzey gerilimini karbonzinciri hidrojenlenmiş esterlere göre daha fazla düşürdüğü bulunmuştur. Tüm bunlara ek olarak, tüm esterler için standart adsorpsiyon Gibbs serbest enerji değişimi hava/su ara yüzeyinde adsorpsiyonun kendiliğinden olduğunu göstermiştir. Ayrıca, kısmi florlu oktil esterler için standart adsorpsiyon entalpi değişimi negatif iken hidrojenli dodesil esterlerin adsorpsiyon entalpi değerlerininin pozitif olduğu bulunmuştur. Hesaplanan standart adsorpsiyon entropi değişimlerinin, tüm sistemler için değerlerinden daha pozitif olduğu bulunmuştur.Yoğunluk ölçümlerinden, monomerin ve miselin kısmi özgül hacimlerinin, sonsuz seyreltik çözeltide monomerin görünen molal haciminin ve miselin görünen molal haciminin sıcaklıkla arttığı gözlenmiştir. Tüm bunlara ek olarak, herbir sıcaklıkta miselin hacimsel değerlerinin, monomerinkinden önemli ölçüde yüksek olduğu bulunmuştur. Ayrıca, hidrojenli sistemlerin miselleşme kaynaklı hacimsel değişim değerleri florlu sistemler ile karşılaştırıldığında sıcaklıklığa bağlı olarak farklı bir davranış sergilemektedir.Son olarak, DLS ve SEM ölçümlerinden misellerin hidrodinamik yarıçaplarının racemik ve L-enansiyomerleri için hemen hemen aynı olduğu bulunmuştur. Buna ek olarak, SPFOE ve APFOE'nin hidrodinamik yarıçap değerlerinin ADDE ve SDDE'kinden önemli derecede yüksek olduğu gözlenmiştir. SEM görüntüleri misellerin yaklaşık olarak küresel şeklinde olduğunu göstermiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis deals with the micellization process of the aqueous solutions of amphiphilic enantiomers (AEs) and their racemates as hydrogenated and partially fluorinated esters of alanine and serine, which are L/DL-alaninehydrochloride dodecylester (L/DL-ADDE), L/DL-serinehydrochloride dodecylester (L/DL-SDDE), L/DL-alaninehydrochloride 1H,1H,2H,2H-perfluorooctylester (L/DL-APFOE) and L/DL-serine hydrochloride 1H,1H,2H,2H-perfluorooctylester (L/DL-SPFOE). The thermodynamic, surface, volumetric and the structural properties of all these systems in pre-micellar and post-micellar regions have been investigated via electrical conductivity, surface tension, density, dynamic light scattering (DLS) and scanning electron microscopy (SEM) measurements.Krafft temperatures and critical micelle concentrations (cmc) of all systems were determined from the electrical conductivity measurements. The values of partially fluorinated, DL/L-APFOE and DL/L-SPFOE, amphiphiles were found to be markedly higher than those of the hydrogenated ones, DL/L-ADDE and DL/L-SDDE. In addition, remarkable differences in the cmc values of the chiral and racemic partially fluorinated amphiphiles were observed where the amphiphiles with serine head groups had larger cmc compared to that of alanine. The obtained standard Gibbs free energy change of micellizationshowed that the micellization process was energetically favored. The calculated standard enthalpy and entropy changes of micellization showed that micellization process was entropy-controlled at low temperatures and enthalpy-controlled at high temperatures for all systems.It was observed that the values of DL/L-ADDE, DL/L-SDDE, DL/L-APFOE and DL/L-SPFOE obtained from the surface tension measurements were smaller than those of conductivity measurements. For all systems, the values of racemic mixtures and L-enantiomers were almost the same within the error limits. It was observed that maximum surface excess concentration values decreased and minimum area per head group of the molecule at the air-water interface values increased with the increase in the temperature. However, there was no significant difference in the maximum surface excess concentration and minimum area per head group of the molecule at the air-water interface values of enantiomeric and racemic forms of the esters. It was observed that the partially fluorinated esters reduced the surface tension more than hydrogenated esters. Furthermore, the standard Gibbs free energy change of adsorption indicated that the adsorption of our systems at the air/water interface was spontaneous. Besides, it was found that the standard enthalpy change of adsorption was positive for hydrogenated dodecyl ester while it was negative for partially fluorinated octyl esters. The calculated standard entropy change of adsorption was found to be more positive than the standard entropy change of micellization for all of the systems.From the density measurements, it was observed that both partial specific volumes of monomer and micelles, apparent molal volume of monomer at infinite dilution and apparent molal volume of micelle values increased with the temperature. In addition, it was also found that the values of partial specific volume and apparent molal volume of micelle were significantly higher than those of partial specific volume and apparent molal volume of monomer values for each temperature. Furthermore, variations of volume change upon micellization with temperature exhibited considerably different behavior for the hydrogenated systems as compared to the fluorinated systems.Finally, from DLS and SEM investigations, it was found that all the hydrodynamic radii of the racemic mixtures and the L-enantiomers were almost the same. In addition, we observed that the hydrodynamic radius values of SPFOE and APFOE systems were markedly higher than ADDE and SDDE systems. The SEM images indicated that the micelles of our systems were nearly spherical in shape.
Benzer Tezler
- Kuaterner amonyum tuzlarının monomerik ve misel şeklinde adsorpsiyonu
Monomeric and micellar adsorption of quaternary ammonium compounds
ÖZKAN AÇIŞLI
- İmmünsüpresif ilaçların sublingual formülasyonlarının geliştirilmesi ve değerlendirilmesi
Development and evaluation of sublingual formulation of immunosuppressive drugs
ÖMER TÜRKMEN
Doktora
Türkçe
2019
Eczacılık ve FarmakolojiEge ÜniversitesiFarmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESRA BALOĞLU
- Nortriptilin hidroklorür'ün sulu çözeltisinin termodinamik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of thermodynamic properties of aqueous solution of nortriptyline hydrochloride
MUHAMMET TAHA KALPAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Fizik ve Fizik MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKHAN SAVAROĞLU
- Katyonik gemini yüzey aktif madde miselizasyon davranışı üzerine organik çözücülerin etkisi
Cationic gemini surface active ingredient effect of organic solvents on miselization behavior
SİMGE KULA
- Çeşitli poloxamer moleküllerinin miselleşme davranışlarının moleküler simülasyonlar ile belirlenmesi
Determination of micellization behaviour of various poloxamer molecules via molecular simulations
ERDAL ANIL DALGAKIRAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyoteknolojiTrakya ÜniversitesiBiyoteknoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖKHAN KAÇAR