Dendrimerik fosfazen çekirdekli TNT tayinine duyarlı floresans sensörlerin geliştirilmesi ve özelliklerinin incelenmesi
Development and characterization of dendrimeric phosphazene core-based colorimetric sensors for TNT detection
- Tez No: 472571
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BÜNYEMİN ÇOŞUT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Halkalı Fosfazenler, Floresans Sensör, Floresans Sönümleme, TNT, Patlayıcılar, Ringed phosphazenes, Fluorescence sensor, Quenching, TNT, Explosives
- Yıl: 2017
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 114
Özet
Patlayıcı maddeler, özellikle güvenlik endişelerini ve çevresel tahribatı beraberinde getiren kimyasallardır. Bu açılardan, patlayıcı maddelerin tespiti büyük önem arz etmektedir. Patlayıcı madde tayininde özellikle spektrofotometrik yaklaşımlar büyük bir başarı yüzdesine sahiptirler. Ancak, bu metotların sahada kullanılamaması, göreceli olarak pahalı olmaları ve uzman kullanıcı gerektirmeleri alternatif metotların geliştirilmesini zorunlu kılmaktadır. Sıralanan bu dezavantajları aşabilmeleri nedeniyle sensörler, patlayıcı tayininde sıkça çalışılan ve önemli ilerlemeler kaydedilen bir yaklaşımdır. Bu amaç doğrultusunda yeni sensörlerin dizaynı ve karakterizasyonu büyük önem arz etmektedir. Sunulan çalışma, patlayıcı maddeler arasında en çok bilinen ve en tehlikeli sınıfta yer alan trinitro toluenin (TNT) tayinine yönelik dendrimerik fosfazen çekirdekli kolorimetrik kimyasal sensörün dizaynını ve karakterizasyonu amaçlamaktadır. Çalışmada ilk olarak, hekzaklorosiklotrifosfazen (trimer) ve oktaklorosiklotetrafosfazen (tetramer) benziloksi fenoksi grupları ile tamamen subsitüe edildi. İkinci olarak, hekzaklorosiklotrifosfazen (trimer) benziloksi fenoksi grupları ile kısmen subsitüe edilerek sentezlenen bileşiğin, Bisfenol A ile reaksiyonu sonucu köprülü fosfazen bileşiği sentezlendi. Üçüncü olarak elde edilen halkalı fosfazen bileşiklerinin Pd(OH)2\Siklohekzen yardımıyla esterleşme reaksiyonuna uygun hale getirmek için –OH grubuna indirgendi. –OH grubuna indirgenen bileşiklerin, 9-antrasen karboksilik asit ile esterleşme reaksiyonu sonucunda dendrimerik fosfazen bileşikleri sentezlendi. Ayrıca TNT'nin seçici olarak belirlenmesine fosfazen halkasının etkisini daha iyi araştırabilmek için fenol bileşiği de 9-antrasen karboksilik asit ile esterleşme reaksiyonu sonucu öncü bileşik sentezlendi. Sentezlenen bu bileşiklerin yapıları, MALDI-TOF kütle spektrometresi, 1H, 13C ve 31P NMR ölçümlerinden elde edilen verilerle aydınlatıldı. Sentez ve karakterizasyon işlemleri tamamlanan dendrimerik bileşiklerinin termal özellikleri diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ve termogravimetrik analiz (TGA) ile fotofiziksel özellikleri UV-Vis ve floresans spektrofotometresi ile elektrokimyasal özellikleri ise döngüsel voltametri ile incelendi. Son olarak sentezlenen tüm bu bileşiklerin sensör özellikleri UV-Vis ve floresans spektrometresi ile detaylı olarak incelendi.
Özet (Çeviri)
Explosives are chemicals that cause security concerns and environmental disruption. In this perspective, detection of explosive is crucial. Spectroscopic approaches are the methods which are widely and successfully used in the detection of explosives. However, these methods have some disadvantages, such as that they cannot be used in field work, are relatively expensive and require well-trained personnel. Sensors, on the other hand, are able to overcome those disadvantages. Thus, sensors are widely studied and major progressions have been managed in terms of detection of explosives by sensors. Thus, that the development and characterization of sensor systems for the explosive detection is fundamental. The present study aims to design and characterization of a novel dendrimeric phosphazene core-based colorimetric chemical sensor for the sensitive and selective detection of trinitro toluene (TNT) which is well known and highly dangerous amongst other chemical explosives. Firstly, hexachlorophosphazene (trimer) and octachlorocyclotetraphosphazene (tetramer) were substituted by benzyloxy phenoxy groups. Secondly, hexachlorophosphazene benzyloxy was partly substituted by phenoxy groups and this compound was used to obtain bridged phosphazene via reaction with Bisphenol A. Thirdly, benzyloxy phenoxy groups in the synthesized ringed phosphazene compounds were reduced to –OH groups by habilitating esterification reaction with the help of Pd(OH)2\cyclohexene. The compounds reduced to –OH groups were then converted to dendrimeric phosphazene compounds by the esterification reaction with 9-anthracene carboxylic acid. A precursor was synthesized by the esterification reaction of phenol with 9-anthracene carboxylic acid to investigate the effect of phosphazene ring on the selectivity of TNT. The compounds were characterized by MALDI-TOF mass spectroscopy, 1H, 13C and 31P NMR. After synthesis and characterization processes, thermal properties of dendrimeric compounds were investigated by differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA). Photophysical properties were examined by UV-vis and fluorescence spectrometry, and electrochemical properties were analyzed by cyclic voltammetry. Finally, sensor properties of all compounds were investigated in detail by UV-vis and fluorescence spectrometry.
Benzer Tezler
- Halkalı fosfazen çekirdekleri içeren dendirimerik piren türevlerininin sentezi, termal ve fotofiziksel özelliklerinin incelenmesi
The synthesis, thermal and photophysical properties of pyrene substituted dendrimeric cyclic phosphazenes
ÖMER FARUK ÇİFTBUDAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
KimyaGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERKAN YEŞİLOT
- Fosfazen merkezli fluoren ve piren dendrimerlerinin sentezi ve özelliklerinin incelenmesi
Synthesis of fluorene and pyrene dendrimers based on phosphazene core and investigation of their properties
HÜSNÜYE ARDIÇ ALİDAĞI
- Ariloksi türevi dendrimerik siklofosfazenlerin sentezi, termal ve fotofiziksel özelliklerinin incelenmesi
The synthesis, thermal and photophysical properties of aryloxy substituted dendrimeric phosphazenes
BÜNYEMİN ÇOŞUT
- Fosfazen merkezli dendrimerik naftoksi piren türevlerinin sentezi ve özelliklerinin incelenmesi
Synthesis and investigation of properties of phosphazene centered dendrimeric naphtoxypyrene derivatives
ELİF BÜŞRA ÇELEBİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
KimyaGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADEM KILIÇ
- Fosfazen merkezli yıldız polimerlerinin sentezi ve karekterizasyonu
The synthesis and characterization of star polymers with phosphazene core
MESUT GÖRÜR
Doktora
Türkçe
2011
KimyaGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FARUK YILMAZ
PROF. DR. ADEM KILIÇ