SİKLOBÜTAN HALKALI 2-HİDROKSİETİL METAKRİLAT MONOMER VE POLİMERLERİNİN SENTEZİ VE KARAKTERİZASYONU

Abstract

IV ÖZET Doktora Tezi SİKLOBUTAN HALKALI 2-HİDROKSİETİL METAKRİLAT MONOMER VE POLİMERLERİNİN SENTEZİ VE KARAKTERİZASYONU Kadir DEMİRELLİ Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Anabilim Dalı 1997, Sayfa: 108 Bu çalışmada, AICI3 katalizörlüğünde 1-klor-2,3-epoksi-5-metil-5-hekzen (1) bileşiğine kuru HCI gazı gönderilerek 1-klor-1-metil-3-(2-klor-1-hidroksietil)siklobutan bileşiği ilk kez yüksek verimle sentezi bu çalışmada gerçekleştirildi. Ayrıca 1 bileşiğinin AICI3 yanında benzen ile tepkimesinde 1- fenil-1-metil-3-(2-klor-1-hidroksietil)siklobutan bileşiği hazırlandı. Elde edilen 1-fenil-1-metil-3-(2-klor-1- hidroksietil)siklobutan ve 1 -klor-1 -metil-3-(2-klor-1 -htdroksietil)siklobutan bileşikleri önce dehidrohalojenasyonla epoksitlere dönüştürüldü, sonra epoksitlerinin metakrilik asit ile 85 °C de tepkimesiyle sırasıyla 2-(3-fenil-3-metil siklobutil)-2-hidroksietil metakrilat (PCHEMA) ve 2-(3-fenil-3- metil siklobutil)-2-hidroksietil metakrilat (CBHEMA) monomerleri sentezlendi. Bu monomerlerden benzoil peroksit başlatıcısı kullanılarak homopolimerleri hazırlandı. Elde edilen bileşiklerin yapısı FT- IR, İ3C ve *H NMR teknikleri ile karakterize edildi. Hazırlanan polimerlerin çözünürlük parametreleri ile yoğunlukları belirlenip birbirleriyle karşılaştırmalı olarak incelendi. Homopolimer ve kopolimerlerinin camsı geçiş sıcaklıkları (Dlferenslyel Scanning Calorlmetrl) ile, termal stablliteleri de Termogravimetrik Analiz (TG) İle karşılaştırmalı olarak araştırıldı. Poli(CBHEMA)'ın termal degradasyonu detaylı bir şekilde çalışıldı. Bu amaçla NaCI pencere üzerinde hazırlanan film 10 °C/dk ısıtma hızı ile değişik sıcaklıklarda kısmi olarak degrade edildi ve ısıtma sırasında yapıdaki değişikler FT-IR ile takip edildi. Ayrıca Termal Uçuculuk Analiz (TV A) tekniği kullanılarak, 500 °C ye kadar ısıtılan poli(CBHEMA)'ın degradasyonundan oluşan ürünler; soğuk halka fraksiyonu (CRF) ve sıvı azot tuzağında (-196 °C) olmak üzere iki fraksiyon halinde toplandı. Fraksiyonlar GC-MS ile analiz edilip ürünler belirlendi. (PCHEMA) monomerinin akrilonitril ve stiren ile bir seri kopolimerleri hazırlandı. Kopolimer bileşenleri elementel analizle bulundu ve kopolimerizasyondaki monomerlerin reaktiflik oranları Kelen-Tüdos ve Finemann-Ross metodları kullanılarak belirlendi. PCHEMA homopolimeri ile PCHEMA-AN (%15-85) kopolimerlerinin S. cerevisiae üzerindeki antimikrobiyal aktivitesi araştırıldı. Anahtar Kelimeler: Siklobütan, Metakrilat, Termal degradasyon, Reaktiflik oranları

SUMMARY PhD Thesis CHARACTERIZATION AND SYNTHESIS OF 2-HYDROXYETHYL METHACRYLATE CONTAINING CYCLOBUTANE RING Kadir DEMİRELLİ Fırat University Graduate School of Natural and Applied Sciencies Department of Chemistry 1997, Page: 108 In this work, 1-chloro-1-methyl-3-(2-chloro-1-hydroxyethyl) cyclobutane was synthesized with a high yield the first time in this study by addition of dried HCİ gas to 1-chloro-2,3-epoxy-5-methyl-5- hexene (1) in the presence of anhydrous AICI3. Also, 1-phenyi-1-methyl-3-(2-chloro-1-hydroxyethyl) cyclobutane from the reaction of benzene with compound 1 in the presence of anhydrous AICI3. By the dehydrohalogenation of 1-phenyl-1-methyl-3-(2-chloro-1-hydroxyethyl) cyclobutane and 1-chloro-1- methyl-3-(2-chloro-1-hydroxyethyl) cyclobutane compounds first their epoxyde compounds were synthesized and then synthesized 2-(3-phenyl-3-methyl-cyclobutyl)-2-hydroxyethyl-methacrylate (PCHEMA) and 2-(3-phenyl-3-methyl cyclobutyl)-2-hydroxyethyl methacrylate (CBHEMA) monomers synthesized by the reaction of these compounds with meathcrylic acid at 85 °C. It was prepared their homopolymer from this monomers by using benzoyl peroxyde as initiator. The obtained structure of compounds was characterized by FT-IR, 1 3C and 1H NMR techniques. The solubility parameters and densities of the polymers were determined and investigated as compared with each other. The glass transition temperature of homopolymers and copolymers was investigated by DSC and also their thermal stabilities measuremented using TG. Thermal degradation of poly(CBHEMA) has been studied in detail. On this purpose, a thin polymer film on a sodium chloride window was degraded at different temperatures partially at a heating rate of 10 °C/min and the FT-IR spectrum was recorded at each stage. Also, by using thermal volatilization analysis technique, products in degradation poly(CBHEMA) heated to 500 °C have been separated as two fractions which are cold ring (CRF) and in a liquid nitrogen trap (-196 °C). Liquid fractions of degradation were examined by gas chromatography-mass spectrometry (GC- MS). A series of copolymers were prepared from acrylonitrile and styrene of PCHEMA. The monomers in copolymers were determined by elemental analysis and their reactivity ratios in copolymerization of monomers investigated by methods of Kelen-Tüdos and Finemann Ross. In addition, the antimikrobiyal activities of PCHEMA homopolymer and PCHEMA- AN(% 15-85) copolymer were investigated on Saccharomyces Cerevisiae. KEY WORDS: Cyclobutane, Methacrylate, Thermal degradation, Reactivity ratios.