Enzimler ile boyarmadde sentezleri, sentezlenen bio-boyarmaddelerin karakterizasyonları ve boyarmadde özelliklerinin incelenmeleri
Dyestuff synthesis by enzymes, characterization of the synthesized bio-dyestuffs and determination of dyestuff properties
Yazar: İSMAİL YAKIN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ADEM ÇINARLI
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Organik Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Günümüzde endüstriyel olarak kullanılan tüm boyarmaddeler, petrokimyasal hammaddelerden yola çıkılarak çeşitli reaksiyonlar uyarınca üretilmektedir. Tekstil endüstrisinde çeşitli proseslerde kullanılan 100.000'nin üzerindeki boyarmaddenin neredeyse % 70'i kromofor grup olarak diazo grubu ihtiva eden boyalardır.
Azo boyaların üretim metotları incelendiğinde, hala klasik diazolama reaksiyonu üzerinden gittiği yüksek oranda asit, alkali, sodyum nitrit ve enerjiye ihtiyaç duyulduğu, oluşan atıklar ve tuz neticesinde çevresel olmayan bir üretim şeklidir.
Oksidatif enzimlerin organik kimyada gerçekleşen bazı reaksiyonları gerçekleştirebilmeleri özellikle boyarmadde kimyası açısından farklı bakış açısı doğmasına neden olmuştur.
xii
Oksidoredüktazlar ve özellikle lakkaz (benzendiol: oksijen oksidoredüktaz) mavi bakır içeren proteinlerden oluşmaktadır. Polimerik lignin, aromatik aminler, benzentiyoller gibi aromatik maddeleri içeren fenolik ve fenolik olmayan pek çok farklı yapının oksidasyonunu katalizler. Lakkaz enzimi fenolik substratların oksidasyonunu ve aynı anda gerçekleşen moleküler oksijenin suya indirgenmesi reaksiyonunu gerçekleştirir. Reaksiyon sonucunda ortaya çıkan çeşitli rezonans yapılarındaki serbest radikaller ya diğer moleküllerle eşleşip kovalent bağ oluşturur, ya da polimerleşebilir. Lakkazlar katalizledikleri reaksiyonu hem hızlandırdıkları, hem de yan ürüne sebep olmadıkları için kimyasal oksidasyon katalizörlerine alternatif yeşil katalizördür.
Çalışmanın temel yaklaşımı, oksidatif enzimlerle ve özellikle lakkaz kullanarak boyarmadde sentezidir. Tez kapsamında boyarmadde sentezinde kullanılabilecek farklı kaynaklı lakkazların enzim özellikleri incelenmiş ve sonrasında benzen, naftalin ve fenol türevi boyarmadde öncül maddeleri ile reaksiyona girme koşulları ve bu koşulların optimizasyonları denenmiştir.
Elde edilen bileşiklerin tanımlanması FTIR, HPLC ve UV-Vis. spektrofotometrisi ile yapılmış; renk şiddeti, hangi tür elyafı boyadığı ve boyanmış elyaf için standart haslık testleri de yapılarak boyarmadde özellikleri incelenmiştir.

Abstract:
Nowadays, all industrially used dyes are manufactured on the basis of petrochemical raw materials in accordance with the various reactions. Almost 70% over of 100.000 dyes used in various processes in the textile industry are containing diazo group as chromophor.
Azo dyes are still going on by classical diazo method that requires highly acid, alkali, sodium nitrite, and energy by the way due to waste and salt formation is known as non-ecological production method.
The ability of oxidative enzymes to perform many reaction in organic chemistry, particularly in terms of dye chemistry, led the emergence of different perspectives.
Oxidoreductases and particularly laccase (benzenediol: oxygene oxidoreductase) consists of blue copper containing proteins. They are able to catalize many of phenolic and non-phenolic different structures that contain aromatic substances such as polymeric lignin, aromatic amines, benzenethiol ect.
xiv
Laccase catalizes the oxidation of phenolic substrates and the reductuion reaction to convert simultaneously formed oxygene to water. The resultant free radicals they have various rezonance structures could both covalently bounded with another molecule or could polimerize. Laccases are alternative green catalysts instead of oxidation catalysts by accelerating the reactions and avoid by-product formations.
The main objective of the study is the synthesis of colourants using oxidative enzymes especially laccase. The enzyme activity of different welded laccases that could be used for dye synthesis have been investigated within the scope of the thesis. The reaction conditions and optimizations were examined for precursors like benzene, naphthalene and phenol derivatives.
The resulting compounds have been defined by FTIR, HPLC and UV-Vis analysis systems. Color intensity and dyeing properties (multifiber test and dye fastness test) were assayed.