Organosilikon kapiler monolitlerin sentezi ve nano-sıvı kromatografisi uygulamalarında sabit faz olarak kullanımı
Synthesis of organosilicon based capillary monoliths and their usage in nano-liquid chromatography applications as stationary media
Yazar: MUSTAFA CİHAN DEMİR
Danışman: PROF. DR. SÜLEYMAN ALİ TUNCEL
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Tezde, yeni organosilikon hibrid sabit fazların sentezlenmesi ve morfolojik özellikleri ile kromatografik performanslarının incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla serbest radikal polimerizasyonu ve tiyol-en kimyasının birlikte kullanılmasıyla tek basamakta hidrofilik ve hidrofobik formda polihedral oligomerik silseskuioksan –metakrilat (POSS-MA) bazlı monolitlerin sentezi hem termal hem de foto başlatıcı kullanılarak yapılmıştır. Serbest radikal polimerizasyonu ana monolitik yapının oluşturulması, tiyol-en kimyası da istenilen özelliğe sahip ligandın yapıya bağlanmasını sağlamıştır. Hidrofobik ligand olarak 1-oktadekantiyol (ODT), 1-oktantiyol (OT), 1-bütantiyol (BT) ve 2-feniletantiyol (PET), hidrofilik ligand olarak merkaptosüksinik asit (MSA) ile glutatyon (GT) kullanılmış, farklı koşullarla sentezlenen monolitlerin gözenek dağılımları, özgül yüzey alanı değerleri, çapraz bağ yoğunlukları, taramalı elektron mikroskopu görüntüleri ve tiyol içeriği belirlenmiştir. Hidrofobik özellikteki kolonlar ile ters faz kromatografisi çalışmaları yapılmıştır. Bu çalışmalarda alkilbenzen, fenol türevleri ve çok halkalı aromatik hidrokarbonların kromatografik ayrımı gerçekleştirilmiştir. Hidrofilik özellikteki kolonlar ile de hidrofilik etkileşim kromatografisi modunda nükleosit, nükleotit ve organik asit türevlerinin ayrımı sağlanmıştır. Tüm ayrımlarda elde edilen kromatogramlar ve bu kromatogramlardan yola çıkılarak hesaplanan, pik çözünürlüğü, alıkonma faktörü, kademe yüksekliği gibi kromatografik verimlilik parametreleri değerlendirilerek sentezlenen kolonların performansı tanımlanmıştır. Sonuçta alıkonma süresinden bağımsız yüksek kromatografik performansa sahip, mekanik ve kimyasal dayanımı yüksek, uzun ömürlü yeni sabit fazlar literatüre kazandırılmıştır.

Abstract:
In this thesis, it is aimed to synthesize new organosilicone hybrid stationary phases and to investigate their morphology and chromotographic performance. For this purpose, the synthesis of POSS-MA monoliths with hydrophobic or hydrophilic properties, depending upon the thiol group carrying ligand was first performed in a one-pot protocol by combining free radical polymerization and thiol-ene chemistry together. Thermal or photo initiator is used for polymerization. Then the capillary monolith was obtained via free radical polymerization. Thiol-ene chemistry was evaluated for the covallent attachment of chromatographic ligands onto the monolithic structure. 1-octadecanthiol, 1-octanethiol, 1-butanethiol and 2-phenylethanethiol were used as the hydrophobic ligand and glutathione and mercaptosuccinic acid were selected as the hydrophilic ligands. Pore-size distribution, specific surface area, crosslinking density, morphology and thiol content of monoliths synthesized under different conditions have been determined by appropriate methods.  Reversed phase chromatography applications were carried out by using monoliths with hydrophobic character. In this mode, chromatographic separation of alkylbenzenes, phenos and polycyclic aromatic hydrocarbons were performed. On the other hand, the chromatographic separation of nucleosides, nucleotides and organic acids in hydrophilic interaction chromatography mode was achieved by using monoliths with hydrophilic character. The chromatograms obtained with organosilicone hybrid monoliths and the chromatographic efficiency parameters such as peak solubility, retention factor, plate height calculated from these chromatograms. The results indicated that the proposed organosilicone hybrid stationary phase was obtained with higher mechanical strength, chemical resistance, durability, chromatographic performance and retention factor independent separation efficiency could be obtained comparing to current polymer and silica monoliths.