Organofosfat ester hidrolizi için polimer destekli katalizörler hazırlanması ve hidroliz kinetiğinin incelenmesi
Preparation of polymer supported catalysts for organophosphate ester hydrolysis and investigation of hydrolysis kinetics
Yazar: MURAT ERDEM
Danışman: PROF.DR. HAYRETTİN TÜRK
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
iÖZETDoktora TeziORGANOFOSFAT ESTER HİDROLİZİ İÇİNPOLİMER DESTEKLİ KATALİZÖRLER HAZIRLANMASI VEHİDROLİZ KİNETİĞİNİN İNCELENMESİMurat ERDEMAnadolu ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüKimya Anabilim DalıDanışman: Prof. Dr. Hayrettin TÜRK2006, 178 sayfaBu tez çalışmasında, reçine ve lateks desteklere bağlanmış o-iyodosobenzoat (İBA)katalizörü ile organofosfat ester bileşikleri olan paraoksonun (PO) ve p-nitrofenil difenilfosfatın (PNPDPP) hidrolizi araştırılmıştır. Bu amaçla o-iyodosobenzoatın elektrostatik olarakbağlanabileceği reçine ve lateks formunda destekler hazırlanmış ve bunların İBA bağlamakapasiteleri belirlenmiştir. Reçine destekler yapılarındaki kuaterner amonyum grubunun alkilgruplarından biri n-hekzadesil, lateksler ise yapılarındaki kuaterner amonyum grubunun alkilgruplarından biri n-hekzadesil, n-oktil veya metil grubu olacak şekilde sentezlenmişlerdir.Reçinelere ve latekslere bağlanmış İBA katalizörleri ile PO ve PNPDPP hidrolizi içinfarklı İBA derişimlerinde pH 7,0, 8,0 ve 9,0'da kgözlenen hız sabiti değerleri bulunmuş ve[İBA]-kgözlenen grafiklerinden kkat hız sabiti değerleri hesaplanmıştır. Ayrıca n-hekzadesiltrimetilamonyum bromürlü ortamda PO'nun İBA ile hidroliz kinetiği dearaştırılmıştır. Reçinelerin hidrofilik/hidrofobik karakterleri, İBA bağlama kapasiteleri,reçinenin yapısındaki çapraz bağlayıcı monomer, fonksiyonel monomer oranları ve kuaterneramonyum fonksiyonelliği eşdeğer kütle sayısı gibi etkenler reçinelerin substrat hidrolizindefarklı oranda aktivite göstermelerine neden olmuştur. En etkin İBA/reçine katalizörü için pH9,0'da kgözlenen ve kkat değerleri sırasıyla PO hidrolizinde 1,03x10-4 s-1 ve 0,18 M-1s-1, PNPDPPhidrolizinde ise 2,20x10-3 s-1 ve 3,89 M-1s-1 bulunmuştur. Latekslerde ise kuaterner amonyumgrubuna bağlı alkil grubu metil, n-oktil, n-hekzadesil olarak değiştikçe İBA/lateks katalizörüPO ve PNPDPP'nin hidrolizinde daha yüksek katalitik aktiflik göstermiştir. En etkin İBA/n-hekzadesil grubu içeren vinil benzil klorür bazlı lateks için pH 9,0'da kgözlenen ve kkat değerlerisırasıyla PO hidrolizinde 2,71x10-4 s-1 ve 5,29 M-1s-1, PNPDPP hidrolizinde ise 3,28x10-2 s-1ve 651,7 M-1s-1 olarak bulunmuştur.Anahtar Kelimeler: Organofosfat Ester, o-İyodosobenzoik Asit, İBA, Reçine, Lateks,Paraokson, p-Nitrofenil Difenil Fosfat

Abstract:
iiABSTRACTPh.D DissertationPREPARATION OF POLYMER SUPPORTED CATALYSTS FORORGANOPHOSPHATE ESTER HYDROLYSIS AND INVESTIGATIONOF HYDROLYSIS KINETICSMurat ERDEMAnadolu UniversityGraduate School of SciencesChemistry ProgramSupervisor: Prof. Dr. Hayrettin TÜRK2006, 178 pagesIn this study, the hydrolysis of organophosphate ester compounds paraoxon(PO) and p-nitrophenyl diphenyl phosphate (PNPDPP) catalyzed by o-iodosobenzoate (IBA) bound to resin or latex supports were investigated. For thispurpose, resins and latexes which can bind IBA to their quaternary ammoniumgroups electrostatically were synthesized and their IBA binding capacities weredetermined. The synthesized resins supports contain n-hexadecyl group on theirquaternary ammonium groups whereas the latexes contain n-hexadecyl, n-octyl,or methyl group on their quaternary ammonium groups.In the hydrolysis experiments, at pH 7.0, 8.0, and 9.0, kobserved rate constantswere determined for the hydrolysis of PO and PNPDPP catalyzed by IBA boundto resins and latexes at different IBA concentrations and thereafter, kcat rateconstants were calculated from the slopes of [IBA]-kobserved graphics. Also, thehydrolysis of PO with IBA in n-hexadecyltrimethylammonium bromidecontaining medium was investigated. Because the variations in thehydrophobic/hydrophilic characters of resins, their IBA binding capacities, type ofcross-linking agent, ratio of functional monomers, and the equivalent number ofquaternary ammonium groups in the resins gave different activities for thehydrolysis of the substrates. At pH 9.0, kobserved and kcat were determined for themost active IBA/resin catalyst as 1.03x10-4 s-1 and 0.18 M-1s-1 for PO hydrolysis,respectively and 2.20x10-3 s-1 and 3.89 M-1s-1 for PNPDPP hydrolysis,respectively. In latex bound IBA catalysis, changing one of the alkyl groups of thequaternary ammonium group in the latexes the order of methyl, n-octyl and n-hexadecyl yielded higher catalytic activities for the hydrolysis of PO andPNPDPP. At pH 9.0, kobserved and kcat were determined for the most activeIBA/latex catalyst as 2.71x10-4 s-1 and 5.29 M-1s-1 for PO hydrolysis, respectivelyand 3.28x10-2 s-1 and 651.7 M-1s-1 for PNPDPP hydrolysis, respectively.Keywords: Organophosphate Ester, o-Iodosobenzoic Acid, IBA, Resin, Latex,Paraoxon, p-Nitrophenyl Diphenyl Phosphate