Poli(1-azobisiklo[4.2.0]oktan) ve türevlerinin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of poly(1-azabicyclo[4.2.0]octane) polymers and their derivatives
Yazar: ERDEM KARABULUT
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ZEYNEP AKDESTE
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Kimya = Chemistry ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Fizikokimyasal özellikler = Physicochemical properties ; Katyonik polimerleşme = Cationic polymerization ; Polimerleşme = Polymerization

Özet:
Son yıllarda fonksiyonel biyopolimer sistemlerin gelistirilmesine yönelik çok fazla sayıdaçalısmalar yapılmıstır. Bugüne kadar yapılmıs çalısmalarda biyolojik özelliklipolielektrolitlerin sentezi, karakterizasyonu ve kullanım çesitliliği üzerinde durulmustur.Bu tez çalısmasında yapısında heteroatom bulunduran biyobozunur bir polielektrolit olanpoli(1-azobisiklo[4.2.0]oktan) (polikonidin) sentezi ve karakterizasyonu anlatılmaktadır.Poli(1-azobisiklo[4.2.0]oktan) eldesi için öncelikle bu polimerin monomeri olan 1-azobisiklo[4.2.0]oktan (konidin) monomerinin sentezi organik yöntemlerlegerçeklestirilmistir. Daha sonra değisik molekül ağırlıklarına sahip polimerler sentezlenmis vebu polimerlerin karakterizasyonu farklı yöntemlerle (UV, FT-IR, SEC, Ultrasantrifüj)yapılmıstır. Elde edilen polimerlerin bir kısmı bromoasetik asit ile modifiye edilerek polimereuygun fizikokimyasal özellikler kazandırılmaya çalısılmıstır.Konidin sentezinin her asamasında olusan maddelerin FT-IR ve UV spektrumları alınmıs vesentezin izlediği yol sürekli kontrol edilmistir. Sentezlenen konidin, monomer olarakkullanılmıs ve farklı baslatıcılar varlığında (metil iyodür, etil bromür, heksadesil bromür, tbutilbromür, benzoil klorür ve trimetilsilan bromür) katyonik halka açılması polimerizasyonuile poli(1-azobisiklo[4.2.0]oktan) elde edilmistir. Baslatıcı/monomer oranı değistirilerekbunun polimerlerin karakteristiğine olan etkisi incelenmistir.Poli(1-azobisiklo[4.2.0]oktan)'ın kimyasal modifikasyonu için bromoasetik asit kullanılmısve polimerin kuarternlesmesi ile poliamfolit sentezi gerçeklestirilmistir.Polielektrolitlerin fizikokimyasal özelliklerinin yapı ile doğrudan iliskili olduğu bilinmektedir.Bu nedenle sentezlenen polimerin karakterizasyonunun yapılması amaçlanmıstır. Poli(1-azobisiklo[4.2.0]oktan)'in FT-IR spektrumları alınmıs ve dört dedektörlü (ısık saçılması,refraktif indeks, viskozite ve UV) moleküler eleme kromatografisi ile polimerlerin molekülağırlıkları, polidispersite değerleri (Mw/Mn), Mark-Houwink sabitleri ve partikül yarıçaplarıölçülmüstür. Zeta Sizer ile polimer zincirlerinin boyut analizi yapılmıs ve zeta potansiyelleriölçülmüstür. Sentezlenen polimerlerin sedimentasyon katsayıları Ultrasantrifüj ilebelirlenmistir. Polimerlerin molekül ağırlıklarının baslatıcı miktarı ve türündeki değisimler ilepolimerizasyon ortamından etkilendiği belirlenmistir.Polimerin bromoasetik asit türevinin hücre canlılığına etkisi meme kanseri hücreleri (MCF 7)üzerinde in vitro ortamda incelenmis ve polimer konsantrasyonu değisikliğinin hücrecanlılığına etkisi arastırılmıstır.Anahtar kelimeler: polielektrolit, polikonidin, katyonik halka açılması polimerizasyonu

Abstract:
In recent years there have been made so many research which are intended for developingfunctional biopolymer systems. In most of the studies until now, it is emphasized on thesynthesis, characterization and the diversity of biologically featured polyelectrolytes.In this thesis, the synthesis of a biodegredable polyelctrolyte, (polyconidine) which has anheteroatom in its structure is explained. For poly(1-azobicyclo[4.2.0]octane) obtaining,initially the synthesis of the monomer, 1-azobicyclo[4.2.0]octane (conidine) is carried out byorganic methods which then will be used in polymer synthesis. Thereafter, polymers havingdifferent molecular weights are synthesized and the characterization of these polymers aredone by different methods such as UV, FT-IR, SEC and Ultracenrifuge. By the modificationof obtained polymers with bromoacetic acid, gaining some suitable physicochemicalproperties to polymer is studied.FT-IR and UV spectra of substances formed on each step of conidine synthesis were recordedand the pathway of the synthesis was checked constantly. Synthesized conidine was used asmonomer and in the existance of different initiators (methyl iodide, ethyl bromide, hexadecylbromide, t-butyl bromide, benzoyl chloride and trimethylsilane bromide) poly(1-azobicyclo[4.2.0]octane) was obtained by cationic ring opening polymerization. The effect ofchanging Initiator/monomer ratio on the polymers? characteristics was also examined.For the chemical modification of poly(1-azobicyclo[4.2.0]octane), bromoacetic acid is usedand polyampholyte synthesis is achieved with the quaternization of the polymer.It is known that the physicochemical properties of polyelectrolytes is directly related to thestructure. For this reason the characterization of synthesized poly(1-azobicyclo[4.2.0]octane)is intended. FT-IR spectra of poly(1-azobicyclo[4.2.0]octane) is recorded and molecularweights, Mw/Mn values, Mark-Houwink constants and molecular diameters of the polymersare measured with size-exclusion chromatography with four-detectors (light-scattering,refractive index, viscosity and UV). With Zeta Sizer, size-analysis of polymer chains are doneand their zeta potentials are measured. Svedberg constants that belongs to the obtainedpolymers and the graphics for sedimentation values are determined with ultracentrifuge. It isdetermined that molecular weights of the polymers are affected by the change in the amountand the type of initiators used and also from the polymerization media. Analysing of havingbiodegradable characteristics of the synthesized polymers has been being reviewed.The effect to the cell proliferation of polymer derivatives with bromoacetic acid was observedwith breast cancer cells (MCF 7) in vitro enviroment. The effect to the cell proliferation ofpolymer concentration was observed.Key words: polyelectrolyte, policonidine, cationic ring-opening polymerization