Mannitolün kaprilik kaprik asidiyle esterleşme reaksiyonları ve kozmetikte kullanımı
Esterification reactions of mannitol with caprilic capric acid and its use in cosmetics
Yazar: DENİZ ZENGİN
Danışman: PROF. DR. HALİL İBRAHİM UĞRAŞ
Düzce Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Kozmetik sektörü gün geçtikçe daha çok gelişmekte ve ürün çeşitliliği giderek artmaktadır. Eskiden kozmetik denildiğinde sadece makyaj ürünleri akla geliyorken günümüzde günlük kullanılan kişisel bakım ürünlerine kadar birçok üründe geniş bir kullanım alanı oluşturmaktadır. Kozmetik sektöründe artan bu ürün çeşitliliği, insanların ürün seçimlerinde daha hassas ve seçici davranmaya başlamasına da neden olmaktadır. Bu sebeple ürünlerin her birinin özellikle doğal olması ve kullanımında insan sağlığını ve çevreyi olumsuz etkileyen faktörlerin olmaması büyük önem kazanmıştır. İnsanların bu yöndeki eğilimleri, birçok sektörü yeni gelişen teknolojilerle doğal hammaddelerden oluşan ürünler elde etmeye yöneltmiştir. Bu doğrultuda hoş koku ve tada sahip olan esterlerin kullanımı kozmetik sektöründe de oldukça yaygınlaşmıştır. Esterlerin özellikle doğal yollarla elde edilebilinir ve biyobozunur olması kozmetik sektöründe kullanılmasının en büyük avantajlarındandır. Esterler, kozmetik sektöründe başlıca yumuşatıcı, kıvamlaştırıcı, emülgatör, yağlayıcı, nemlendirici ve koku giderici gibi birçok üründe farklı amaçlar için kullanılmaktadır. Biyobozunur bir yağ asidi olan kaprilik kaprik asitin, bitkisel kaynaklı bir alkol olan mannitol ile esterifikasyonu sonucu oluşan esterler, biyo bazlı olup değerli kimyasallar kategorisinde, biyoyararlanırlığı yüksek ürünlerdir. Yapılan çalışmada mannitol ve kaprilik kaprik asitin farklı mol oranlarında esterleşme reaksiyonları yapılmıştır. Reaksiyonlarda fosforik asit, para toluen sülfonik asit (PTSA) ve metansülfonik asit (MSA) gibi farklı katalizörler kullanılmıştır ve bu katalizörlerin reaksiyona etkileri gözlemlenmiştir. Tüm esterleşme reaksiyonlarında optimum sıcaklık 180 ֯C olarak belirlenmiştir. Nihai ürünler asit numarası, viskozitesi, renk, iyot sayısı, HLB değerleri, sabunlaşma sayıları, reaksiyon verimi ve reaksiyon süresi gibi parametreler ile değerlendirilmiştir. Ayrıca oluşan ürünler FTIR, GC gibi spektroskopik yöntemlerle karakterize edilmiştir.

Abstract:
The cosmetic industry is experiencing continuous growth, leading to a proliferation of product diversity. Whereas cosmetics have once primarily associated with makeup products, today, they encompass a wide range of daily personal care items. This expanding variety of products in the cosmetic industry has prompted consumers to become more discerning and selective in their product choices. Consequently, there is a growing emphasis on the naturalness of products and the absence of factors that may negatively impact human health and the environment. The trend towards natural ingredients has spurred many sectors to explore the use of products derived from natural sources through emerging technologies. In line with this trend, the usage of esters, which offer pleasant fragrances and tastes, has become increasingly prevalent in the cosmetic industry. Notably, the ability of esters to be obtained through natural means and their biodegradability are among their greatest advantages for use in the cosmetic sector. Esters serve various purposes in cosmetics, including softening, thickening, emulsifying, lubricating, moisturizing, and odor removal. Esters formed through the esterification of mannitol, a plant-derived alcohol, with caprylic capric acid, a biodegradable fatty acid, belong to the category of valuable chemicals with high bioavailability. This study investigates esterification reactions of mannitol and caprylic capric acid at different mole ratios. Various catalysts such as phosphoric acid, para toluene sulfonic acid (PTSA), and methane sulfonic acid (MSA) have been employed in the reactions, and the effects of these catalysts on the reaction have been observed. An optimum temperature of 180°C was determined for all esterification reactions. The resulting products have been evaluated based on parameters such as acid number, viscosity, color, iodine value, HLB values, saponification numbers, reaction yield, and reaction time. Additionally, the products have been characterized using spectroscopic methods such as FTIR, GC.