Farklı yörelerde doğal olarak yetişen kayın (Fagus orientalis L.) ağacının odun ve kabuğunun kimyasal yapısı üzerine araştırmalar
Investigations on the chemical structure of wood and bark of naturally growi̇ng beech (Fagus orientalis L.) tree different regi̇ons
Yazar: FATMA YILMAZ
Danışman: DOÇ. DR. İLHAMİ EMRAH DÖNMEZ
Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Orman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Ağaç İşleri = Wood Products ; Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering
Dizin: Bartın = Bartın ; Kabuk yapılar = Shell structure ; Kahramanmaraş = Kahramanmaraş ; Kayın ağacı = Beech ; Kayın odunu = Beech wood ; Kimyasal yapı = Chemical structure ; Kimyasal yapı = Chemical structure ; Odun = Wood ; Odunsu taksonlar = Wood taxons

Özet:
Bu tez çalışmasında Türkiye'de Kahramanmaraş ve Bartın illerinde doğal olarak yetişen kayın ağacı odunlarının ve kabuklarının kimyasal yapısındaki değişimler incelenmiştir. Kayın geniş bir yayılış alanına sahip olmasından dolayı birçok araştırmaya konu olmuştur. Fakat farklı iki bölgede yetişen kayının kimyasal yapısının karşılaştırılmasına ait bir çalışmaya rastlanılmamıştır. Yapılan bu çalışma ile kimyasal yapı açığa çıkarılarak bir literatür oluşturulmaya çalışılmış, kayın odununun farklı alanlarda kullanımının belirlenmesinde bir kaynak oluşturulmuştur.
Heksan ekstraksiyonu sonrasında lipofilik madde miktarı tespiti için Kahramanmaraş ve Bartın kayın odun ve kabuk örnekleri GC ve GC-MS'de analiz edilmiştir. Yapılan analizler neticesinde Kahramanmaraş odun örneğinde en yüksek miktar N-Ethylacetamide (% 44,86) en düşük miktar 4-Methyl-2,4-bis(4'-trimethylsilyloxyphenyl) pentene-1 (% 3,05) olduğu tespit edilmiştir. Kahramanmaraş kabuk örneğinde ise en yüksek miktar N-Ethylacetamide (% 27,41) olurken en düşük miktar 9,12-Octadecadienoic acid (% 2,50) olarak tespit edilmiştir. Bartın odun örneğinde en yüksek miktar Hexadecamethylheptasiloxane (% 49,70) iken en düşük miktar Tetrahydrogeranyl butyrate (% 0,78) olarak elde edilmiştir. Bartın kabuk örneğinde ise en yüksek miktar 8-hexadecenal (% 71,18) en düşük miktarın ise 3-decyn-2-ol (% 2, 47)olduğu tespit edilmiştir.
Aseton: su ekstaksiyonu sonrasında hidrofilik madde miktarı tespiti için Kahramanmaraş ve Bartın odun ve kabuk örnekleri GC-MS'de analiz edilmiştir. Yapılan analizler sonucunda aseton: su ekstraksiyonunda Kahramanmaraş odun örneğinde en yüksek miktar 2-keto-d-gluconic acid (% 20,71) olurken en düşük miktar ise 1,1,1,3,5,5,5-Heptamethyltrisiloxane (% 0,34) olarak elde edilmiştir. Kahramanmaraş kabuk örneğinde ise en yüksek miktar 2-Methyl-4-Keto-Pentan-2-ol (% 33,53) iken en düşük miktar cyclooctene (% 0,73) olarak bulunmuştur. Bartın odun örneğinde en yüksek miktar Docosenoic acid (% 14,30) iken en düşük miktar Dodecamethylpentasiloxane (% 0,81) olarak elde edilmiştir. Bartın kabuk örneğinde ise en yüksek miktar d-turanose (% 14,18) iken en düşük miktar 2-pentadecyn-2-ol (% 0,51) olarak bulunmuştur.
Odun ve kabuğun ekstraktif yapısının yanı sıra genel kimyasal yapısı da bu çalışmada incelenmiştir. Genel kimyasal bileşenlerden holoselüloz, α-selüloz, lignin ve çözünürlük değerlerinden %1'lik NaOH ve sıcak su çözünürlüğü sonuçlarının Kahramanmaraş ve Bartın odun ve kabuk örneklerinde hemen hemen benzer olduğu görülmüştür. Kahramanmaraş ve Bartın odun ve kabuk örneklerinde sırasıyla gravimetrik yöntemlerle elde edilen heksan çözünürlüğü 0,70 mg/g, 4,52 mg/g; 1,90 mg/g, 4,21 mg/g olarak hesaplanırken, aseton: su çözünürlüğü test sonuçları 12,62 mg/g, 19,07 mg/g; 14,57 mg/g, 50,61 mg/g olarak saptanmıştır. Kahramanmaraş ve Bartın odun ve kabuk örneklerinde sırasıyla elde edilen holoselüloz sonuçları % 85,34, % 77,88; % 85,80, % 77,65, α-selüloz sonuçları % 52,44, % 59,52; % 51,29, % 61,64, lignin sonuçları % 17,20, % 31,75; % 20,54, % 34,58 olarak tespit edilmiştir.
Yapılan çalışma sonunda toplam suberin miktarı Kahramanmaraş kabuk örneğinde 13,34 mg/g, Bartın kabuk örneğinde ise 37,50 mg/g olarak elde edilmiştir. Ayrıca suberin analizi sonucunda Kahramanmaraş kabuk örneğinde en yüksek miktar N- Ethylacetamide (7,358 mg/g) iken Bartın kabuk örneğinde ise Asit 9,12-18:2 (6,125 mg/g) olarak bulunmuştur.

Abstract:
In this thesis changes in the chemical structure of beech wood and the bark naturally grown in Turkey's Kahramanmaraş and Bartın provinces has been studied. Because of having a wide distribution area, the beech has been the subject of several investigations. However, there is no study on the comparison of the chemical structure of beech growing in two different regions. In this study, a literature was created by revealing the chemical structure and a source was used to determine the usage of beech wood in different areas.
In order to determine the amount of lipophilic substance after extraction of hexane, Kahramanmaraş and Bartın beech wood and bark samples were analyzed in GC and GC-MS. As a result of the analyzes, the highest amount of N-Ethylacetamide (44.86%) was found to be the lowest amount of 4-Methyl-2,4-bis(4'-trimethylsilyloxyphenyl)pentene-1 (% 3,05) in the Kahramanmaraş wood sample. In the Kahramanmaraş bark sample, the highest amount was found to be N-Ethylacetamide (27.41%) and the lowest amount was 9,12-Octadecadienoic acid (2.50%). The highest amount of Hexadecamethylheptasiloxane (49.70%) in Bartin wood sample was obtained as the lowest amount Tetrahydrogeranyl butyrate (0.78%). In the Bartın bark sample, the highest amount was 8-hexadecenal (71.18%) and the lowest amount was 3-decyn-2-ol (2.47%).
For the determination of the amount of hydrophilic substance after acetone water extraction, Kahramanmaraş and Bartın wood and bark samples were analyzed in GC-MS. As a result of the analyzes, the highest amount of acetone extract was 2-keto-d-gluconic acid (20.71%) in Kahramanmaraş wood sample and the lowest amount was 1,1,1,3,5,5,5-Heptamethyltrisiloxane (0.34%). The highest amount was observed in 2-Methyl-4-Keto-Pentan-2-ol (33.53%) while the lowest amount was cyclooctene (0.73%) in the Kahramanmaraş bark. In the Bartın wood sample, the highest amount was Docosenoic acid (14.30%) whereas the lowest amount was Dodecamethylpentasiloxane (0.81%). The lowest amount was found to be 2-pentadecyn-2-ol (0.51%) while the highest amount was d-turanose (14.18%) in the Bartın bark.
In addition to, the extractive structure of wood and bark, the overall chemical structure of the wood and bark are also studied in this study. The results of holosellulose, α-cellulose, lignin, 1% NaOH and hot water solubility were found to be almost similar to the chemical analyzes of wood and bark. In the wood and bark samples of Kahramanmaraş and Bartın, the hexane solubility obtained by gravimetric methods, respectively, were calculated as 0.70 mg/g, 4.52 mg/g; 1.90 mg/g, 4.21 mg/g, acetone: water solubility test results 12.62 mg/g, 19.07 mg/g; 14.57mg/g, 50.61mg/g. Holocellulose results obtained from Kahramanmaraş and Bartın wood and bark samples were respectively 85.34%, 77.88%; 85.80%, 77.65%, α-cellulose results 52.44%, 59.52%; 51.29%, 61.64%, lignin results 17.20%, 31.75; 20.54%, 34.58%.
At the end of the study, total amount of suberin was obtained as 13,34 mg/g in Kahramanmaraş bark sample and 37,50 mg/g in Bartın. In addition, as a result of the analysis of suberin, the highest amount in the Kahramanmaraş bark sample was N-Ethylacetamide(7.358 mg/g) while the Bartın sample was Acid 9,12-18:2 (6.125 mg/g) was determined.