Bazı altı karbonlu monosakkaritlerin anomer miktarlarının çözelti ortamında deneysel ve hesapsal yöntemlerle tespit edilmesi
The determination of anomer proportions of some 
hexoses in solution by computational and experimental 
methods
Yazar: DEVRAN UYSAL
Danışman: DOÇ. SEDAT KARABULUT
Balıkesir Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: FTIR = FTIR

Özet:
Monosakkaritler canlılık için büyük öneme sahiptir ve bu bileşik sınıfının biyokimyasal reaksiyonlarının çoğu su içerisinde gerçekleşmektedir. Monosakkaritler suda çözündüğünde çok çeşitli izomerik yapılara dönüşmekte ve bu yapılar çözelti ortamında genellikle denge halinde bulunmaktadır. Gıda, tekstil, sağlık ve kozmetik gibi çeşitli alanlarda kullanılan monosakkaritlerin reaktivitelerinin daha iyi anlaşılabilmesi, denge siteminin nitel ve nicel analiziyle yakından ilgilidir. Bu tür sistemlerin spektroskopik olarak incelenmesi, maliyet ve analiz süreleri göz önüne alındığında, hiç te kolay değildir. Ancak geçtiğimiz yıllarda geliştirilen spektrum eşleştirme yöntemiyle bu tür denge sistemlerini nicel ve nitel olarak değerlendirmek daha ucuz ve pratik bir hale gelmiştir. 

Bu çalışmada, spektrum eşleştirme yöntemi, doğada en yaygın monosakkaritler olan D-glukoz, D-galaktoz ve D-mannoz üzerinde denenmiştir.  Yöntemin uygulanması için, deneysel ve hesapsal olmak üzere iki paralel çalışma yapılmıştır.

D-glukoz, D-galaktoz ve D-mannozun sulu çözeltileri, deneysel olarak FT-IR spektrofotometresinde analiz edilmiştir. Söz konusu üç monosakkaritin sulu çözeltilerinde oluşturdukları anomer dengesinde yer alan α-piranoz, β-piranoz, α-furanoz, β-furanoz ve açık zincirli yapıları ayrı ayrı bilgisayar ortamında modellenmiştir.

Deneysel ve hesapsal olarak elde edilen verilerin spektrum eşleştirme yönteminde kullanılması ile ulaşılan sonuçlar literatürdeki deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır.

Sonuç olarak spektrum eşleştirme yönteminin, seçilen monosakkaritler üzerinde başarılı sonuçlar verdiği tespit edilmiştir.

ANAHTAR KELİMELER: Monosakkarit, anomer, anomerleşme, FT-IR, hesapsal kimya, Gaussian

Abstract:
Monosaccharides have vital importance for living organisms and the biochemical reactions of this functional group generally occur in water. Monosaccharides can convert to many isomers when dissolved in water and these isomers are generally a part of an equilibrium system. There is a close relationship between the investigation of reactivity and qualitative and quantitative analysis of equilibrium system of monosaccharides which can be used in food, textile, health and cosmetic industries. But when the cost and the analysis duration considered the spectroscopic studies on these systems are not simple tasks. The recently generated method, which is based on spectrum match, gave chance to study the equilibrium systems cheaper and faster.

The spectrum match method has been applied on the D-glucose, D-galactose and D-mannose, which are the most common species. Two parallel ways have been followed, experimental and thoretical, during the study.

The experimental FT-IR spectra of D-glucose, D-galactose and D-mannose have been determined in water. The a-pyranose, b-pyranose, a-furanose, b-furanose and the unchained forms of individual monocaccharides have been modeled by softwares.  

Both data which are produced experimentally and theoretically have been used by spectrum match method and results have compared with literature values. 

It has been concluded that the recently developed spectrum match method is working for selected monosaccharides.

KEYWORDS: Monosaccharide, anomer, anomerization, FT-IR, computational chemistry, Gaussian.