2-aminotiazolün polimerleştirilmesi ve poli(2-aminotiazol)'ün modifiye elektrot olarak kullanılabilirliğinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada 2-aminotiazol, AT, elektrokimyasal ve kimyasal yöntemlerle polimerleştirilmiştir. Her iki yöntemde de polimerleşme verimine etki eden faktörler incelenmiş ve elde edilen polimerlerin yapısal ve termal özelliklerinin analizleri ile polimerleşme mekanizmaları belirlenmeye çalışılmıştır. Sentezlenen polimerler Pt ve camsı karbon elektrotlarının modifiye edilmesinde kullanılmıştır. Üzerleri poli(2-aminotiazol) kaplanarak hazırlanan modifiye elektrotlar Ag+ ve Cu2+ iyonu analizlerinde kullanılmıştır.Dönüşümlü voltametri çalışmaları sonucunda AT'nin yükseltgenme potansiyeli (+)2800 mV olarak bulunmuştur. Polimerleşmeler asetonitril-tetrabütilamonyum tetrafloroborat, CH3CN-TBABF4, çözücü-elektrolit çifti içerisinde (+)2800 mV sabit potansiyelde gerçekleştirilmiştir. Elde edilen poli(2-aminotiazol)'ün, PAT-EP, sayı ortalama molekül kütlesi, Mn, 7322 g/mol olarak bulunmuştur. PAT-EP'nin FT-IR ve 1H-NMR analizleri polimerleşmenin tiazol halkasına bağlı ? NH2 grupları üzerinden ilerlediğini göstermiştir. Camsı geçiş sıcaklığı, Tg, 140 ? C olarak bulunan PAT-EP'nin iletkenliği ise 10 ? 6 S/cm değerlerinde ölçülmüştür. PAT-EP'nin I2 ile doplandığında ise iletkenliğinin 10 ? 3 S/cm değerlerine çıktığı da bulunmuştur.Elektrokimyasal polimerleşmenin yanı sıra AT, FeCl3.6H2O ile kimyasal olarak da polimerleştirilmiştir. AT'nin 1,4-dioksan içerisinde FeCl3.6H2O ile polimerleştirilmesiyle elde edilen poli(2-aminotiazol)'ün, PAT-KP, Mn değeri ise 28517 g/mol olarak bulunmuştur. PAT-KP'nin FT-IR ve 1H-NMR analizleri elektrokimyasal polimerleşmenin aksine, kimyasal polimerleşmenin tiazol halkasının açılması ile ilerlediğini göstermiştir. Termal analiz çalışmaları PAT-KP'nin Tg değerinin 126 ? C olarak gösterirken polimerin iletkenliği ise 10 ? 4 S/cm olarak ölçülmüştür.Anodik sıyırma voltametrisi çalışmalarında PAT-EP'nin DMSO çözeltisi damlatılarak ve çözücüsü buharlaştırılarak yüzeyi polimer filmle kaplanan camsı karbon elektrotu, PAT-CK elektrotu, ile sabit potansiyel uygulayarak polimer filmle kaplanan Pt elektrotu, PAT-Pt elektrotu, kullanılmıştır. PAT-CK elektrotu Cu2+ iyonu analizlerinde PAT-Pt elektrotu ise Ag+ iyonu analizlerinde kullanılmıştır. Çalışmalar PAT-CK elektrotunun Cu2+ iyonu analizlerinde kullanılabileceğini, PAT-Pt elektrotunun ise yüksek Ag+ iyonu duyarlılığına sahip olduğunu göstermiştir.

In this study 2-aminothiazole, AT, was polymerized by electrochemical and chemical methods. For each method, the factors affecting the yield of the polymerization were examined. In order to find out the polymerization mechanism, structural and thermal properties of the polymers were analyzed. Obtained polymers were used in the modification of Pt and glassy carbon electrodes, also. The modified electrodes were prepared by forming a poly(2-aminothiazole) film on the electrode surfaces and used in the measurement of Ag+ and Cu2+ ions.Oxidation potential of AT was determined by the cyclic voltammetry measurements as (+)2800 mV. Electrochemical polymerization was studied in acetonitrile-tetrabutylammonium tetrafluoroborate, CH3CN-TBABF4, solvent-electrolyte couple at (+)2800 mV. The number average molecular weight, Mn, of the obtained poly(2-aminothiazole), PAT-EP, was found to be 7322 g/mol. FT-IR and 1H-NMR analyses indicated a polymerization mechanism that proceeds through the reaction of ?NH2 groups of the thiazole ring. Glass transition temperature, Tg, and conductivity of PAT-EP were measured as 140 ? C and 10-6 S/cm respectively. It was found that the conductivity of PAT-EP increased up to 10-3 S/cm upon I2 dopping.Beside the electrochemical polymerization, AT was polymerized chemically by using FeCl3.6H2O, also. Mn of poly(2-aminothiazole), PAT-KP, which was obtained from the polymerization of AT in 1,4-dioxane with FeCl3.6H2O, was found to be 28517 g/mol. On the contrary of electrochemical polymerization, FT-IR and 1H-NMR analyses indicated a polymerization mechanism that proceeds by the opening of thiazole ring. Thermal studies indicated the Tg of PAT-KP as 126 ? C while the conductivity was measured as 10 ? 4 S/cm.The modified glassy carbon electrode, PAT-CK, which was prepared by forming a polymer film on the electrode surface by dropping and evaporating the DMSO solution of PAT-EP and the modified Pt electrode, PAT-Pt, which was prepared by forming a polymer film on the electrode surface by applying a constant potential, were used in the anodic stripping voltammetry studies. PAT-CK electrode was used for the measurement of Cu2+ ions while the measurement of Ag+ ions was conducted with PAT-Pt electrode. Studies showed that PAT-CK electrode could be used for the measurement of Cu2+ ions and high sensitivity of PAT-Pt electrode toward Ag+ ions.