2,5-dihidro-2,5-dimetoksifuran'ın katyonik polimerleşmesi

Abstract

ÖZET 2,5-DİfflDRO-2,5-DİMETOKSİFURAN'IN KATYONİK POLİMERLEŞMESİ ÇİFTÇİ, Hakan Kırıkkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi Danışman : Yard. Doç. Dr. Hasan Nur TESTERECİ Temmuz 2003, 69 sayfa Bu çalışmada, 2,5-dihidro-2,5-dimetoksifuran, (DHMF), farklı çözücü- elektrolit çiftleri içerisinde sabit akımda elektrokimyasal (SAE) olarak polimerleştirilmiştir. Ayrıca, Bronsted ve Lewis asitlerini katalizör olarak kullanarak DHMF'nin katyonik polimerleşmesi çalışılmış ve her üç halde de polimerleşmeye etki eden faktörler ve elde edilen ürünler incelenmiştir. DHMF, dönüşümlü voltametri (DV) çalışmalarında, seçilen elektrolit-çözücü sistemlerinde her hangi bir yükseltgenme piki vermediği için, sabit gerilim elektrolizi çalışılmamış, bunun yerine seçilen üç ayrı akım şiddetinde, sabit akım elektrolizi gerçekleştirilmiştir. Sabit akım elektrolizi ile farklı deneysel koşullar altında % 40 'lara varan verim değerleri elde edilmiştir. Elde edilen ürünlerin organik çözücülerde 111kısmen çözündüğü, çözünen kısımlarının sayıca ortalama molekül kütlelerinin, (Mn), 10 000 g/mol civarında olduğu bulunmuştur. DHMF ayrıca, HCIO4 ve SnCU kullanılarak farklı deneysel koşullarda katyonik olarak polimerleştirilmiştir. SnCU'ün katalizör olarak kullanıldığı polimerleşme çalışmalarında % 80'lere varan verim elde edilmiş, fakat ürünlerin genel organik çözücülerde çözünmediği gözlenmiştir. Bu nedenle Mn çalışmaları yapılamamıştır. HOCVin katalizör olarak kullanıldığı sistemlerde ise verim değerlerinin, SAE ile elde edilen değerlerin hemen hemen aynı değerlerde, ürünlerin ise benzer görünümde olduğu, ancak ürünlerin genel organik çözücülerde çözündüğü gözlenmiştir. Mn değerlerinin 3 000 g/mol civarında olduğu bulunmuştur. Çalışılan her üç koşulda da elde edilen ürünlerin yapı analizleri FT-IR, NMR yardımı ile yapılmış, ayrıca taramalı elektron mikroskop (SEM) görüntüleri çekilmiştir. Analiz sonuçlarında DHMF'nin polimerleşmesi sırasında furan halkasının açıldığı görülmüştür. SnCU'ün katalizör olduğu ortamda elde edilen polimerlerin SEM görüntülerinin ise diğer ikisinden farklı olduğu gözlenmiştir. Elde edilen ürünlerin hiçbirinde iletkenlik gözlenmemiştir. Anahtar kelimeler: 2,5-Dihidro-2,5-dimetoksifuran, DHMF, Elektrokimyasal Polimerleşme, Katyonik Polimerleşme, Halka Açılması, IV

ABSTRACT CATIONIC POLYMERIZATION OF 2,5-DIHYDRO-2,5-DIMETHOXYFURAN ÇİFTÇİ, Hakan Kırıkkale University Graduate School Of Natural and Applied Sciences Department of Chemistry, M, Sc, Thesis Supervisor: Assit. Prof. Dr. Hasan Nur TESTERECİ July 2003, 69 pages In this work, 2,5-dihydro-2,5-dimethoxyfuran (DHMF) was polymerized electrochemically in different solvent-electrolyte couple via constant current electrolysis. Moreover, cationic polymerization was studied by using Brensted and Lewis acid and, the factors affecting the cationic polymerization and the products were examined. Since DHMF didn't show any oxidation peak in cyclic voltammetry studies under selected solvent-electrolyte systems, constant potential electrolyses was not studied, instead of it, constant current electrolyses was performed at three different current intensity. The yields up to 40% were achieved by constant current electrolysis under different experimental conditions. It was observed that the products had partialsolubility in common organic solvents and the number avarage molecular weight (Mn) of the dissolving part was about 10 000 g/mol. In addition, DHMF was cationically polymerized by using HCIO4 and SnCl4 as initiators under different experimental conditions. When SnCU was used as catalyst the yields up to 80% were achieved, but it was observed that the products were insoluble in common organic solvents. So that, Mn studies couldn't be performed. When HCIO4 was used as a catalyst, the yields were almost the same as in the case of SAE. It was also observed that the appearance of the products were similar but they dissolved in common organic solvents. The Mn values of the polymeric products obtained from the HCIO4 catalyst were around 3000 g/mol. The structural analyses of the products were performed by FT-1R, NMR and also Scanning Electron Microscopy (SEM) pictures were obtained. FT-IR studies revealed that furan ring rupture during the polymerization of DHMF. SEM pictures revealed that the appearance of the products obtained from the SnCU catalyst is different from the products obtained from the other conditions. No conductivity was observed in any polymeric product. Key words : 2,5-Dihydro-2,5-dimethoxyfuran, DHMF, Electrochemical Polymerization, Cationic Polymerization, Ring Opening VI