Σύνθεση και μελέτη φυσικοχημικών χαρακτηριστικών, βιοαποικοδομησιμότητας και τοξικότητας νέων πρωτικών ιοντικών υγρών με αρωματικό δακτύλιο

Σκαρπαλέζος, Δημήτριος; Skarpalezos, Dimitrios

dc.contributor.author	Σκαρπαλέζος, Δημήτριος	el
dc.contributor.author	Skarpalezos, Dimitrios	en
dc.date.accessioned	2017-09-15T12:18:58Z
dc.date.available	2017-09-15T12:18:58Z
dc.date.issued	2017-09-15
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/45621
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.14526
dc.rights	Default License
dc.subject	Ιοντικά υγρά	el
dc.subject	Ionic liquids	en
dc.subject	Σύνθεση	el
dc.subject	Φυσικοχημικές ιδιότητες	el
dc.subject	Τοξικότητα	el
dc.subject	Βιοαποικοδομησιμότητα	el
dc.subject	Synthesis	en
dc.subject	Physicochemical properties	en
dc.subject	Toxicity	en
dc.subject	Biodegradability	en
dc.title	Σύνθεση και μελέτη φυσικοχημικών χαρακτηριστικών, βιοαποικοδομησιμότητας και τοξικότητας νέων πρωτικών ιοντικών υγρών με αρωματικό δακτύλιο	el
dc.title	Synthesis and study of physicochemical characteristics, biodegradability and toxicity of new protic ionic liquids with an aromatic ring	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Οργανική χημεία	el
heal.classification	Organic compounds	en
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/8f2885526d8144ff6d537a7c072cbed12891cf6e
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/6edccbf589807e4171353b69b32d148fb22948d3
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-07-05
heal.abstract	Τα Iοντικά Yγρά (IY), είναι μια νέα, ραγδαίως αναπτυσσόμενη, κατηγορία προηγμένων υλικών με ποικίλες εφαρμογές. Αποτελούνται αποκλειστικά από ιόντα και είναι υγρά σε ένα μεγάλο εύρος θερμοκρασιών, πολλές φορές συμπεριλαμβανόμενης της θερμοκρασίας δωματίου. Στην παρούσα εργασία μελετάται η σύνθεση νέων Πρωτικών Ιοντικών Υγρών (ΠΙΥ). Τα ΠΙΥ συντίθενται μέσω μιας αντίδρασης μεταφοράς πρωτονίου μεταξύ ενός οξέος και μιας βάσης κατά Brønsted σε στοιχειομετρική αναλογία. Τα ΠΙΥ, βρίσκουν ποικίλες χρήσεις ως διαλύτες, πρόσθετα για το διαχωρισμό αζεοτροπικών μιγμάτων, λιπαντικά, διαλύματα ηλεκτρολυτικών κελιών κ.α. Το ενδιαφέρον για τα Ιοντικά Υγρά εντείνεται από τις επιθυμητές, για ποικίλες εφαρμογές, φυσικοχημικές τους ιδιότητες όπως χαμηλή πτητικότητα, χημική και θερμική σταθερότητα, μικρή αναφλεξιμότητα, χαμηλή ή σχεδόν μηδαμινή τάση ατμών, σημαντική διαλυτική ικανότητα κ.α. Φυσικά αυτές οι ιδιότητες αλλάζουν, ενισχύονται ή και μειώνονται αναλόγως με τη σύσταση του ΙΥ. Οι πιθανοί συνδυασμοί ιόντων για τη σύνθεση ΙΥ είναι πολλοί και δεδομένου ότι οι ιδιότητές του συνδέονται με τη δομή τους, είναι δυνατή η σύνθεση ΙΥ με επιθυμητές ιδιότητες γνωστά στη βιβλιογραφία ως «Ιοντικά Υγρά Ειδικής Αποστολής» (Task Specific Ionic Liquids). Έτσι δρουν ως διαλύτες σχεδιασμού, και ιδίως τα ΙΥ νέας γενιάς,επιτρέπουν την ανάπτυξη εφαρμογών πράσινης χημείας, λόγω της καλής βιοαποικοδομισημότητάς και χαμηλής τοξικότητας τους. Στην παρούσα διπλωματική εργασία έγινε σύνθεση 13 νέων ΠΙΥ αξιοποιώντας πέντε καρβοξυλικά οξέα με αρωματικό ή αλεικυκλικό δακτύλιο και τέσσερα παράγωγα αιθανολαμίνης. Η σύνθεσή τους πραγματοποιήθηκε μέσω αντίδρασης μεταφοράς πρωτονίου από τα καρβοξυλικά οξέα στις αμίνες είτε απευθείας είτε μετά από αμοιβαία διαλυτοποίηση σε αιθανόλη και ανάμιξη και προέκυψαν ΙΥ θερμοκρασίας δωματίου όσο και ΙΥ υψηλότερου σημείου τήξης το οποίο και προσδιορίστηκε. Η επιλογή των αρχικών αντιδρώντων, και κατ΄επέκταση των ιόντων των ΠΙΥ, έγινε με τέτοιο τρόπο ώστε να μπορεί να μελετηθεί η επίδραση των ιόντων σε σημαντικές ιδιότητές των ΙΥ, την βιοαποικοδομησιμότητά και την τοξικότητά τους.Ο χαρακτηρισμός της δομής όλων των ΙΥ έγινε με χρήση φασματοσκοπίας πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού πρωτονίου (1Η NMR). Επιπλέον, στόχο της παρούσας διπλωματικής εργασίας, αποτέλεσε ο προσδιορισμός των κυριότερων φυσικοχημικών ιδιοτήτων των παραγόμενων ΙΥ, όπως η υγρασία, με τη μέθοδο Karl Fischer, το ιξώδες και η θερμική τους συμπεριφορά με τη μέθοδο DSC και στη συνέχεια η προσπάθεια συσχέτισης της επιρροής των δομικών τροποποιήσεων των ΙΥ στις ιδιότητες αυτές. Τέλος, σε μια προσπάθεια εκτίμησης του «πράσινου» χαρακτήρα τους, εξετάστηκε η βιοαποικοδομησιμότητα των ΙΥ με τη χρήση της μεθόδου BOD5, και η τοξικότητα τους με τη μέθοδο LC50 στον θαλάσσιο οργανισμό Artemia Salina.	el
heal.abstract	Ionic Liquids (ILs) is a new, rapidly progressing category of advanced materials with a plethora of applications. They are comprised solely of ions and are liquids in a wide range of temperatures, sometimes including room temperature. In this diploma thesis, the synthesis of new Protic Ionic Liquids (PILs) is being studied. PILs are synthesized via a proton transfer reaction between a Brønsted acid and base in molar ratios. PILs are very useful solvents, entrainers in azeotropic distillation, lubricants, electrolytic cell solutions e.t.c. The interest regarding Ionic Liquids is further enhanced by the desirable physicochemical properties they possess for many applications, including low volatility, chemical and thermal stability, low flammability, little to no vapor pressure, great solubility potential and more. Naturally, these properties can vary depending on the structure of the IL. The potential combinations of ions partaking in the synthesis of ILs are numerous and given the fact that the ILs’ properties are linked to their structure, it is possible to construct ILs with very specific tasks in mind and greatly controlled properties, known as “Task Specidic Ionic Liquids”. Therefore, they can function as designer solvents and all new Ils in particular allow for green chemistry applications due to their increased biodegradability and low toxicity. As part of this diploma thesis, 14 new PILs were synthesized utilizing five carboxylic acids with an aromatic or alicyclic ring and four ethanolamine analogues. The synthesis was achieved via a proton transfer reaction from the carboxylic acids to the amines either directly or after mutual solution in ethanol and both room temperature ILs as well as higher melting point ILs were produced and the latter’s melting point was determined. The selection of the reagents was done so as to study the effect of those ions in important properties of the ILs, like biodegradability and toxicity. Their structural characterization was achieved via Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (1Η NMR). Furthermore, this diploma thesis was also aimed at determining the most important physicochemical properties of the produced ILs, such as water content via Karl Fischer Titration, viscosity and their thermal behavior via Differential Scanning Calorimetry in order to study the structure-properties relationship of the ILs. Finally, in order to evaluate the green character of the produced ILs, their biodegradability was tested via the BOD5 method and toxicity was tested via the LC50 method on the brine shrimp Artemia Salina.	en
heal.advisorName	Δέτση, Αναστασία	el
heal.committeeMemberName	Βουτσάς, Επαμεινώνδας	el
heal.committeeMemberName	Κοκόσης, Αντώνιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Χημικών Επιστημών (I). Εργαστήριο Οργανικής Χημείας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	94 σ.
heal.fullTextAvailability	true