Termodinamika kompleksiranja derivata benzena s beta-ciklodekstrinom i kukurbit[7]urilom

diplomski rad

• Naslov (engleski): Complexation thermodynamics of benzene derivates with beta-cyclodextrin and cucurbit[7]uril
• Autor: Tea Babić
• Mentor: Josip Požar (mentor)
• Član povjerenstva: Josip Požar (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Vladimir Stilinović (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Nikola Cindro (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Nikola Bregović (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Prirodoslovno-matematički fakultet; (Kemijski odsjek); Zagreb
• Datum i država obrane: 2022-09-28, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: PRIRODNE ZNANOSTI; Kemija

Sažetak

U okviru rada istražena je termodinamika kompleksiranja benzena te njegovih mono- i
1,4-disupstituiranih derivata s kukurbit[7]urilom (CB7) i β-ciklodekstrinom (β-CD), pomoću
titracijske mikrokalorimetrije i NMR spektroskopije u vodi. Vrijednosti logK° istraženih
kompleksa s CB7 su u rasponu od 6,32 (benzen) do 3,13 (hidrokinon), a kompleksiranje je u
svim slučajevima entalpijski kontrolirano. Razlike u afinitetima prema istraženim gostima
mogu se pojasniti razlikama u hidrataciji gostiju, elektron-donorskim (-akceptorskim)
svojstvima supstituenata te položajem funkcionalnih skupina na benzenu. Kompleksi derivata
funkcionaliziranih s elektron-donorskim skupinama primarno su stabilniji zbog egzotermnijeg
kompleksiranja. Slično, veći afinitet CB7 prema istraženim gostima u usporedbi s β-CD
posljedica je povoljnije reakcijske entalpije. Istraživanja termodinamike kompleksiranja u
širem temperaturnom području ukazuju na značajnu temperaturnu ovisnost ΔrH° i ΔrS°, koje je
u svim slučajevima rezultiralo entalpijsko-entropijskom kompenzacijom. Navedena činjenica
ukazuje na ispravnost klasičnog (iceberg) modela hidratacije gosta pri nižim temperaturama.

Sažetak (engleski)

The complexation of mono- and 1,4-disupstituted derivatives of benzene with cucurbit[7]uril
(CB7) and β-cyclodextrin (β-CD) was explored in water by means of titration microcalorimetry
and NMR spectroscopy. Determined logK° values of the CB7 complexes were in the range of
6,32 (benzene) to 3,13 (hydroquinone), while the complexation reactions were always
enthalpically controlled. The differences in complexation affinities could be rationalized by
considering the guest hydration, electron-donor (-acceptor) properties of the substituents and
their position. Complexes of the derivatives functionalized with electron-donor groups were
more stable due to more favourable complexation energetics. The β-CD affinity for each guest
was always lower than that of CB7 because of less exothermic inclusion. Investigations in a
wider temperature range revealed significant temperature dependence of the ΔrH° and ΔrS°
which resulted in almost complete enthalpy-entropy compensation. This fact supports classic
(iceberg) model of hydrophobic hydration at lower temperatures.

• Ključne riječi: β-ciklodekstrin; derivati benzena; hidrofobni efekt; inkluzijski kompleks; kukurbit[7]uril; termodinamika kompleksiranja
• Ključne riječi (engleski): benzene derivatives; β-cyclodextrin; complexation thermodynamics; cucurbit[7]uril; hydrophobic effect; inclusion complex
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:683848
• Projekt: Šifra: IP-2019-04-9560; Naziv: Koordinacijske reakcije makrocikličkih liganada u otopini; Naziv: Coordination Reactions of Macrocyclic Ligands in Solution; Kratica: MacroSol; Voditelj: Vladislav Tomišić; Pravna nadležnost: Hrvatska; Financijer: HRZZ; Linija financiranja: IP
• Studijski program: Naziv: Kemija; smjerovi: istraživački; Smjer: istraživački; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra kemije (mag. chem.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup; Datum isteka embarga: 2024-09-28
• Datum i vrijeme pohrane: 2022-10-21 12:50:16