Serbest kökçelerin protonlu çözgenlerinde dinamik nükleer polarizasyon


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Uludağ Üniversitesi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2010

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: HANDAN ENGİN KIRIMLI

Danışman: AHMET PEKSÖZ

Özet:

Bu çalısmada, çok sayıda hidrojen çekirdeği içeren o-ksilen, m-ksilen, p-ksilen, klorobenzen, nitrobenzen, etilbenzen, tetralin ve kinolin aromatik çözgen ortamlarında, 1:1 benzen: α,γ-bisdifenil-β- fenil allil kompleksi (BDPA) ve Galvinoksil (GALV) serbest radikallerinin çözeltilerinde dinamik nükleer polarizasyon incelendi. Örnekler her bir çözgende, her bir serbest kökçe ile üç farklı konsantrasyonda hazırlandı. Oksijen paramanyetik bir maddedir ve Nükleer Manyetik Rezonans (NMR) sinyal büyümesini azaltır. Bu nedenle, her bir örnek yaklasık 10-3 Pa değerindeki vakum altında degaze edildi. Dinamik Nükleer Polarizasyon (DNP)’da doyma deneylerinin hangi frekans veya frekanslarda gerçeklestirileceğinin belirlenmesi için Elektron Spin Rezonansı (ESR) frekansına bağlı olarak H1-NMR büyüme faktörleri elde edildi. Gerçeklestirilen deneylerin değerlendirilmesi sonucu çalısma frekansının 43.2 MHz olması gerektiği belirlenmistir. Böylece, doyma deneyleri bütün örnekler için EPR spektrumlarının tepe noktalarına yakın olan 43.2 MHz’te, 1.44 mT’lık bir sabit manyetik alanda ve üç farklı sıcaklıkta gerçeklestirilmistir. Her bir örnek için Po (çekirdek spinleri için ısıl denge polarizasyonu) dört kez ölçüldü ve Pz (çekirdek spinleri için dinamik polarizasyonu) değerleri ESR spin polarizasyonunu doyuma götüren en az altı farklı ESR gücünde elde edildi. Tüm örnekler için DNP parametreleri hesaplandı ve negatif sinyal büyümeleri gözlendi. BDPA radikalinin o-ksilen çözgen ortamındaki 0.50·10-2 M, 0.98·10-2 M ve 1.99·10-2 M konsantrasyonlu çözeltileri için oda sıcaklıklığında EPR spektrumları elde edildi. Bu deneysel değerler kullanılarak bunlara bir Gauss fonksiyonu fit edildi. Konsantrasyon azaldıkça tepe frekansı artmaktadır. BDPA/o-ksilen örneği için Gauss fit parametrelerinden elde edilen EPR spektrumunun tepe noktalarına karsı gelen büyüme faktörleri artan konsantrasyonla azalmaktadır. Hemen hemen aynı sıcaklık değerinde çalısılan örneklerde konsantrasyon arttıkça, ESR asırı ince yapının görülmesinin zorlastığı anlasılmıstır. Konsantrasyona bağlı yapılan çalısmalarda, BDPA ve GALV üzerine çözgen etkisi görülmektedir. BDPA’ lı çözeltilerde çekirdek-elektron çiftlenme parametresi ρ, 0.24 ile 0.50 arasında değerler almaktadır ve GALV’li çözeltilerde ρ, 0.36 ile 0.50 arasında değerler almaktadır. K (skaler çiftlenmenin bağıl önemi için bir parametre) değerleri bu sonuçları desteklemektedir. Elde edilen tüm veriler incelendiğinde, BDPA serisinin ρ değerlerinin genellikle GALV serinden büyük olduğu gözlendi. Çalısılan çözgenlerin, üç farklı sıcaklıkta, çözgen viskozitesinin sıcaklığa oranına ( η / T ) bağlı olarak BDPA ve GALV serbest kökçesi için ρ değerleri incelendi. Çalısmalarımızda ρ değerlerinin pozitif ve 0.5 değerine yakın olduğu görüldü. Dolayısıyla serbest radikal moleküllerinin çiftlenmemis elektronları ile çözgen moleküllerinin hidrojen çekirdeği arasında dipolar etkilesmeler bulunduğu sonucuna varılabilir.