Nowe kationowe podandy organiczne i krzemoorganiczne oraz ich analogi immobilizowane na krzemionce
Loading...
Date
2019
Authors
Advisor
Editor
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Title alternative
New cationic organic and organosilicon podands and their analogues immobilized on silica
Abstract
Rozprawa podsumowuje efekty czterech publikacji naukowych, opisujących syntezę ośmiu materiałów hybrydowych i dwunastu ligandów (krzemo)organicznych zawierających różne ugrupowania kationowe: trimetyloamoniowe, pirydyniowe i guanidyniowe. Ich zachowanie jako wymienników jonowych (odpowiednio typu SPE i PTC), charakterystyka spektralna (FT-IR, NMR) oraz badania rozpuszczalności posłużyły jako przesłanki sugerujące istnienie inherentnych selektywności w oddziaływaniach typu jon-jon. Zarówno trendy uwidaczniające się (pomimo różnic metodologicznych) w ekstrakcjach międzyfazowych, jak i odchylenia od znanych prawidłowości (np. szeregu Hofmeistera, lipofilowości i gęstości elektronowej jonu) pomogły odseparować bardziej specyficzne interakcje od działania typowych sił kulombowskich i wskazać jony - jak azotan(V), chromian(VI) i benzoesan w przypadku soli guanidyniowych - jako selektywnie wiążące się z kationem organicznym. Za największe osiągnięcia opisane w rozprawie można uznać udowodnienie (badania NMR) jonowo-specyficznych oddziaływań typu kation-anion w roztworze D2O, nawet dla prostych ligandów zawierających resztę trimetyloglicynamidową, oraz wykazanie (badania krystalograficzne) synergistycznego działania silnych oddziaływań typu mostków solnych oraz efektu hydrofobowego, skutkujących wysoko uporządkowaną strukturą benzoesanu 1,3-bis(3-guanidyniopropylo)tetrametylodisiloksanu.
This dissertation summarizes the results of four research papers, describing the synthesis of eight hybrid materials and twelve organic/organosilicon ligands, comprising different cationic functions: trimethylammonium, pyridinium and guanidinium. Their behavior as ion-exchangers (SPE and PTC-type, respectively), spectral characterization (FT-IR, NMR) and solubility studies provided evidence for inherent ion-ion preferences. Both the trends revealed (despite methodological differences) through extractions to a different phase, as well as exceptions to known classifications (e.g. Hofmeister series, lipohilicity and charge density of ions) helped to separate more specific interactions from simple Coulomb-type forces and pinpoint those ions – like nitrate(V), chromate(VI) and benzoate in case of guanidinium salts – that selectively associate with the organic cation. Arguably the most prominent accomplishments of the presented dissertation are: proving (NMR experiments) that even for simple ligands, containing a trimethylglycinamide function, ion-specific interactions of the cation-anion type can be discerned in D2O solutions, and establishing (crystallographic studies) that a synergy between salt bridge-type, strong interactions and hydrophobic effect is responsible for the highly ordered structure of 1,3-bis(3-guanidiniumpropyl)-tetramethyldisiloxane benzoate.
This dissertation summarizes the results of four research papers, describing the synthesis of eight hybrid materials and twelve organic/organosilicon ligands, comprising different cationic functions: trimethylammonium, pyridinium and guanidinium. Their behavior as ion-exchangers (SPE and PTC-type, respectively), spectral characterization (FT-IR, NMR) and solubility studies provided evidence for inherent ion-ion preferences. Both the trends revealed (despite methodological differences) through extractions to a different phase, as well as exceptions to known classifications (e.g. Hofmeister series, lipohilicity and charge density of ions) helped to separate more specific interactions from simple Coulomb-type forces and pinpoint those ions – like nitrate(V), chromate(VI) and benzoate in case of guanidinium salts – that selectively associate with the organic cation. Arguably the most prominent accomplishments of the presented dissertation are: proving (NMR experiments) that even for simple ligands, containing a trimethylglycinamide function, ion-specific interactions of the cation-anion type can be discerned in D2O solutions, and establishing (crystallographic studies) that a synergy between salt bridge-type, strong interactions and hydrophobic effect is responsible for the highly ordered structure of 1,3-bis(3-guanidiniumpropyl)-tetramethyldisiloxane benzoate.
Description
Wydział Chemii
Sponsor
Keywords
jony, wiązanie jonowe, związki krzemoorganiczne, materiały hybrydowe, wiązanie anionów, ions, ionic bond, organosilicon compounds, hybrid materials, anion binding