Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/58139
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorSumrit Wacharasindhu
dc.contributor.advisorMongkol Sukwattanasinitt
dc.contributor.authorNopparat Thavornsin
dc.contributor.otherChulalongkorn University. Faculty of Science
dc.date.accessioned2018-04-11T01:31:53Z-
dc.date.available2018-04-11T01:31:53Z-
dc.date.issued2017
dc.identifier.urihttp://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/58139-
dc.descriptionThesis (Ph.D.)--Chulalongkorn University, 2017
dc.description.abstractIn this research, we focus on preparation and sensor application of poly(aryleneethynylene)s. Our work is divided into two parts. The first study relates to the utilization of salicylaldimine-functionalized poly(m-phenyleneethynylene) as a turn-on chemosensor for ferric ion (Fe3+). The second part is the preparation of highly pure poly(aryleneethtnylene)s using Pd/CaCO3 as a heterogeneous catalyst. In the first part, a new turn-on fluorescent probe for ferric ion based on poly(m-phenyleneethynylene salicylaldimine) (PPE-IM) is developed. The preparation of PPE-IM involves post-polymerization functionalization of corresponding polymeric amine, PPE-AM, via condensation with salicylaldehyde. Degree of polymerization of both PPE-AM and PPE-IM are 17 with polydispersity index of 1.5. In aqueous solution, polymeric PPE-IM is hydrolytically stable unlike its small molecule analogue which is gradually hydrolyzed. The weak fluorescence of initial PPE-IM at wavelength 470 nm is greatly enhanced by 300 folds upon the addition of Fe3+. 1H-NMR analysis reveals that the fluorescence enhancement is caused by Fe3+ induced hydrolysis of the imine group. The sensing system shows a detection limit of 0.14 micromolar of Fe3+. In the second part, a commercially available heterogeneous palladium catalyst supported on calcium carbonate (Pd/CaCO3) is studied for preparation of poly(aryleneethynylene)s (PAE)s via Sonogashira coupling polymerization for the first time. The study shows that the use of 10 mol% of Pd/CaCO3 together with commercially available and inexpensive reagents can catalyze C-C coupling polymerization between aryldiethyne and a variety of aryl diiodides/dibromides at 80 oC to provide corresponding PAEs in excellent yields (79-100%) and high degree of polymerization (DP) ranging from 15 to 143 along with polydispersity index (PDI) range of 1.5 to 3.8. The catalytic activity of this Pd/CaCO3 is comparable to the classical heterogeneous, Pd/C catalyst and homogeneous Pd(PPh3)4 catalyst. While Pd/CaCO3 catalysed reaction gives much lower Pd and Cu contaminations in the resulting polymers. In summary, a highly sensitive and selective fluorescence turn-on sensor for Fe3+ is developed from poly(aryleneethnylene)s via post polymerization functionalization (part A). The heterogeneous polymerization using Pd/CaCO3 catalyst is developed for preparation of highly pure poly(aryleneethnylene)s (part B).
dc.description.abstractalternativeในงานวิจัยนี้มุ่งเน้นการเตรียมและการนำพอลิแอริลีนเอไทนิลีนมาประยุกต์ใช้เป็นเซนเซอร์ งานวิจัยนี้แบ่งออกเป็น 2 ส่วน ในส่วนแรกคือ การนำซาลิไซลัลดิมีนฟังก์ชันนัลไรซ์พอลิ(เมทา-ฟีนิลลีนเอไทนิลีน)มาใช้เป็นคีโมเซนเซอร์แบบเปิดสำหรับไอออนเหล็ก (Fe3+) และในส่วนที่สองคือ การพัฒนาการเตรียมพอลิแอริลีนเอไทนิลีนที่มีความบริสุทธิ์สูงโดยการใช้แพลเลเดียมบนแคลเซียมคาร์บอเนต (Pd/CaCO3) เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาแบบวิวิธพันธุ์ ในส่วนแรก เราได้พัฒนาตัวตรวจวัดฟลูออเรสเซนต์แบบเปิดชนิดใหม่สำหรับไอออนเหล็กที่มีโครงสร้างพื้นฐานเป็นพอลิ(เมทา-ฟีนิลีนเอไทนิลีนซาลิไซลัลดิมีน) (PPE-IM) การเตรียม PPE-IM ทำได้โดยการโพสต์พอลิเมอไรเซชันฟังก์ชันนัลไรเซชันของเอมีนพอลิเมอร์, (PPE-AM) ผ่านการควบแน่นกับซาลิไซลัลดีไฮด์ โดยมีองศาการเกิดพอลิเมอร์ของทั้ง PPE-AM และ PPE-IM เท่ากับ 17 พร้อมด้วยดัชนีการกระจายตัวของพอลิเมอร์เท่ากับ 1.5 ในสารละลายที่เป็นน้ำพอลิเมอร์ PPE-IM มีความเสถียรต่อการไฮโดรไลซิสสูงแตกต่างจากอนุพันธ์เดียวกันของโมเลกุลขนาดเล็กซึ่งจะเกิดการไฮโดรไลซิสอย่างช้าๆ ฟลูออเรสเซนซ์เริ่มต้นที่ต่ำของ PPE-IM ที่ความยาวคลื่น 470 นาโนเมตร ถูกทำให้เพิ่มขึ้นมากถึง 300 เท่าเมื่อเติมไอออนเหล็กลงไป จาก 1H-NMR แสดงให้เห็นว่า การเพิ่มขึ้นของฟลูออเรสเซนซ์มีสาเหตุมาจากไอออนเหล็กเหนี่ยวนำให้เกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของหมู่อิมิน ระบบการตรวจวัดไอออนเหล็กนี้ให้ค่าต่ำสุดที่สามารถตรวจวัดได้เท่ากับ 0.14 ไมโครโมลาร์ ในส่วนที่สอง ตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียมรองรับบนแคลเซียมคาร์บอเนต (Pd/CaCO3) ซึ่งเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาแบบวิวิธพันธุ์ที่หาซื้อได้ง่าย ถูกนำมาใช้เป็นครั้งแรกเพื่อสังเคราะห์พอลิแอริลีนเอไทนิลีน (PAEs) ผ่านปฏิกิริยาโซโนกาชิราคัปปลิงพอลิเมอไรเซชัน จากการศึกษาเพื่อหาสภาวะที่เหมาะสมในการเกิดปฏิกิริยาพบว่า การใช้ 10 โมลเปอร์เซนต์ของ Pd/CaCO3 ร่วมกับสารตั้งต้นที่หาซื้อได้ง่ายและมีราคาถูกสามารถเร่งปฏิกิริยา C-C คัปปลิงพอลิเมอไรเซชันระหว่างแอริลไดเอไทน์และแอริลไดไอโอไดด์/ไดโบรไมด์ที่หลากหลายที่อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส โดยให้ร้อยละผลได้ PAEs สูง (79-100%) กลุ่มของ PAEs ที่ถูกสังเคราะห์ขึ้นมีองศาการเกิดพอลิเมอร์ (DP) สูงอยู่ในช่วงตั้งแต่ 15 ถึง 143 พร้อมทั้งมีค่าดัชนีการกระจายตัวของพอลิเมอร์ (PDI) เปลี่ยนแปลงในช่วง 1.5 ถึง 3.8 เมื่อประเมินความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาเคมีของตัวเร่งปฏิกิริยา Pd/CaCO3 เปรียบเทียบกับตัวเร่งปฏิกิริยาดั้งเดิมแบบวิวิธพันธุ์, Pd/C และตัวเร่งปฏิกิริยาดั้งเดิมแบบเอกพันธุ์ Pd(PPh3)4 พบว่าการใช้ Pd/CaCO3 สามารถเทียบเคียงกันได้ในด้าน DP และ PDI ที่สำคัญคือ พอลิเมอร์ที่สังเคราะห์ได้จาก Pd/CaCO3 มีการปนเปื้อนของโลหะแพลเลเดียมและโลหะทองแดงอยู่ในปริมาณน้อยกว่าพอลิเมอร์ที่เตรียมได้จาก Pd/C และตัวเร่งปฏิกิริยาแบบเอกพันธุ์ Pd(PPh3)4 งานวิจัยโดยรวมของวิทยานิพนธ์นี้ประสบความสำเร็จในการเตรียมฟลูออเรสเซนต์เซนเซอร์แบบเปิดที่มีพื้นฐานโครงสร้างเป็นพอลิแอริลีนเอไทนิลีนสำหรับการตรวจวัดไอออนเหล็กอย่างมีความว่องไวและความจำเพาะเจาะจงได้ (ภาค ก) และสามารถสังเคราะห์พอลิแอริลีนเอไทนิลีนที่มีความบริสุทธิ์สูงโดยการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบวิวิธพันธุ์ Pd/CaCO3 (ภาค ข)
dc.language.isoen
dc.publisherChulalongkorn University
dc.rightsChulalongkorn University
dc.titleDEVELOPMENT OF POLY(ARYLENEETHYNYLENE)S SYNTHESIS AND APPLICATION AS FLUORESCENT SENSOR
dc.title.alternativeการพัฒนาการสังเคราะห์พอลิแอริลีนเอไทนิลีนและการประยุกต์เป็นฟลูออเรสเซนต์เซนเซอร์
dc.typeThesis
dc.degree.nameDoctor of Philosophy
dc.degree.levelDoctoral Degree
dc.degree.disciplinePetrochemistry
dc.degree.grantorChulalongkorn University
dc.email.advisorSumrit.W@Chula.ac.th,sumrit.w@chula.ac.th
dc.email.advisorMongkol.S@Chula.ac.th,msukwatt@gmail.com
Appears in Collections:Sci - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
5672881323.pdf8.8 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.