Synthesis of imidazole derivatives and their binderless immobilization to fabric to load antibacterial properties

Abstract

Tekstil materyalleri yapılarındaki fonksiyonel gruplarla bağ yapacak bileşikler kullanıldığında ekonomik bir destek maddesi özeliği taşırlar. Selülozda hidroksil grupları, yünde NH2 gruplarının tepkinliği kullanılarak istenen özeliği taşıyan kompleks ve/veya organik bileşiklerin tekstil materyaline immobilizasyonu sağlanabilmektedir. Gümüş kimyasında ticari olarak satın alınan gümüş tuzlarının çoğu iyonik yapıda olduğu için sulu ortamda hızlı Ag salınımı gösterirler bu da onların yüksek ancak kısa süreli antibakteriyel etkinlik sergilemelerine neden olur. N-heterosilik karben (NHC) kompleksleri ise gümüş iyonunu çözeltiye yavaş yavaş bırakabilme özeliklerinden dolayı uzun süreli antibakteriyel etki gösterebilmektedirler.Gümüş bileşiklerinin ışığa karşı hassasiyeti de göz önüne alınarak ışık dayanımı olan, antibakteriyel ve katalitik özelik sergileyebilecek komplekslerin sentezlenmesi ve kumaşa immobilizasyonu hedeflenmektedir. Bu bilgiler ışığında imidazol temelli 1,3-disübstitue-imidazolyum gümüş (I) komplekslerinin sentezi, fiziksel ve antibakteriyel özelliklerinin incelenmesi planlanmaktadır.Sentezlenen bileşiklerin yapıları, FTIR, NMR ile aydınlatıldı, komplekslerin ışığa karşı dayanımları ve antibakteriyel etkileri incelenerek, ışık dayanımı olan ve antibakteriyel etki gösteren kompleksler içerdikleri fonksiyonel grub ile yün kumaşa immobilize edildi. Bu immobilizasyon yün kumaş ve sentezlenen bileşik arasında kimyasal bağ kurularak oluşturuldu. İmmobilize edilmiş kumaş numunelerinin içerdiği metal içeriği ve tutundurma sonrası analizi ICP ve SEM ile karakterize edildi. Modifiye kumaşların antibakteriyel etkinliği, yıkama dayanımı ve spektralfotometre cihazı ile gümüş bileşiklerinde sıkça rastlanan kumaştaki renk değişimi (kararma) testleri yapıldı. Kumaşların antibakteriyel etkinliği yıkama öncesi ve ardışık yıkamalar sonrası kantitatif yöntemle araştırıldı.

The compounds bonded with functional groups in textile materials carry the economical support material property. The complex and/or organic compounds with the desired properties can be immobilized into the textile materials by using the reactivity of hydroxyl groups of cellulose and the NH2 groups in wool. Most of commercially purchased silver salts show a rapid release of silver in water because of their ionic structure. For this reason, they exhibit high antibacterial activity but the short-term. N-heterocyclic carbene (NHC) complexes have the long-term antibacterial effects by releasing the silver ion into solution gradually. Recently, the studies on the reactions about catalytic activities of silver NHC compounds have also increased. It is aimed to synthesize the light resistant, antibacterial and catalytic effective complex and also to immobilize this complex into the fabric by considering the light sensitivity of silver compounds. In the light of this information, synthesis, physical properties, and antimicrobial activities of imidazole based 1,3-disubstitue imidazolium silver (I) complexes have been targeted.The structure of synthesized compounds was determined by FTIR, NMR. The light stability of the complexes and antibacterial effectivities was investigated, then the complexes which are stable to light and exhibit antibacterial effectivity was immobilized to wool fibers with functional groups of the complexes. The immibolization was created with chemical bonding between the wool fabric and the synthesized compounds. The metal content of the immobilized complexes was analyzed by ICP and their surface characterization was identified by SEM. After the measurements of antibacterial effectivity and washing durability of immobilized complexes, color changing which is a general problem of silver compounds was measured using spectrophotometer. The antibacterial effectivities of the modified fibers were investigated by quantitative method at pre-washing and after sequence washings.