Penisilin G`nin sulu ortamda bozunma kinetiğinin modellenmesi

Abstract

ÖZET Penisilinlerin içerdiği B-laktam halkasının nükleofil ve elektroflllere karşı oldukça reaktif olması nedeniyle, bu çalışmada penisilin G'nin sulu ortamda bozunmasında pH, sıcaklık ve karıştırma hızının etkileri incelenip, bozunma hızım bu üç parametreye bağlıyan bir model oluşturulmuştur. Penislinlerin bozunma mekanizmasının asidik ve bazik ortamlarda farklı olması nedeniyle heriki ortamda da çalışılmış ve farklı modeller oluşturulmuştur. Penisilin derişiminin hidroksilamin yöntemiyle tayin edildiği çalışmalarda, önce bozunma hız sabitinin sıcaklık, pH ve karıştırma hızlarıyla değişimleri bulunarak sonuçlar curve-fit (Ek- C) programıyla değerlendirilmiştir. Ayrıca herbir deneyin sonuçlarının 1. dereceden bir bozunma kinetiğine uyduğu yine aynı programla değerlendirilmiştir. Daha sonra asidik ve bazik ortamlar için bozunma hız sabitini pH, sıcaklık ve karıştırma hızlarına bağlıyan birleşik modeller oluşturulmuştur. Modellerin oluşturulması için deney sonuçları lineerize edilmiş, modeller çoklu lineer regrasyon programlarıyla değerlendirilmiştir (Ek- D). Asidik ortamda yapılan çalışmalar sonucu elde edilen bozunma hız sabiti ifadesi; k = 1.63. 1 03 e- 1 0859.65/RT,cA0.38 rO.2 1 ' (R2 = 0.9979 ) olarak bulunmuştur. Bazik ortamda aynı şekilde yapılan çalışmalar sonucu elde edilen ifade; k = 1.00.105 e-4710.72/RT.cB0.61.R0.094 (R2 = 0.9906 ) olarak değerlendirilmiştir. Sonuç olarak, penisilin üretiminde, ekstraksiyon ve saflaştırma basamaklarında aktif olarak kullanılabilecek modeller elde edilmiştir.Ancak fermentasyon esnasında ortamdaki metabolitlerin ve diğer maddelerin bozunmaya etkileri bilinmediğinden modellerin uygulanabilirliği sadece bu üç parametrenin optimize edilmesinde kullanılabilir niteliktedir. Daha kapsamlı bir model için tasarımlanan deneylerin fermentasyon ortamında yürütülmesi gerekir.

IV SUMMARY The p-lactam ring In the structure of penicillins Is very active agalnts nucleofilic and electrofllic agents. This work concerns with the deactivation of penlclllln-G In aqueous media and factors affect ing the decomposition such as pH, temperature and agitation rate. Runs were carried out In both acid and base media due to different deactivation mechanisms and models were developed in both media as the function of operational parameters of pH, temperature and agitation rate. Firstly, variations In the deactivation constant due different pH, temperature and mixing rate were determined and results were function approximated In individual parameters by `Curvefit` program (App.C), a linearized least square regression technique. Very same program was employed in every run to ascertain that deactivation was of first order. Secondly, compound models were formed for acid and base media which comprised the deactivation rate constant and the operational parameters.ln order to do this, experimental results were linearized according to model proposed and related coefficients were calculated by means of `Mulreg` program (App.D), a multiple linear regression technique. Finally, expressions for deactivation constant in acid and base media were derived with high correlation coefficients as k = 1.63.108. e-10859,65/RT,cA0.38R0.21 (r2 = 0.9979 ) k = 1.00. 1 05 e-47 1 0.72/RT Cb0.6 1.RÖ.094 (R2 = 0.9906 ) respectively. These equations can be directly used In the extraction and purification steps of penicillin 6 production. metabolites and others formed during fermentation, the model is only limited to the applications of three operational parameters. An ultimate perfect model can be established with the contribution of the experiments run In fermentation broth.