A dissertation submitted to the Faculty of Science, University of the Witwatersrand, Johannesburg, in fulfilment of a Master of Science degree in Chemistry. University of the Witwatersrand, May 2013 / The pollution of water sources by chemical and biological species has created a serious water crisis all over the world. Such pollution has placed severe strains on the limited water sources resulting in the spread of waterborne diseases, which continue to be the leading causes of deaths in developing countries. Pollution by organic species still poses a serious health and environmental problem. Attempts to mitigate this problem are on-going and a number of methods are employed currently. Activated carbon and reverse osmosis are some of the current techniques that are used for the removal of organics in water. However, these techniques are limited in the removal of pollutants at lower concentrations (ng/L). Recent studies demonstrated the efficient removal of organics by nanoporous cyclodextrin (CD) polymers, a class of nanomaterials with great potential in absorbing organic pollutants from water. This project reports on the synthesis of β-cyclodextrin (β-CD) based polymer nanocomposite materials (nanocomposites) that have been blended with nitrogen-doped carbon nanotubes (N-CNTs) and silver (Ag) nanoparticles for water treatment. Prior to this study, the synthesis of these nanocomposites has been based on a conventional method that involves heating the reactants in a round bottom flask for 16 – 24 h. In this study a new method that is efficient, greener and time saving is reported. This facile method involved synthesizing the polymer nanocomposites under microwave irradiation wherein complete synthesis of the polymer nanocomposites was achieved in 10 min. N-CNTs were first synthesized via modified chemical vapour deposition method (CVD) using a 10wt% Fe-Co/CaCO3 catalyst. The N-CNTs were found to contain ~ 2% nitrogen by CN and XPS analysis. The N-CNTs were of high purity and were oxidized with acid functional groups (-COOH, -C=O, -OH) using nitric acid under reflux. Zeta potential studies indicated that the quantity of acid functional groups increased with increase in acid treatment time. The functionalised N-CNTs (fN-CNTs) were then decorated with Ag nanoparticles using microwave irradiation and further polymerized with β-CD using hexamethylene diisocyanate (HMDI) as the linker in an industrial microwave under an inert gas atmosphere of N2. Two types of polymer nanocomposites were synthesized namely, N-CNTs/β-CD and Ag/N-CNTs/β-CD. Different synthesis parameters such as microwave power and time were varied during the synthesis of these composites to study their effect on the result materials. Different level of power, 400 W, 600 W and 800 W were tested and surface area and morphology data indicated that all these powers can be used in synthesising the polymer composites. The optimum power used was 600 W, which gave highly porous, less densely packed morphology and a higher surface area of the polymers. The synthesis time was varied for 10 min, 15 min and 30 min. An irradiation time of 10 min was found to be sufficient for the synthesis of the nanocomposites. The polymers showed an efficient removal of p-nitrophenol, bisphenol A and trichloroethylene (TCE) from spiked water as confirmed by UV-Vis spectroscopy and GC/MS analysis.

No description available.

Thesis (doctoral)--Lund University, 1995. / Added t.p. with thesis statement inserted.

Thesis (doctoral)--Lund University, 1995. / Added t.p. with thesis statement inserted.

No description available.

Thesis (M.S.)--Auburn University, 2008. / Abstract. Includes bibliographical references (p. 54-59).

Οι κυκλοδεξτρίνες είναι κυκλικοί ολιγοσακχαρίτες αποτελούμενοι από μόρια α-D-γλυκοπυρανόζης που συνδέονται με α-1-4 γλυκοζιτικούς δεσμούς και παράγονται από το άμυλο. Διαφέρουν μεταξύ τους από τον αριθμό των μονάδων γλυκοπυρανόζης της δομής τους. Οι κυκλοδεξτρίνες διακρίνονται σε δύο ομάδες: τις φυσικές και τις τροποποιημένες. Οι πιο κοινές φυσικές κυκλοδεξτρίνες είναι οι α-κυκλοδεξτρίνη, β-κυκλοδεξτρίνη και γ-κυκλοδεξτρίνη, που αποτελούνται από 6, 7 και 8 μονάδες γλυκοπυρανόζης, αντίστοιχα. Επίσης, οι τροποποιημένες κυκλοδεξτρίνες εμφανίζουν σημαντικά πλεονεκτήματα σε σχέση με τις φυσικές. Η δομή των κυκλοδεξτρινών προσομοιάζει το σχήμα κόλουρου κώνου με μια υδρόφιλη εξωτερική επιφάνεια και μια λιπόφιλη εσωτερική κοιλότητα. Η υδρόφιλη εξωτερική επιφάνεια εξασφαλίζει καλή υδατοδιαλυτότητα για το μόριο της κυκλοδεξτρίνης, ενώ η υδρόφοβη εσωτερική κοιλότητα δημιουργεί το κατάλληλο περιβάλλον για τον εγκλωβισμό ολόκληρου του μορίου μιας βιοδραστικής ένωσης ή τμήματος αυτού. Οι κυκλοδεξτρίνες μπορούν να αλληλεπιδράσουν με μόρια κατάλληλου μεγέθους για το σχηματισμό συμπλόκων έγκλεισης. Ο σχηματισμός των συμπλόκων έγκλεισης των κυκλοδεξτρινών με τις βιοδραστικές ενώσεις συχνά έχει ως αποτέλεσμα τη τροποποίηση των φυσικών και χημικών ιδιοτήτων του εγκλωβιζόμενου μορίου. Η συμπλοκοποίηση των κυκλοδεξτρινών έχει χρησιμοποιηθεί επιτυχώς για την αύξηση της διαλυτότητας, του ρυθμού διαλυτοποίησης, της χημικής σταθερότητας και βιοδιαθεσιμότητας ελάχιστα διαλυτών και αδιάλυτων βιοδραστικών ενώσεων. Επίσης, οι κυκλοδεξτρίνες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μείωση ή κάλυψη ανεπιθύμητων οσμών και δυσάρεστων γεύσεων, την αντιμετώπιση των προβλημάτων ασυμβατότητας μεταξύ των βιοδραστικών ουσιών και μεταξύ των βιοδραστικών ουσιών και των εκδόχων και για τη κάλυψη των παρενεργειών των φαρμάκων. Η ιτρακοναζόλη είναι μία τριαζόλη με αντιμυκητιασική δράση ευρέως φάσματος, η οποία είναι πρακτικά αδιάλυτη στο νερό σε φυσιολογικές συνθήκες και περισσότερο διαλυτή σε πολύ όξινες συνθήκες, με αποτέλεσμα να παρουσιάζει πολύ μικρή βιοδιαθεσιμότητα μετά από του στόματος χορήγηση. Η ιτρακοναζόλη είναι μία ασθενής βάση με πολύ μικρή υδατοδιαλυτότητα. Η υδατοδιαλυτότητα της ιτρακοναζόλης σε ουδέτερο pH είναι ~ 1 ng/ml και σε pH 1 είναι ~ 4μg/ml. Οι κυκλοδεξτρίνες που μελετήθηκαν στη παρούσα εργασία είναι οι : υδροξυπρόπυλο-β-CD (ΗP-β-CD), μέθυλο-β-CD (Με-β-CD), υδροξυαίθυλο-β-CD (HE-β-CD) και υδροξυπρόπυλο-γ-CD (ΗP-γ-CD). Στόχοι της παρούσας εργαστηριακής άσκησης είναι:  ο προσδιορισμός της επίδρασης των παραπάνων κυκλοδεξτρινών στην διαλυτότητα της ιτρακοναζόλης σε όξινα υδατικά διαλύματα  ο χαρακτηρισμός των στερεών συμπλόκων της ιτρακοναζόλης με τις προς εξέταση κυκλοδεξτρίνες που παρασκευάσθηκαν με διαφορετικές τεχνικές. / Cyclodextrins are cyclic (α-1,4)-linked oligosaccharides of α-D-glucopyranose derived from starch. They differ from one another by the number of glucopyranose units in the structure. Cyclodextrins can be classified in two groups: natural and modified. The most common natural cyclodextrins are α-cyclodextrin, β–cyclodextrin andι γ-cyclodextrin which consist of six, seven and eight glucopyranose units respectively. Also, modified cyclodextrins offer significant advantages in comparison with natural cyclodextrins. The cyclodextrin structure provides a molecule shaped like a segment of a hollow cone with an exterior hydrophilic surface and interior hydrophobic cavity. The hydrophilic surface generates good water solubility for the cyclodextrin and the hydrophobic cavity provides a favorable environment in which the entire or part of the drug molecule is fitted. Cyclodextrins can interact with appropriately sized molecules to result in the formation of inclusion compounds. Inclusion complex formation between cyclodextrins and drugs often modifies the physical and chemical properties of the guest molecules. Cyclodextrin complexation has been successfully used to improve solubility, dissolution rate, chemical stability and bioavailability of sparingly soluble or insoluble drugs. Also, cyclodextrins can be used to reduce or eliminate unpleasant smell or tastes of drugs, prevent drug-drug or drug-additive interactions and reduce or prevent drug side effects. Itraconazole is an orally broad-spectrum triazole antifungal agent, which is practically insoluble in water at physiological conditions and more soluble only in extremely acidic media, leading to poor oral biovailability. ITZ is a very poorly water soluble, weak base. The aqueous solubility is estimated at ~ 1ng/ml at neutral pH and ~ 4μg/ml at pH = 1. [2] The chemical structure of ITZ is shown in Figure 1. The cyclodextrins tested in this work were : Hydroxypropyl-β-Cyclodextrin (HP-β-CD), Methyl-β-Cyclodextrin (Me-β-CD), Hydroxyethyl-β-Cyclodextrin (He-β-CD) and Hydroxypropyl-γ-Cyclodextrin (HP-γ-CD). The aims of this work are:  to evaluate the influence of above cyclodextrins on the solubility of ITZ at acified aqueous solutions  to characterize the solid complexes formed between cyclodextrins and ITZ prepared by different techniques.

No description available.

Thesis (Ph. D.)--Dept. of Physical and Inorganic Chemistry, University of Adelaide, 1986. / Includes bibliographical references (leaf 179).

Thesis (Ph.D.)--Michigan State University. Dept of Chemistry, 2006. / Title from PDF t.p. (viewed on June 19, 2009) Includes bibliographical references. Also issued in print.