Antioksidanların ve çeşitli bileşiklerin kuramsal ve deneysel kırmızıaltı ve mikro-raman spektroskopik ve kuantum kimyasal incelenmeleri
Theoretical and experimental infrared and micro-raman spectroscopic and quantum chemical investigations of antioxidants and various compounds
Yazar: HALİL GÖKCE
Danışman: PROF. DR. SEMİHA BAHÇELİ
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Kimya = Chemistry
Dizin: Anorganik kimya = Inorganic chemistry ; Bilgisayar destekli hesaplama = Computer aided calculation ; Fizikokimya = Physical chemistry ; Kuantum kimyası = Quantum chemistry ; Kızılötesi spektroskopi = Infrared spectroscopy ; Morüstü-görünür spektroskopisi =  ; Raman spektroskopisi = Raman spectroscopy ; Titreşim spektroskopisi = Vibration spectroscopy

Özet:
Bu çalışma, iki kısım olarak düzenlenmiştir. Çalışmamızın ilk kısmında, genellikle antioksidan maddeler olarak bilinen 1-asetil-3-R-4-[3-metoksi-4-(4-metilbenzoksi)benzilidenamino]-4,5-dihidro-1H-1,2,4-triazol-5-on (R = Metil (3a), etil (3b) ve n-propil (3c)) molekülerinin spektroskopik özellikleri (FT-IR, micro-Raman and UV-Vis.), HOMO-LUMO ve molekül elektrostatik potansiyel (MEP) analizleri ile termodinamik özellikleri, deneysel ve kuramsal olarak incelenmiştir. Moleküllerin elektron geçiş soğurma dalgaboyları, titreşim frekansları ve molekül yapıları, Gaussian 03 paket programı kullanılarak, yoğunluk fonksiyonu kuramı (DFT) yöntemi ile B3LYP/6-31G(d) düzeyinde taban durumunda hesaplanmıştır ve elde edilen deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Ayrıca, bu moleküllerin etanol çözücüsü içinde UV-Vis. TD-DFT hesapları, işgal edilmiş en yüksek molekül yörüngeleri (HOMO-1, HOMO), işgal edilmemiş en düşük molekül yörüngeleri (HOMO-1, HOMO), molekül elektrostatik potansiyel (MEP) haritaları, doğal bağ yörüngeleri (NBO), doğrusal olmayan optik (NLO) özellikleri, atom yükleri ve termodinamik özellikleri kuramsal olarak elde edilmiştir.
Çalışmamızın ikinci kısmında, 2,2?-ditiyodipiridin, (C10H8N2S2), (ya da DTDP) (2,2?-dipiridil disülfid) ve M(C10H8N2S2)Cl2 (M = Co, Cu and Zn) metal halid bileşiklerinin elementel analizleri, molekül yapıları, titreşim (FT-IR ve mikro-Raman) dalgasayıları ve elektron geçiş soğurma (UV-Vis.) dalgaboyları deneysel olarak kaydedilmiştir. Serbest DTDP ve metal halid bileşiklerinin kuantum kimyasal hesaplamaları (titreşim dalgasayıları ve atamaları, HOMO-LUMO ve molekül elektrostatik potansiyelleri (MEP) analizleri), Gaussian 09 paket program kullanılarak DFT yöntemi ile, sırasıyla, B3LYP/6-31++G(d,p) ve B3LYP/LanL2DZ düzeylerinde taban durumunda gerçekleştirilmiştir. 
Ayrıca, 2-Tiyofenglioksilik asit molekülü, (C6H4O3S), (TPGA) ve M(C6H4O3S)2Cl2 (M = Co and Zn) metal halid bileşiklerinin elementel analizleri, molekül yapıları, titreşim dalgasayıları, elektron geçiş soğurma dalgaboyları (UV-Vis.) deneysel olarak kaydedilmiştir. Serbest TFGA ve metal halid bileşiklerinin kuantum kimyasal hesaplamaları, Gaussian 09 paket program kullanılarak DFT yöntemi ile, sırasıyla, B3LYP/6-31++G(d,p) ve B3LYP/LanL2DZ düzeylerinde gerçekleştirilmiştir. Benzer olarak, bu bileşiklerin HOMO-LUMO ve MEP analizleri, belirtilen yöntemler ve düzeylerde hesaplanmıştır.
Anahtar Kelimeler: Antioksidan, DTDP, TFGA, Metal halid bileşikleri, DFT, IR, Mikro-Raman ve UV Spektroskopileri, HOMO-LUMO, MEP

Abstract:
This study was arranged as two parts. The first part of our work, the spectroscopic properties (FT-IR, micro-Raman and UV-Vis.), HOMO-LUMO and molecule electrostatic potential (MEP) analyses and thermodymanic properties of 1-acetyl-3-R-4-[3-methoxy-4-(4-methylbenzoxy)benzylidenamino]-4,5-dihydro-1H-1,2,4-triazol-5-one (R = Methyl (3a), ethyl (3b) ve n-propyl (3c)) molecules called antioxidant in general have been have investigated experimentally and theoretically. The calculations of molecular structures, vibrational frequencies and electronic transition absorption wavelenghts of the mentioned molecules were computed by using Gauusian 03 package proram with the DFT method at B3LYP/ 6-31G(d) level in the ground state and were compared with the the results obtained experimentally. Furthermore, UV-Vis. TD-DFT calculations of the mentioned molecules in ethanol solvent, the highest occupied molecular orbitals (HOMO-1, HOMO), lowest unoccupied molecular orbitals (LUMO, LUMO+1), molecular electrostatic potantial map (MEP), natural bond orbital (NBO) analysis, nonlinear optical (NLO) properties, atomic charges and thermodynamic properties of the antioxidant molecules have been theoretically obtained.
In the second part of our study, the elemental analyses, molecular structures, vibrational (FT-IR and micro-Raman) wavenumbers and electronic transition absorption (UV-Vis.) wavenumbers of free 2,2?-dithiodipyridine, (C10H8N2S2), (or DTDP) (with synonym, 2,2?-dipyridyl disulfide) and its M(C10H8N2S2)Cl2 (M = Co, Cu and Zn) metal halide complexes have been experimentally recorded. The quantum chemical calculations (vibrational wavenumbers and their assignments, HOMO-LUMO and molecular electrostatic potentials (MEP) analyses of free DTDP and its metal halide complexes were verified by using Gaussian 09 package program with DFT method at B3LYP/6-31++G(d,p) and B3LYP/LanL2DZ levels, respectively, in the ground state. 
Furthermore the elemental analyses, molecular structures, vibrational (FT-IR and micro-Raman) wavenumbers and electronic transition absorption wavenumbers of 2-thiopheneglyoxylic acide molecule, (C6H4O3S), (in abbreviated TPGA) and its M(C6H4O3S)2Cl2 (M = Co and Zn) metal halides complexes have been recorded experimentally. The quantum chemical calculations of free TPGA molecule and its metal halide complexes were performed by using Gaussian 09 package program with DFT method at B3LYP/6-31++G(d,p) and B3LYP/LanL2DZ levels, respectively, in the ground state. Similarly, HOMO-LUMO and MEP analyses of these compounds were calculated by using the mentioned method and levels.

Keywords: Antioxidant, DTDP, TPGA, Metal halide complexes, DFT, IR, Micro-Raman and UV spectroscopies, HOMO-LUMO, MEP