1,2,4-triazol-3-tiyon ve açil hidrazon bileşiklerindeki kovalent olmayan etkileşimlerin nmr spektroskopisi ile incelenmesi
Investigation of the effect of non-covalent interactions on the structure of 1,2,4-triazole-3-thione and acylhydrazone compounds by the nmr spectroscopy
Yazar: ELİF KESKİN
Danışman: DOÇ. DR. AYŞE UZGÖREN BARAN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Organik Kimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: 1,2,4-triazol = 1,2,4-triazole ; Açil hidrazonlar = Acyl hydrazones ; Karbazoller = Carbazoles ; NMR =   ; Organik sentez = Organic synthesis

Özet:
Tetrahidrokarbazol ve karbazol bileşikleri, elektronik özellikli, kimyasal stabiliteleri yüksek, fonksiyonel gruplar ile türevlendirilebilen ve üstün fotofiziksel özelliklere sahip bileşiklerdir. Bu özellikleri sayesinde organik elektronik bileşikler, kimyasal sensörler ve farmasötik uygulamalar gibi birçok alanda ilgi çekmektedirler.

Açil hidrazon ve 1,2,4-triazol-3-tiyon bileşikleri de elektrofilik ve nükleofilik merkezler barındıran, yapısal çeşitlilikleri ve modifikasyon kapasiteleri olan diğer önemli bileşik gruplarındandır. Bu bileşikler, biyolojik aktiviteleri, kompleks oluşturma yetenekleri, kimyasal dayanıklılıkları ve biyolojik aktiviteleri nedeniyle farmasötik uygulamalar, kimyasal sensörler, kataliz ve ileri malzemeler alanlarında tercih edilen bileşikler haline gelmiştir. 

Günümüzde gerek malzeme bilimlerinde gerekse farmasötik bilimlerde karbazol ve tetrahidrokarbazol yapısına sahip farklı hibrit bileşiklerin önem kazanmış olması sentetik organik kimyacıların dikkatini çekmiştir. Bu bileşikler ile yapılacak farklı hibrit bileşiklerinin kolay ve yüksek verimli sentezlenmesi ve yapı karakterizasyonunun literatüre sunulması bilimsel ve endüstriyel uygulamalarda büyük kolaylık sağlayacaktır. Bu bileşiklerin benzersiz özellikleri, çeşitli disiplinlerde yeni keşiflere ve yeniliklere kapı aralayacak, tıp ve malzeme bilimleri alanlarında çığır açıcı gelişmelere katkıda bulunacaktır. Dolayısıyla, bu bileşikler üzerine yapılan çalışmaların devam etmesi tüm bilim camiası için büyük önem arz etmektedir.

Bu amaçla, bu tez kapsamında, tetrahidrokarbazol ve karbazol çekirdek yapısına sahip, açil hidrazon ve 1,2,4-triazol-3-tiyon bileşikleri sentezlenmiştir. 

Tezin birinci bölümünde, tetrahidrokarbazol yapısına sahip 19 adet yeni 1,2,4-triazol-3-tiyon bileşikleri (41-59) sentezlenmiş, saflaştırılmış ve yapıları 1H NMR, 13C NMR, MS, FT-IR spektroskopik yöntemleri kullanılarak karakterize edilmiştir. Sentezlenen bileşiklerin molekül içi kovalent olmayan etkileşimleri 1H ve 13C NMR spektroskopik yöntemleri ile incelenmiş ve daha ileri spektroskopik yöntemlere gerek duyulmadan yapıları aydınlatılmıştır. 

Tezin ikinci bölümünde, açil hidrazon bileşiklerinin yapısal analizlerinin yapılabilmesi amacıyla tetrahidrokarbazol ve karbazol yapısına sahip 13 adet açil hidrazon bileşikleri (60-67 ve 70-72) sentezlenmiştir. Bu bileşikler saflaştırmış ve yapıları, FT-IR, MS, 1H NMR ve 13C NMR spektroskopisi yöntemleri ile karakterize edilmiştir. Açil hidrazon bileşiklerinin tautomerleri ve izomerleri 1H, 13C, COSY ve NOESY NMR spektroskopik yöntemleri ile incelenmiştir.

Abstract:
Tetrahydrocarbazoles and carbazoles have become preferred compounds due to their electronic properties, chemical stability, the ability to be derivatized with functional groups, and high photophysical properties. Thanks to these properties, they have a wide range of applications in organic electronics, chemical sensors, pharmaceutical applications, and materials science.

Acylhydrazones and 1,2,4-triazole-3-thione compounds with electrophilic and nucleophilic centers, great structural diversity, and high possibilities for modification represent another important class of compounds. Because of their biological activities, complexation abilities, chemical durability, and biological properties, these compounds are preferred in pharmaceutical applications, chemical sensors, catalysis, and advanced materials.

Due to the growing importance of hybrid compounds based on carbazole and tetrahydrocarbazole structures in recent years, in both materials science and pharmaceutical science, these compounds have become an interesting target for synthetic organic chemists. The easy and efficient synthesis and structural characterization of such hybrid compounds contributes to scientific literature and industrial applications. These unique properties of these compounds open the door to discoveries and innovations in disciplines such as medicine and materials science, thus encouraging major advances. Continuing research on these compounds is significant for all scientists.

For this purpose, this thesis synthesizes acylhydrazone and 1,2,4-triazole-3-thione derivatives based on tetrahydrocarbazole and carbazole core structures.

In the first part of the thesis, 19 novel tetrahydrocarbazole-based 1,2,4-triazole-3-thione derivatives (41-59) were synthesized, purified, and then characterized by spectroscopic techniques including 1H NMR, 13C NMR, MS, and FT-IR. The intramolecular non-covalent interactions of the synthesized compounds have been probed using 1H and 13C NMR techniques, and their dimensional structures have been elucidated without resorting to more sophisticated spectroscopic techniques.

In the second part of the thesis, for structural investigations, 11 acylhydrazone derivatives (60-67 and 70-72) with tetrahydrocarbazole and carbazole structures were synthesized. These compounds were purified and characterized by FT-IR, MS, 1H NMR, and 13C NMR spectroscopy. The tautomers and isomers of the acyl hydrazone compounds were investigated by 1H, 13C, COSY, and NOESY NMR techniques.