Synthesis and investigation of some properties 
of some new five-membered heterocyclic compounds
Bazı yeni beş üyeli heterosiklik bileşiklerin sentezi 
ve bazı özelliklerinin incelenmesi
Yazar: MURAT BEYTUR
Danışman: PROF. DR. HAYDAR YÜKSEK
Kafkas Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: 4,5-dihidro-1H-1,2,4-triazol-5-on = 4,5-dihydro-1H-1,2,4-triazole-5-one ; Antioksidanlar = Antioxidants ; Asetilasyon = Acetylation ; Gauss = Gauss ; Potansiyometrik titrasyon = Potentiometric titration

Özet:
Bu çalışmada, öncelikle çalışma için gerekli olan 9 adet 3-alkil(aril)-4-amino-4,5-dihidro-1H-1,2,4-triazol-5-on bileşiği sentezlenmiştir. Sonra bu bileşiklerin 4-hidroksibenzaldehid ve 3-hidroksibenzaldehidin trietilamin varlığında sinnamoil klorürle muamelesinden sentezlenen 4-sinnamoiloksibenzaldehid ve 3-hidroksibenzaldehid ile reaksiyonları incelenmiş ve 18 adet yeni 3-alkil(aril)-4-(4-sinnamoiloksibenzilidenamino)-4,5-dihidro-1H-1,2,4-triazol-5-on ve 3-alkil(aril)-4-(3-sinnamoiloksibenzilidenamino)-4,5-dihidro-1H-1,2,4-triazol-5-on bileşikleri elde edilmiştir. Sentez bölümünde ayrıca, bu bileşiklerden 14'ünün asetik anhidrid ile reaksiyonundan 14 adet yeni 1-asetil-3-alkil(aril)-4-(4-sinnamoiloksibenzilidenamino)-4,5-dihidro-1H-1,2,4-triazol-5-on ve 1-asetil-3-alkil(aril)-4-(3-sinnamoiloksibenzilidenamino)-4,5-dihidro-1H-1,2,4-triazol-5-on bileşikleri sentezlenmiştir. Sentezlenen 33 yeni bileşiğin yapıları IR, 1H-NMR, 13C-NMR ve  UV kullanılarak aydınlatılmıştır.

Çalışmada ikinci olarak biri literatürde kayıtlı, biri yeni 2 benzaldehid türevi ve 32 yeni heterosiklik 4,5-dihidro-1H-1,2,4-triazol-5-on türevinin teorik olarak spektral verileri hesaplanmış ve deneysel elde edilen spektral verilerle mukayeseleri yapılarak elde edilen sonuçlar yorumlanmıştır.

Bu amaçla, öncelikle 34 bileşiğin B3LYP/631G(d) ve HF/631G(d) temel setleri kullanılarak optimize edilmiştir. Bu optimize yapıdan yola çıkılarak 1H-NMR ve 13C-NMR verileri değerleri GIAO metoduna göre Gaussian G09W paket programı kullanılarak gaz fazında hesaplanmıştır. Deneysel ve teorik olarak bulunan değerler δ exp=a. δ calc.+ b eşitliğine göre grafiğe geçirilmiş ve  Sigmaplot programı kullanılarak a ve b sabitleri regresyon katsayısı ile standart hata değerleri bulunmuştur. Elde edilen sonuçlara göre teorik verilerin deneysel verilerle uyumlu oldukları görülmüştür. Çalışmanın teorik kısmında ayrıca, sentezlenmiş 34 bileşiğin IR frekans değerleri B3LYP ve HF metodlarının 631G(d) temel seti kullanılarak gaz fazında hesaplanmış, elde edilen değerler uygun uyum faktörleri ile çarpılmıştır. Hesaplanan IR verilerinin tanımlanmasında veda4f programından yararlanılmıştır. Deneysel ve teorik olarak UV-vis değerleri etanollü ortamda hesaplanmış ve mukayese edilmiştir. İlaveten, 34 yeni bileşiğin bağ açıları, bağ uzunlukları, mulliken yükleri, HOMO-LUMO enerjileri, dipol momentleri ve enerjileri aynı metodlar ve aynı set kullanılarak hesaplanmış ve tablolar halinde verilmiştir.

Çalışmada üçüncü olarak 18 adet yeni 3-alkil(aril)-4-(4-sinnamoiloksibenzilidenamino)-4,5-dihidro-1H-1,2,4-triazol-5-on ve 3-alkil(aril)-4-(3-sinnamoiloksibenzilidenamino)-4,5-dihidro-1H-1,2,4-triazol-5-on türevlerinin susuz çözücülerde (izopropil alkol, tert-butil alkol, aseton ve N,N-dimetilformamid) tetrabutilamonyumhidroksit (TBAH) ile potansiyometrik titrasyonları yapılmış, titrasyon grafikleri çizilmiş ve yarı nötralizasyon metodu ile pKa değerleri tayin edilerek asitlik üzerine çözücü ve yapı etkisi tartışılmıştır.

Çalışmada son olarak, sentezlenen 32 yeni bileşiğin 3 farklı yöntemle (indirgeme gücü, serbest radikal giderme aktivitesi, metal şelat aktivitesi) in-vitro antioksidan özellikleri incelenerek elde edilen bulgular yorumlanmıştır.

Abstract:
In this study, firstly nine 3-alkyl(aryl)-4-amino-4,5-dihydro-1H-1,2,4-triazol-5-one compounds requiring for this study were synthesized. Then, the reactions of these compounds with 4-cinnamoyloxybenzaldehyde and 3-cinnamoyloxybenzaldehyde, 
which were synthesized by the reaction of 4-hydroxybenzaldehyde and 3-hydroxybenzaldehyde with cinnamoyl chloride by using triethylamine, were investigated and eighteen novel   3-alkyl(aryl)-4-(4-cinnamoyloxybenzylidenamino)-4,5-dihydro-1H-1,2,4-triazol-5-one and 3-alkyl(aryl)-4-(3-cinnamoyloxybenzylidenamino)-4,5-dihydro-1H-1,2,4-triazol-5-one compounds were obtained. In addition,  fourteen of  synthesized this compounds were treated with acetic anhydride and fourteen  novel 1-acetyl-3-alkyl(aryl)-4-(4-cinnamoyloxybenzylidenamino)-4,5-dihydro-1H-1,2,4-triazol-5-one  and 1-acetyl-3-alkyl(aryl)-4-(3-cinnamoyloxybenzylidenamino)-4,5-dihydro-1H-1,2,4-triazol-5-one compounds  were synthesized. In order to identify the new compounds synthesized in the study, spestroscopic methods including IR, 1H-NMR, 13C-NMR  and UV  were used.

The second part of the study, theoritically spectral datas of one registered in the literature, one of the two new derivative of benzaldehyde and thirty two new heterocyclic 4,5-dihydro-1H-1,2,4-triazol-5-one derivative were calculated and these datas were with compared experimental datas, obtained conclusions were evaluated.

For this purpose, firstly, synthesized 34 new compounds have been optimized using B3LYP/631G(d) and HF/631G(d ) basis set. Starting from this optimized structure with 1H-NMR and 13C-NMR spectral data values according to GIAO method was calculated using the method of Gaussian G09W program package in gas phase. Theoretically and experimentally values were plotted according to δ exp=a. δ calc.+ b, Eq. a and b constants regression coefficients with a standard error values were found using the SigmaPlot program. According to obtained conclusions, theoritical and experimental values were seen to be compatible. In the theoretical part of study also, Theoretically calculated IR datas of synthesized  34 new compounds were calculated in gas phase by using of 631G(d) basis sets of B3LYP and HF methods and are multiplied with appropriate adjustment factors and the data obtained according to B3LYP and HF methods are formed using theoretical infrared spectrum. The identification of  calculated IR data was used in veda4f  program. Experimentally and theoretically UV-vis values in ethanol were calculated and compared. Additionally, Synthesized  34 new compounds were found bond angles, bond lengths, dipole moments, the HOMO-LUMO energy and total energy of the molecule with mulliken charges from both methods.

In the originaly section of the study, thirdly synthesized eighteen new 3-alkyl(aryl)-4-(4-cinnamoyloxybenzylidenamino)-4,5-dihydro-1H-1,2,4-triazol-5-one and 3-alkyl(aryl)-4-(3-cinnamoyloxybenzylidenamino)-4,5-dihydro-1H-1,2,4-triazol-5-one compounds were titrated petentiometrically with TBAH in non-aqueous solvents (izopropyl alcohol, tert-butyl alcohol, acetone and N,N-dimethylformamide) graphs were drawn, half notralization potentials and pKa values were determined by half notralization method. Otherwise, solvent effect and molecul structure on compounds acidity were discussed.

In the finally section of the study, synthesized thirty two new compounds were analyzed for their antioxidant activities in three different methods (reducing power, free radical scavenging and metal chelating activity), were drawn their graphs and their results were interpreted.