Tiyosemikarbazit içeren moleküllerin geometrik, spektroskopik, lineer olmayan optik özelliklerinin teorik incelenmesi
Theoretical investigation of geometric, spectroscopic, nonlinear optical properties of the molecules containing thiosemicarbazide
Yazar: METİN TOPRAK
Danışman: DOÇ. DR. GÖKSEL DAYLAN ESMER ; DOÇ. DR. ÖMER TAMER
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Genel Fizik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında ilaç etken maddesi olarak yoğun kullanılmakta olan tiyosemikarbazit içeren; 2-Formilpiridin N(4)-metil tiyosemikarbazon (HFo4M) (C8H10N4S), 2-Asetilpiridin N(4)-etil tiyosemikarbazon (HAc4E) (C10H14N4S), 2-Formilpiridin 3-azabisiklo nonil tiyosemikarbazon (HFobcn) (C15H20N4S) ve 2-Asetilpiridin 3-hekzametiliminil tiyosemikarbazon (HAchexim) (C14H20N4S) molekülleri incelenmiştir. Geometrik parametreleri, spektroskopik ve elektronik özellikleri, lineer olmayan optik özellikleri bilgisayar destekli teorik hesaplamalı yöntemle belirlenmiştir. 
Her bir molekülün temel düzey geometrisi, Hartree-Fock (HF), Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi (DFT) ve Becke-3-Lee-Yang-Parr (B3LYP) (B3LYP) metotları yardımıyla 6-311++G(d,p) taban seti kullanılarak elde edilmiştir. Bulgular, literatürde mevcut x-ışını kırınımı metoduyla ve deneysel olan veriler ile karşılaştırılmıştır. 
Teorik hesaplamalarda Gaussian 09 Revision D.01 paket programı kullanılmıştır. Optimize edilen tüm moleküller için IR ve UV-Vis spektrumları, elektronik geçişlere moleküler orbitallerden gelen katkılar, en yüksek dolu moleküler orbital (HOMO) ve en düşük boş moleküler orbitallerin (LUMO) enerjileri, lineer olmayan optik özellikler ile 13C ve 1H NMR kaymaları hesaplanmıştır. Ayrıca tüm komplekslerin moleküler elektrostatik potansiyel yüzey (MEPS) haritalarının yanı sıra, kararlı kompleksi oluşturan konformasyonlarını belirlemek için moleküler kenetlenmeleri (Molecular Docking) incelenerek en uygun etken yapı tayini yapılmıştır.
Tiyosemikarbazit türevi 4 farklı moleküler kompleksin ilaç etken maddesi olarak kullanılabileceği görülmüş. Hesaplamalar, ilaç üretimine katkı sağlayacak en uygun komplekslerin sıralamasında HAchexim molekülünün diğer komplekslere göre hedef yapıyı çok daha düşük konsantrasyonlarda inhibe avantajına sahip olduğunu ortaya koymuştur.   
Elde edilen kuramsal sonuçlar deneysel veriler ile karşılaştırıldığında uygunluk olduğu görülmüştür.

Abstract:
In this study, thiosemicarbazide, which is widly used as a pharmaceutical active ingredient; 2-Formylpyridine N(4)-methylthiosemicarbazone (HFo4M) (C8H10N4S), 2-acetylpyridine N(4)-ethylthiosemicarbazone (HAc4E) (C10H14N4S), 2-Formylpyridine 3-azabicyclo nonylthiosemicarbazone (HAchexim) (C14H20N4S) molecules were examined. Its geometric parameters, spectroscopic and electronic properties, and nonlinear optical properties were determined by computer-aided theoretical computational method.
The ground level geometry of each molecule was determined by using the Hartree-Fock (HF), Density Functional Theory (DFT) and Becke-3-Lee-Yang-Parr (B3LYP) with the help of methods using the 6-311++G(d,p) using the base set. The findings were compared with the x-ray diffraction method available in the literature and with experimental data.

Gaussian 09 Revision D.01 package program was used in theoretical calculations.
For all optimized molecules, IR and UV-Vis spectra, contributions from molecular orbitals to electronic transitions, energies of the highest occupied molecular orbitals (HOMO) and  the lowest unoccupied molecular orbitals (LUMO), nonlinear optical properties and 13C and 1H NMR shifts were calculated.
In addition, the molecular electrostatic potential surface (MEPS) maps of all complexes, 
as well as their molecular docking, were examined to determine the conformations that form the stable complex, and the most appropriate active structure was determined.
It has been observed that 4 different molecular complexes derived from thiosemicarbazide can be used as active pharmaceutical ingredients. Calculations have revealed that the HAchexim molecule has the advantage of inhibiting the target structure at much lower concentrations than other complexes in the ranking of the most suitable complexes that will contribute to drug production.
The theoretical results obtained were compared with the experimental data, and it was seen that they were compatible.