Histamin içeren karışık ligantlı metal bileşiklerin spektroskopik, yapısal ve hesaplamalı yöntemlerle incelenmesi
Investigation of histamine-containing mixed-ligand metal compounds by spectroscopic, structural and computational methods
Yazar: GÖKHAN KAŞTAŞ
Danışman: DOÇ. DR. HÜMEYRA PAŞAOĞLU
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu çalışmada histaminin, tetrasiyanonikelat, oksalat ve sakkarin ile dokuz adet karışık ligantlı metal bileşikleri sentezlendi. Elde edilen bileşiklerin yapısal ve manyetik özellikleri, Kırmızı-altı (IR) Spektroskopisi, Elektron Paramanyetik Rezonans Spektroskopisi (EPR) ve X-ışını Kırınımı (XRD) gibi deneysel yöntemler ile Hartree-Fock (HF) ve Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi (DFT) gibi hesaplamalı yöntemlerle incelendi.IR spektroskopi çalışmalarında, histaminin tüm bileşiklerdeki karaktestik titreşim frekansları belirlendi. Tetrasiyanonikelat ve oksalat ligantları içeren bileşiklerin titreşimsel çalışmalarında normal koordinat analiz yöntemi kullanıldı. Böylece toz olarak elde edilen bileşiklerin moleküler yapıları belirlendi. Elementel analiz, X-ışını kırınımı ve hesaplamalı yöntemlerden elde edilen sonuçlarla önerilen yapıların doğruluğu desteklendi.EPR çalışmalarında, toz ve kristal bileşiklere paramanyetik safsızlık iyonu olarak Cu2+ iyonu katkılandırıldı. Toz EPR çalışmalarında g-çarpanı ve eşlenmemiş elektorunun taban durumu, tek kristal EPR çalışmalarında ise spin-Hamiltonien parametreleri ve taban durum dalgafonksiyonu oluşturuldu.X-ışını kırınım çalışmalarında ağırlıklı olarak histaminin bileşiklerdeki ligant davranışı, tautomerizmi, konformasyonu ile kristal paketlenmesindeki ve supramoleküler yapı oluşumundaki rolüne değinilmiştir. Sonuçlar, histaminin tüm bileşiklerde katıhal faz için rapor edilen tek tautomerik form olan Nt?H tautomerisine sahip olduğunu göstermektedir. Bileşiklerde çift dişli ligant olarak metal iyonlarına bağlanan histamin syn-clinal yanzincir konformasyonuna sahiptir. Orta ve zayıf şiddette hidrojen bağı, C?H???pi ve katyon???pi gibi kovalent olmayan etkileşimlere katılarak bileşiklere supramoleküler yapı özelleği kazandırmaktadır.Hesaplamalı yöntemlerle yapılan çalışmalarda histaminin oksalat ve sakkarin bileşikleri için optimize geometriler ve titreşim frekansları HF ve DFT teorileri kullanılarak elde edildi.

Abstract:
In this study, nine mixed ligand metal compounds of histamine were synthesized with tetracyanonickelate, oxalate and saccharine ligands. The structural and magnetic properties of the compounds were investigated by experimental methods as Infrared Spectroscopy (IR), Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy (EPR), X-ray Diffraction (XRD), and by computational methods as Hartree-Fock (HF) and Density Functional Theory (DFT).In IR studies, the characteristic vibrational frequencies of histamine were assigned for all compounds. Normal coordinate analysis was carried out for vibrational studies of compounds containing tetracyanonickelate and oxalate ligands. Thus, the molecular structures of powder compounds were determined. The accuracy of proposed molecular structures was supported by the results obtained from elementel analysis, X-ray diffraction analysis and computational methods.In EPR studies, powder and single crystal compounds were doped with Cu2+ ions as paramagnetic impurity. In powder EPR studies, g-factor and ground state of uncoupled electron were determined. In single crystal EPR studies, spin-Hamiltonien parameters and ground state wavefunction were calculated.In X-ray studies, histamine was investigated by considering its ligand behaviour, tautemerism, conformation as well as its role in crystal packing and supramolecular structure formation. The results show that histamine exists in the Nt?H tautomeric form in the structure, which is the only tautomeric form of bidentate histamine hitherto reported for solid state structures. Histamine is coordinated to metal ions as a bidentate ligand and has syn-clinal side chain conformation. It plays an important role in supramolecular structure formation by participating in moderate and weak hydrogen bonds, non-covalent C?H???pi and cation???pi interactions.Computational methods were used at HF and DFT theory level in perfoming geometry optimization and calculation of vibrational frequencies for oxalate- and saccharine-containing histamine compounds.