Theoretical and experimental investigation of the structural properties of 1-(4-R-benzoyl)-3-(2-trifluoromethyl-phenyl)thiourea (R: Cl, CH3) compounds
1-(4-R-benzoil)-3-(2-triflorometil-fenil)tiyoüre (R: Cl, CH3) bileşiklerinin yapısal özelliklerinin teorik ve deneysel olarak incelenmesi
Yazar: AYNUR ALIZADA
Danışman: PROF. DR. HAKAN ARSLAN
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Anorganik kimya = Inorganic chemistry ; Benzoil = Benzoyl ; Benzoil klorür = Benzoyl chloride ; Sentez = Synthesis ; Tek kristaller = Single crystals ; Yüzey analiz teknikleri = Surface analysis techniques

Özet:
1-(4-Kloro-benzoil)-3-(2-triflorometil-fenil)tiyoüre ve 1-(4-metil-benzoil)-3-(2-triflorometilfenil) tiyoüre bileşikleri iki aşamalı reaksiyonla sentezlenmiştir. Bileşiklerin yapıları elemental analiz, FT-IR, 1 H NMR ve 13C NMR teknikleri ile aydınlatılmıştır. X-ışını tek kristal difraksiyon analizi ile 1- (4-kloro-benzoil)-3-(2-triflorometil-fenil)tiyoüre bileşiğinin moleküler ve kristal yapısı belirlenmiştir. Kristal yapının Hirshfeld yüzey analizi, kristal paketleme için en önemli katkıların H···H (%23,8), H···S/S···H (%14,5), H···F/F···H (%14,3), C···H/H···C (%14,2) ve Cl···F/F···Cl (%9,0)'den kaynaklandığını göstermektedir. Optimize edilmiş geometriyi, moleküler elektrostatik potansiyeli (MEP), azaltılmış yoğunluk gradyan analizini (RDG), ve Frontier moleküler orbitalleri (FMO) elde etmek için 6-311G(d,p) temel seti ile B3LYP yoğunluk fonksiyoneli metodu kullanılmıştır. Teorik olarak optimize edilmiş yapı ile deneysel olarak elde edilen kristal yapı arasında çok iyi bir uyum tespit edilmiştir. Bileşiğin HOMO-LUMO enerji boşluğu 3,5307 eV olarak hesap edilmiştir. Ayrıca, enerjiçerçeve hesaplamaları, birim hücre yapısının üç boyutlu topolojisini analiz etmek ve görselleştirmek için kullanılmıştır. Elektrostatik enerji çerçevesinin, dağılım enerjisi üzerinde baskın olduğu tespit edilmiştir. Lineer olmayan optik özellikler (Polarize edilebilirlik, birinci dereceden hiperpolarize edilebilirlik ve dipol moment) teorik olarak belirlenmiştir. Elektron yoğunluğuna dayalı lokal reaktivite tanımlayıcıları olarak bilinen Fukui fonksiyonları, moleküldeki kimyasal seçiciliği veya reaktivite bölgelerini açıklamak için hesaplanmıştır. Farklı global kimyasal reaktivite tanımlayıcı parametreleri 1- (4-kloro-benzoil)-3-(2-triflorometil-fenil)tiyoüre bileşiği için hesaplanmıştır. 1-(4-Kloro-benzoil)-3-(2- triflorometil-fenil)tiyoüre bileşiğinin koronavirüsün (COVID-19) ana proteazına (6LU7) karşı inhibe edici etkisini belirlemek için moleküler docking çalışmaları yapılmıştır.

Abstract:
The 1-(4-chloro-benzoyl)-3-(2-trifluoromethyl-phenyl)thiourea and 1-(4-methyl-benzoyl)-3-(2- trifluoromethyl-phenyl)thiourea compounds were synthesized with two-step reactions. The structure of the compounds was characterized by elemental analysis, FT-IR, 1 H NMR, and 13C NMR techniques. The molecular and crystal structure of the compound 1-(4-chloro-benzoyl)-3-(2-trifluoromethylphenyl) thiourea was determined by single-crystal X-ray diffraction analysis. The Hirshfeld surface analyzes of the crystal structure indicate that the most important contributions for crystal packing are from H···H (23.8%), H···S/S···H (14.5%), H···F/F···H (14.3%), C···H/H···C (14.2%), and Cl···F/F···Cl (9.0%). B3LYP density functional method with 6-311G(d,p) basis set was used to obtain optimized geometry, molecular electrostatic potential (MEP), reduced density gradient analysis (RDG), and Frontier molecular orbitals (FMO). A very good agreement was found between the theoretically optimized structure and the experimentally obtained crystal structure. The HOMO-LUMO energy gap of the compound was calculated as 3.5307 eV. In addition, energy-framework calculations are used to analyze and visualize the three-dimensional topology of the crystal packing. The electrostatic energy framework is dominant over the dispersion energy framework. Nonlinear optical properties (Polarizability, first-order hyperpolarizability, and dipole moment) values were theoretically determined. The Fukui functions as electron density-based local reactivity descriptors were also calculated to explain the chemical selectivity or the reactivity site in the molecule. The different global chemical reactivity descriptor parameters were also calculated for compound 1-(4-chloro-benzoyl)-3- (2-trifluoromethyl-phenyl)thiourea. Molecular docking studies were also carried out to determine the inhibitory action of the 1-(4-chloro-benzoyl)-3-(2-trifluoromethyl-phenyl)thiourea compound against the main protease (6LU7) of a new coronavirus (COVID-19).