Bazı benzofuran türevlerinin kristalografik ve kuantum mekaniksel  yöntemlerle yapısal analizi
Structural analysis of some benzofuran derivatives with crystallographic and quantum mechanical methods
Yazar: GÜL YAKALI
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MUHİTTİN AYGÜN
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu tez kapsamında incelenen bileşiklerin moleküler ve kristal yapıları tek kristal X-ışını kırınımı yöntemiyle belirlenmiştir. Kristal yapısı incelenen bileşiklerin kuantum mekaniksel hesaplamalarla moleküler modellemesi yapılarak taban durum geometrileri elde edilmiştir. Elde edilen bu sonuçlar kristalografik verilerle karşılaştırılarak molekülün kristal yapısının geometri üzerine etkisi araştırılmıştır. Bileşiklerin HOMO- LUMO enerji değerleri hesaplanmış ve moleküler elektrostatik potansiyel enerji yüzeyi belirlenmiştir. Ayrıca optimize edilen yapıdan yola çıkarak FT-IR titreşim kipleri hesaplanarak deneysel değerlerle karşılaştırılmıştır.  
1-(5-Bromobenzofuran-2-il)-2- mesitiletanon oksime bileşiğinin monoklinik kristal sisteminde ve P21/c uzay grubunda kristallendiği belirlenmiştir. Oksim türevi olarak da ele alınabilen bileşik ketoksim yapısında olup Z konformasyonundadır. Kristal yapı içinde moleküller O-H…N tipi moleküller arası hidrojen bağları ile sentrosimetrik dimerik yapı oluşmaktadır. Ayrıca moleküller arası pi…pi ve O-H…pi halka etkileşimleri sonucunda iki boyutlu supramoleküler yapı ortaya çıkmaktadır.
1-(5-bromobenzofuran-2-il)-2-mesitiletanon-O-(2-fenilasetil) oxime bileşiği triklinik kristal sisteminde ve P-1 uzay grubunda kristallendiği belirlenmiştir. Bileşik ketoksim yapısında ve Z konformasyonundadır. Kristal yapı içinde moleküller, moleküller arası C–H•••O ve pi…pi etkileşmeleri ile b ekseni boyunca iki boyutlu sonsuz supramoleküler zincir yapı şeklinde istiflenmişlerdir.
Kristalografik olarak tekrar incelenen 1-(1-Benzofuran-2-il)-2-mesitiletanon bileşiği ise triklinik sistemde ve  P21/c uzay grubunda kristallenmiştir. Bileşikteki benzofuran halka sistemi düzlemsel olup  mesitil gruba asetil grup aracılığıyla bağlıdır. Bu bileşikte de moleküller C-H…O tipi moleküllerarası hidrojen bağılarıyla sentrosimetrik dimerler oluşturmaktadır. 
N-(2-asetil-benzofuran-3-yl)metakrilamid bileşiğinin monoklinik kristal sistemde P21/c uzay grubunda kristallendiği belirlenmiştir. Bileşik hemen hemen düzlemseldir. Bileşikte moleküller arası hidrojen bağı bulunmayıp molekül içi hidrojen bağı mevcuttur. Molekül içi etkileşimlerle, Bernstein Graph set notasyonu ile ifade edilebilecek üç farklı halkasal yapı oluşmaktadır. Halka merkezleri arasındaki uzaklık 3,764(5)Angstrom olan pi…pi etkileşmesiyle b doğrultusunda 1 boyutlu (1D) supramoleküler yapı ortaya çıkmaktadır.
Biyolojik aktif özellikleri ile öne çıkan {3-[2-(1,3-benzodioksol-5-il)-7-metoksi-1-benzofuran-5-il] propil} dietilamin bileşiğinin monoklinik kristal sistemde, P21/c uzay grubunda kristallendiği belirlenmiştir. Bileşiğin kristal yapısında kristalografik olarak bağımsız bir su molekülü ve bir klor iyonu gözlenmiştir. Kristal yapıda molekül içi ve moleküller arası çok sayıda hidrojen bağı ve etkileşim saptanmıştır. Kristal simetrisinden dolayı iki su molekülü ve iki klor iyonu, güçlü molekül içi N-H…Cl ve Ow-Hw…Cl bifurcate hidrojen bağlarıyla ve güçlü moleküller arası Ow-Hw…Cl hidrojen bağılarıylayla 101 doğrultusunda tetramerik supramoleküler zincirler oluşturmaktadır.

Abstract:
In this thesis, molecular and crystal structures of investigated compounds were determined by single crystal X-ray diffraction technique. Compounds whose crystal strcuture is examined were modeled by quantum mechanical calculations and their ground state geometries were determined. The obtained results were compared to the crystallographically determined geometries to investigate the effects of crystallization on the molecular conformation. HOMO- LUMO energy values of the compounds are calculated and molecular electrostatic potential surfaces are determined. Furthermore, based on the optimized structure, FT-IR vibration modes values are calculated and compared to experimental values.
1-(5-Bromobenzofuran-2-yl)-2- mesitylethanone oxime compound crystallizes in the monoclinic crystal system in space group P21/c. The compound which is handled as an oxime derivative, adopts Z conformation and it has ketoxim structure. In the crystal structure, molecules are packed as centrosymmetric dimeric structure by intramolecular O-H…N type hydrogen bonds. In addition, one dimensional supramolecular structure is formed with intermolecular pi…pi and O-H…pi ring interactions.
1-(5-bromobenzofuran-2-yl)-2-mesitylethanone-O-(2-phenylacetyl)oxime crystallizes in the monoclinic crystal system in space group P21/c. The compound adopts Z conformation and it has ketoxim structure. In the crystal structure, molecules are stacked that in the form of infinite supramolecular chains by intermolecular C–H•••O and pi…pi interactions along the b axis.
1-(1-Benzofuran-2-yl)-2-mesitylethanone which is redetermined as crystallographic again crystallizes in the triclinic crystal system in space group P21/c. In the compound the benzofuran ring system is essentialy planar and is linked to the mesityl group by asetyl group. In this compound, molecules is formed as centrosymmetric dimers with intermolecular C-H…O hydrogen bonds. 
N-(2-acetyl-benzofuran-3-yl)methacrylamide compound crystallizes in the monoclinic crystal system in P21/c space group. The compound is essentially planar. There is not any intermolecular hydrogen bonds but there are intramolecular hydrogen bonds. With these intramolecular interactions three different ring systems is occurred which is expressed by Bernstein Graph set notation. 1D supramolecular structure is formed with the pi…pi interaction where the distance of between the ring system is 3,764(5) Angstrom  along the b axis.
3-[2-(1,3-benzodioxol-5-yl)-7-methoxy-1-benzofuran-5-yl] propyl} diethylamine compound featured with its biological activity crystallizes in the monoclinic crystal system in P21/c space group. In the crystal structure of the compound, as crystallographic independent one water molecule and one clor ion are observed. In the crystal structure, a great number of  intermolecular and intramolecular hydrogen bonds and interactions are determined. Because of the crystal symmetry, two water molecule and two clor ions are created tetrameric supramolecular chains by  strong intramolecular N-H…Cl and Ow-Hw…Cl bifurcate hydrogen bonds and strong intermolecular Ow-Hw…Cl hydrogen bonds along the 101 direction