Biyolojik aktif 3-asetilpiridin ve 4-asetilpiridin moleküllerinin deneysel ve teorik titreşimsel spektroskopi ile incelenmesi
Investigation of 3-acetylpyridine and 4-acetylpyridine active molecules by experimental and theoreticalvibrational spectroscopy
Yazar: ABDULLAH ATILGAN
Danışman: PROF. DR. ŞENAY YURDAKUL
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Ayrık fourier dönüşümü = Discrete fourier transform ; Gümüş = Silver ; Morötesi spektrometresi = Ultraviolet spectrometry ; Piridin = Pyridine ; Raman = Raman ; Çözücüler = Solvents

Özet:
Bu tez çalışmasında, 4-asetilpiridin molekülünün yapısal, spektroskopik ve elektronik özellikleri teorik ve deneysel yöntemlerle incelenmiştir. Moleküler optimizasyonlar GaussView 5.0 kullanılarak görselleştirilmiş Gaussian 09W kullanılarak hesaplanmıştır. Yapılan optimizasyonlarda DFT/B3LYP/6-311++G(d,p) temel setleri ile çalışılmıştır. Moleküle ait kırmızı altı spektrumları 3300-550 cm-1 bölgesinde ve Raman spektrumları 3200-100 cm-1 bölgesinde kaydedildi, titreşim frekans ve kipleri saptandı. UV-vis spektrumları 190 nm-350 nm arasında kaydedildi, elektronik soğurma spektrumları teorik değerle karşılaştırılarak tartışıldı. Yük dağılımları ve Fukui fonksiyonları, moleküler sınır orbitalleri, moleküler elektrostatik potansiyel enerji yüzeyi ve durum yoğunlukları teorik olarak hesaplandı ve tartışıldı. Ayrıca bu çalışmada; 3-asetilpiridin ve gümüş nitrat molekülleri kullanılarak akua nitrato bis [1-(3-piridinil) etanon] gümüş(I) tek kristali sentezlenerek, yapı çözümü yapıldı. Serbest ligant ve bileşiğe ait kırmızı altı spektrumları 3600-550 cm-1 aralığında kaydedildi. C, H, N analizi yapılarak teorik değerlerle kıyaslandı. Geometri optimizasyonu C, H, N, O atomları için DFT/B3LYP/6-311++G (d, p) ve Ag atomu için DFT/B3LYP/LANL2DZ temel seti kullanılarak yapıldı. Teorik ve deneysel geometri karşılaştırılarak tartışıldı. Yük dağılımları ve Fukui fonksiyonları, moleküler sınır orbitalleri, moleküler elektrostatik potansiyel enerji yüzeyi ve durum yoğunlukları teorik olarak hesaplandı ve tartışıldı. Son olarak, 4-asetilpiridin molekülünün polar protik bir çözücü olan su ortamında ve DFT B3LYP/6-311++G (d, p) düzeyinde, PCM (Polarize Süreklilik Modeli) metodu kullanılarak çözücü-çözünen etkileşmeleri incelenmiştir. Ligandın su çözeltisinin kırmızı altı ve Raman spektrumları sırasıyla 4000-550 cm-1 ve 3900-125 cm-1 bölgesinde kaydedildi. Teorik hesaplamalar ve optimizasyonlar hem örtük hem de hibrid model kullanılarak yapıldı. Geometrik parametreler, titreşim frekansları, dipol moment ve yük dağılımı üzerindeki çözücü etkileri incelenmiştir, deneysel ve teorik sonuçlar karşılaştırılmıştır.

Abstract:
In this thesis, the structural, spectroscopic, and electronic properties of the 4-acetylpyridine molecule were investigated by theoretical and experimental methods. Molecular optimizations were performed and visualized by using Gaussian 09W and Gauss View 5.0 software's, respectively. DFT/B3LYP/6-311++G (d, p) basis sets were used for optimizations. Infrared spectra of the molecule were recorded in the region of 3300-550 cm-1 and Raman spectra were recorded in the region of 3200-100 cm-1, vibration frequencies and modes were determined. UV-vis spectra were recorded between 190 nm-350 nm, electronic absorption spectra were discussed by comparing with the theoretical results. Charge distributions, Fukui functions, molecular boundary orbitals, molecular electrostatic energy surface and density of states were calculated theoretically and discussed. In this study, structure solution was made by synthesizing aqua nitrato bis [1-(3-pyridinyl) ethanone] silver(I) single crystal using 3-acetylpyridine and silver nitrate molecules. The infrared spectra of the free ligand and the compound were recorded in the range of 3600-550 cm-1. C, H, N analyzes were made and compared with the theoretical values. Geometry optimization was performed using DFT/B3LYP/6-311++G (d, p) for C, H, N, O atoms and DFT/B3LYP/LANL2DZ for Ag atom, respectively. Theoretical and experimental geometry parameters were compared and discussed. Charge distributions and Fukui functions, molecular boundary orbitals, molecular electrostatic energy surface and state densities were calculated theoretically and discussed. Finally, solvent-solute interactions of 4-acetylpyridine molecules in water, which is a polar protic solvent, and at the DFT/B3LYP/6-311++G (d, p) level, were investigated using the PCM (Polarized Continuity Model) method. Infrared and Raman spectra of the water and ligand solution were recorded in the region of 4000-550 cm-1 and 3900-125 cm-1, respectively. Theoretical calculations and optimizations were made using both implicit and hybrid models. Solvent effects on geometric parameters, vibration frequencies, dipole moment and charge distribution were investigated, experimental and theoretical results were compared.