Hesaplamalı kimya yöntemleriyle bazı bor komplekslerinin yapısal ve elektronik özelliklerinin incelenmesi
Investigations of structural and electronic properties of some boron complexes with computational chemisry methods
Yazar: KORAY SAYIN
Danışman: DOÇ. DR. DURAN KARAKAŞ
Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Florokinolon geniş spektrumlu sentetik antibiyotik ilaçlardan olan kinolon ailesinin bir üyesidir. Florokinolon-Bor kompleksleri floresan probları, lazer boyaları, doğrusal olmayan optik materyaller ve elektroluminesans yayıcılar olarak kullanılabilir.
Bu çalışmada, bazı florokinolonlu (norfloksasin, tosufloksasin ve levofloksasin) bor komplekslerinin yapısal ve elektronik özellikleri kuantum kimyasal hesaplamalar ile araştırıldı. Söz konusu moleküller için en iyi hesaplama seviyesi belirlendi. Bu hesaplamalarda üç metot ve beş temel set kullanıldı. En iyi seviye M062X/6-31+G(d) olarak belirlendi. Söz konusu komplekslerin yapısal ve spektral (IR, UV-VIS, 1H-NMR, 13C-NMR and 19F-NMR) özellikleri araştırıldı. Bor komplekslerinin geometrik yapısı bozuk tetrahedral olarak bulundu. Spektral veriler çalışılan komplekslerin birbirine benzediği gösterdi. Bazı elekronik yapı tanımlayıcıları M062X/6-31+G(d) seviyesinde hesaplandı. Nitrosil gruplu bor komplekslerinin biyolojik aktifliği ve NLO özellikleri kendi grupları içinde en iyisidir. İlaveten, MPA ve NBO yük analizi aynı seviyede araştırıldı. Kompleksleşmeyle merkez atomun yükünün azaldığı ve ligandlardaki verici atomların yükünün arttı. MEP haritaları, MEP konturları ve öncü moleküler orbitallerin kontur diyagramları hesaplandı. MEP haritaları bora bağlı olan flor atomlarındaki elektron yoğunluğunun diğer komplekslerdekine göre daha fazla olduğunu gösterdi.

Abstract:
Fluoroquinolone is member of quinolone which is broad-spectrum synthetic antibiotic drugs family. Fluroquinolone-Boron complexes can be used as fluorescent probes, laser dyes, nonlinear optics and electroluminescent emitters.
In this study, structural and electronic properties of boron complexes with some fluoroquinolones (norfloxacin, tosufloxacin and levofloxacin) are investigated by quantum chemical calculations. The best level is determined for mentioned molecules. Three methods and five basis sets are used in calculations. As a result, M062X/6-31+G(d) is found as the best level. Structural and spectral (IR, UV-VIS, 1H-NMR, 13C-NMR and 19F-NMR) properties of mentioned complexes are investigated. Geometric structure of boron complexes is found as distorted tetrahedral. Spectral data show that studied molecules are similar to each other. Some electronic structural descriptors are calculated at M062X/6-31+G(d) level. According to these parameters, biological activity and NLO properties of boron complexes with nitrosyl group is the best within their own group. Additionally, MPA and NBO charge analysis are investigated at same level of theory. Electron denstiy of center atom decreases and electron density of donor atoms in ligands increases with complexation. MEP maps, MEP contours and contour diagram of frontier molecular orbitals are calculated. MEP maps indicate that electron density in fluorine atom coordinated to boron is more than those of other complexes.