N-verici organik moleküllerin acesülfam tuzlarının sentezi, yapısı, spektroskopik ve termik özelliklerinin araştırılması
Research of the synthesis, structure, spectroscopic and thermic properties of acesulfam salts of N- donor organic molekules
Yazar: TANSU MERVE AYDIN
Danışman: PROF. DR. HASAN İÇBUDAK
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu tez çalışmasında, yeni 2-amino-3-hidroksipiridinyum acesülfamat, 4-amino1,2,4-triazolyum acesülfamat, 4-aminoantipirinyum acesülfamat, 2aminobenzimidazolyum acesülfamat, 5-aminotetrazolyum acesülfamat ve 4aminopiridinyum acesülfamat bileşikleri sentezlendi. Elementel analiz sonuçlarından, sentezlenen bu bileşiklerin asit-baz reaksiyonu sonucu, 1:1 tuz oluşturdukları belirlendi.  Sentezlenen bu bileşiklerin, fonksiyonel gruplarına ilişkin karakteristik titreşim frekansları belirlendi ve bağlanma modları, yapıları ve sübstitüe gruplara ilişkin benzerlik ve farklılıkları tartışıldı. Acesülfamik asitte 1674 cm-1'de ortaya çıkan karbonil gerilme titreşiminin (ν(C=O)), tüm acesülfamat tuzlarında kırmızıya kaydığı tespit edildi. Sentezlenen acesülfamik asit tuzlarının statik hava atmosferinde eşzamanlı TG, DTG ve DTA eğrileri kaydedilerek, termik bozunma mekanizmaları ve termik kararlılıkları ayrıntılı olarak tartışıldı. 4-aminoantipirinyum acesülfamat (118 ºC) ve 2-amino-3-hidroksipiridinyum acesülfamat (184 ºC) bileşiklerinde erime ile bozunma olayının aynı anda gerçekleştiği görüldü. 4-aminopiridinyum acesülfamat (77 ºC), 4amino-1,2,4-triazolyum acesülfamat (104 ºC) ve 2-aminobenzimidazolyum acesülfamat (167 ºC) bileşiklerinin eridiği belirlendi. 5-aminotetrazolyum acesülfamatın ise erimeden bozunduğu gözlendi.  Yeni sentez edilen bu bileşiklerin termik kararlılık sırasının, 5-aminotetrazolyum acesülfamat (DTGmak: 58 ºC) <  4-aminoantipirinyum acesülfamat (DTGmak: 128 ºC) < 2-amino-3-hidroksipiridinyum acesülfamat (DTGmak: 197 ºC) < 2aminobenzimidazolyum acesülfamat (DTGmak: 205 ºC) < 4-aminopiridinyum acesülfamat (DTGmak: 210  ºC) < 4-amino-1,2,4-triazolyum acesülfamat (DTGmak: 293 ºC) şeklinde arttığı bulundu. 2-amino-3-hidroksipiridinyum acesülfamatın kristal yapısı X-ışınlаrı tek kristаl kırınım yöntemiyle belirlendi. Acesülfamik asitin imin azotundan, 2-amino-3- hidroksipiridinin piridin azotuna proton transferi gerçekleştiği görüldü. Asimetrik biriminde bir katyon ve bir anyon bulunan bileşiğin, triklinik kristal sistemine sahip olduğu belirlendi. Katyon ve anyon içeren 2-amino-3-hidroksipiridinyum acesülfamatın üç boyutlu moleküler yapısı, N-H···O, N-H···N, O-H···O ve C-H···O şeklinde oluşan hidrojen bağlarıyla bir arada tutulmaktadır.

Abstract:
In this thesis study, the novel 2-amino-3-hydroxypyridinium acesulfamate, 4amino-1,2,4-triazolium acesulfamate, 4-aminoanthipyrinium acesulfamate, 2aminobenzimidazolium acesulfamate, 5-aminotetrazolium acesulfamate and 4aminopyridinium acesulfamate compounds have been synthesized. From the elemental analysis results, it was determined that these synthesized compounds formed 1:1 salt as a result of acid-base reaction. The characteristic vibrational frequencies of these synthesized compounds related to their functional groups were determined and the similarities and differences regarding their bonding modes, structures, and substitution groups were discussed. It was observed that the carbonyl stretching vibration (ν(C=O)) formed in acesulfamic acid at 1674 cm-1 shifted to red in acesulfamate salts.  Simultaneous TG, DTG and DTA curves of the synthesized acesulfamic acid salts were recorded in a static air atmosphere, and their thermal decomposition mechanisms and thermal stability were discussed in detail. It was observed that melting and decomposition event occurred simultaneously in 4-aminoantipyridinium acesulfamate (118 ºC) and 2-amino-3-hydroxypyridinium acesulfamate (184 ºC). It was determined that 4-aminopyridinium acesulfamate (77 ºC), 4-amino-1,2,4triazolium acesulfamate (104 ºC) and 2-aminobenzimidazolium acesulfamate (167 ºC) were melted. It was observed that 5-aminotetrazolium acesulfamate decomposes without melting. The thermal stability order of these newly synthesized compounds was found as 5-aminotetrazolium acesulfamate (DTGmak: 58 ºC) < 4aminoantipyridinium acesulfamate (DTGmak: 128 ºC) < 2-amino-3hydroxypyridinium acesulfamate (DTGmak: 197 ºC) < 2-aminobenzimidazolium acesulfamate (DTGmak: 205 C) < 4-aminopyridinium acesulfamate (DTGmak: 210 ºC) < 4-amino-1,2,4-triazolium acesulfamate (DTGmak: 293 ºC). The crystal structure of 2-amino-3-hydroxypyridinium acesulfamate was determined by X-ray single crystal diffraction method. Proton transfer was observed from imine nitrogen of acesulfamic acid to pyridine nitrogen of 2-amino-3hydroxypyridine. The compound with a cation and an anion in the asmetric unit was determined to have a triclinic crystal system. The compound with a cation (2-amino3-hydroxypyridinium) and an anion (acesulfamate) in the asymmetric unit was determined to have a triclinic crystal system. The three-dimensional molecular structure of the cation and anion-containing 2-amino-3-hydroxypyridinium acesulfamate is held together by hydrogen bonds formed in the form of N-H···O, NH···N, O-H···O ve C-H···O.