Bazı heterosiklik organobor bileşiklerinin sentezi ve yapısal özelliklerinin incelenmesi
Synthesis of some heterocyclic organoboron compounds and investigation of their structural properties
Yazar: MERYEM PİR
Danışman: PROF. DR. HİKMET AĞIRBAŞ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Benzonitrilin hidroksilamin hidroklorür ile reaksiyonu benzamidoksimi verdi. Benzamidoksimin benzen içerisinde boronik asit türevleri ile reaksiyonu sonucunda 3,5-disübstitüe-4,5-dihidro-1,2,4,5-oksadiazaborol bileşikleri elde edildi.
p-Klorobenzaldehitin hidroksilamin hidroklorür ile reaksiyonu p-klorobenzaldehitoksimi verdi. p-Klorobenzaldehitoksimin klorlandırılmasının ardından p-klorobenzhidroksamikasit klorür elde edildi. Ele geçen madde cis-2-buten-1,4-diol ile tepkimeye sokularak 3-(p-klorofenil)-cis-4,5-bis(hidroksimetil)-4,5-dihidroisoksazol elde edildi. 3-(p-klorofenil)-cis-4,5-bis(hidroksimetil)-4,5-dihidroisoksazol sübstitüe fenilboronik asitle reaksiyona sokularak ise 6-(sübstitüefenil)-3-(4-klorofenil)-3a,4,8,8a-tetrahidro-[1,3,2]dioksaborepin[5,6-d]isoksazol bileşikleri elde edildi.
Sentezlenen bileşiklerin yapıları IR, 1H NMR, 13C NMR, elementel analiz ve X-ray yöntemleri ile aydınlatıldı. 3,5-difenil-4,5-dihidro-1,2,4,5-oksadiazaborol, 5-(4-bromofenil)-3-fenil-4,5-dihidro-1,2,4,5-oksadiazaborol ve 1-(4-(3-(4-klorofenil)-3a,4,8,8a-tetrahidro-[1,3,2]dioksaborepin[5,6-d]isoksazol-6-il)fenil)etanon bileşiğinin moleküler yapısı ile ilgili ayrıntılı teorik hesaplamalar yapıldı. Bu bileşiklerin hetero halkasındaki bağ uzunlukları, bağ açıları ve dihadral açıları hesaplandı. 3,5-difenil-4,5-dihidro-1,2,4,5-oksadiazaborol bileşiğinin deneysel ve teorik IR titreşim dalga sayıları ayrıntılı olarak belirlenip korelasyonları incelendi. Tüm bileşikler için teorik hesaplamalar DFT (B3LYP/6-31G++(d,p)) metodu ile minimum enerjili konformasyonu esas alınarak yapıldı. 3-fenil-5-(sübstitüefenil)-4,5-dihidro-1,2,4,5-oksadiazaborol bileşiklerinde bulunan C=N, B-N ve B-O bağlarının IR titreşim dalga sayılarına, C=N bağına ait 13C NMR ve N-H bağına ait 1H NMR kimyasal kaymalarına sübstitüentin etkisi Hammett sübstitüent sabitleri (σ, σm ve σp) kullanılarak incelendi. Teorik IR titreşim dalga sayıları ve NMR kimyasal kaymaları DFT (B3LYP/6-31G++(d,p)) metodu ile hesaplandı ve deneysel değerlerle karşılaştırıldı. Sentezlenen bileşiklerin antimikrobiyal aktiviteleri test edildi. Oksadiazaborol bileşikleri dioksaborepin bileşiklerinden daha iyi antimikrobiyal aktivite gösterdi. Elde edilen MİK değerleri ve hesaplanan çeşitli parametreler kullanılarak kantitatif-yapı aktivite ilişkileri değerlendirilip biyolojik aktiviteye sübstitüentin etkisi belirlendi. Anlamlı QSAR denklemleri elde edildi.

Abstract:
The reaction of benzonitrile with hydroxylamine hydrochloride gave benzamidoxime. Benzamidoxime was reacted with boronic acid derivatives in benzene to yield the corresponding 3,5-disubstituted-4,5-dihydro-1,2,4,5-oxadiazaboroles.
The reaction of p-chlorobenzaldehyde with hydroxlamine hydrochloride gave p-chlorobenzaldehyde oxime. p-Chlorobenzhydroxamicacide chloride was obtained after the chlorination of p-chlorobenzaldehyde oxime. The residue was reacted with cis-2-butene-1,4-diol to give 3-(p-chlorophenyl)-cis-4,5-bis(hydroxymethyl)-4,5-dihydroisoxazole. Then, 3-(p-chlorophenyl)-cis-4,5-bis(hydroxymethyl)-4,5-dihydroisoxazole was reacted with substituted phenylboronic acid to yield corresponding 6-(substitutedphenyl)-3-(4-chlorophenyl)-3a,4,8,8a-tetrahydro-[1,3,2]dioxaborepino[5,6-d]isoxazole compounds.
The structures of the synthesized compounds were confirmed by IR, 1H NMR, 13C NMR, elemental analysis and X-ray methods. Detailed theoretical calculations were made about the molecular structure of the 3,5-diphenyl-4,5-dihydro-1,2,4,5-oxadiazaborol, 5-(4-bromophenyl)-3-phenyl-4,5-dihydro-1,2,4,5-oxadiazaborol and 1-(4-(3-(4-chlorophenyl)-3a,4,8,8a-tetrahydro-[1,3,2]dioxaborepin[5,6-d]isoxazol-6-yl)phenyl)ethanone. The bond lengths, ligand angles and dihedral angles of the hetero ring of these compounds were calculated. The experimental and theoretical IR vibration wavenumbers of the 3,5-diphenyl-4,5-dihydro-1,2,4,5-oxadiazaborol compound were determined in detail and their correlations were examined. Theoretical calculations for all compounds were made based on minimum energy conformation by DFT (B3LYP/6-31G++(d,p)) method. The substituent effects on IR vibration wavenumbers of C=N, B-N, B-O bonds, 13C NMR chemical shifts of C=N and 1H NMR of N-H bonds in 3-phenyl-5-(substitutedphenyl)-4,5-dihydro-1,2,4,5-oxadiazaborol compounds were investigated using Hammett substituent constants (σ, σm and σp). Theoretical IR vibration wavenumbers and NMR chemical shifts were calculated by DFT (B3LYP/6-31G++(d,p)) method and compared with experimental values. Antimicrobial activities of the synthesized compounds were assessed. Oxadiazaborole compounds showed better antimicrobial activity than dioxaborepine compounds. Using the obtained MIC values and various calculated parameters, the quantitative-structure activity relationships were evaluated and the effect of the substituent on the biological activity was determined. Meaningful QSAR equations were obtained.