Bazı aril sübstitüe tiyosemikarbazon türevlerinin deneysel ve teorik incelemelerinin yapılması
Experimental and theoretical investigations of some aryl substituted thiosemiocarbazone derivatives
Yazar: HAKAN BÜLBÜL
Danışman: DOÇ. DR. ŞEHRİMAN ATALAY
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Atom ve Molekül Fiziği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Atomik spektroskopik yöntemler = Atomic spectroscopic methods ; Doğrusal olmayan optik = Nonlinear optics ; Infrared spektroskopi =   ; Kütle spektroskopisi = Mass spectroscopy ; X ışını kırınımı = X ray diffraction

Özet:
Bu tez çalışmasında beş adet tiyosemikarbazon bileşiği sentezlenmiştir. Sentezlenen bu kristallerin kırınım verileri Ondokuz Mayıs Üniversitesi Fizik Bölümü Kristalografi Laboratuvarındaki STOE IPDS-II ve Sinop Üniversitesi Bilimsel ve Teknolojik Araştırmalar Uygulama ve Araştırma Merkezi (SÜBİTAM) inde bulunan Bruker APEX-II CCD difraktometreleri kullanılarak elde edilmiştir. Sentezlenen bu beş kristal için deneysel olarak birim hücre paket diyagramları, hidrojen bağı geometrileri, bağ uzunlukları, bağ açıları ve burulma açıları elde edilmiştir. Daha sonra Gaussian 03W paket programı içerisinde yer alan HF ve YFT/B3LYP/6-31+G(d) hesaplama yöntemleri kullanılarak kristallerin teorik olarak bağ uzunlukları, bağ açıları ve burulma açıları elde edilmiştir.
Crystal Explorer 21.5 programı kullanılarak tüm yapıların Hirshfeld yüzeyi belirlenerek molekül içi, moleküler arası etkileşimler araştırılmış ve parmak izi haritaları elde edilmiştir. X-ışını kırınımından elde edilen deneysel molekül içi, moleküller arası etkileşimler ile Hirshfeld yüzey analizi çalışmalarından elde edilen molekül içi, moleküller arası etkileşimler karşılaştırılmıştır. Karşılaştırılan bu değerler oldukça uyum içerisindedir. Ayrıca HOMO LUMO enerjileri ve moleküler elektrostatik potansiyel (MEP) analizi ile yapıların kimyasal aktif bölgeleri ve kararlılıkları analiz edilmiştir.
Deneysel olarak bileşiklerin FT-IR spektrumları Shimadzu IR Affinity-I FT-IR-ATR spektrometresi ile 400-4000 cm-1 aralığında kaydedilmiştir. Daha sonra bileşiklerin YFT/B3LYP/6-31+G(d) hesaplama yöntemi kullanılarak teorik olarak IR spektrumları elde edilmiştir. Bu deneysel ve teorik IR spektrumlarının kıyaslanmaları yapılmıştır. Karşılaştırılan deneysel ve teorik IR spektrumları birbiriyle oldukça uyum içerisindedir.
Bu çalışmada kullanılan tiyosemikarbazonlar, tiyosemikarbazitlerin karbonil grupları içeren bileşiklerle reaksiyonundan türetilen organosülfür bileşikleridir. 1960'lı yıllardan bu yana, antiviral, antibakteriyel, antimalaryal, antifungal, antiparazitik, antitüberküloz ve antikanser etkileri de dahil olmak üzere çok çeşitli biyolojik aktiviteler nedeniyle bilim adamlarının dikkatini çekmiş önemli bileşiklerdir. Tiyosemikarbazon bileşikleri yaygın olarak farmakolojik özelliklere sahip olduğundan, sentezlenen bileşikler, farmakolojik çalışmalarda daha ileri araştırmalar için umut vaat etmektedir. Bu çalışma hem doğrusal olmayan optik hem de farmakolojide potansiyel uygulamalara sahip yeni malzemelerin tasarımı ve sentezi için değerli bilgiler sunmaktadır.

Abstract:
In this thesis study, five thiosemicarbazone compounds were synthesized. Diffraction data of these synthesized crystals were obtained using STOE IPDS-II in the Crystallography Laboratory of Ondokuz Mayıs University, Department of Physics, and Bruker APEX-II CCD diffractometers in Sinop University Scientific and Technological Research Application and Research Center (SUBİTAM). Unit cell packing diagrams, hydrogen bond geometries, bond lengths, bond angles and torsion angles were experimentally obtained for these five synthesized crystals. Then, theoretical bond lengths, bond angles and torsion angles of the crystals were obtained using the HF and YFT/B3LYP/6-31+G(d) calculation methods included in the Gaussian 03W package program.
Using the Crystal Explorer 21.5 program, the Hirshfeld surface of all structures was determined, intramolecular and intermolecular interactions were investigated, and fingerprint maps were obtained. Experimental intramolecular and intermolecular interactions obtained from X-ray diffraction were compared with intramolecular and intermolecular interactions obtained from Hirshfeld surface analysis studies. These compared values are in good agreement. Additionally, the chemical active sites and stability of the structures were analyzed by HOMO LUMO energies and molecular electrostatic potential (MEP) analysis.
Experimentally, the FT-IR spectra of the compounds were recorded with the Shimadzu IR Affinity-I FT-IR-ATR spectrometer in the range of 400-4000 cm-1. Then, theoretical IR spectra of the compounds were obtained using the YFT/B3LYP/6-31+G(d) calculation method. Comparisons of these experimental and theoretical IR spectra were made. The compared experimental and theoretical IR spectra are in good agreement with each other.
Thiosemicarbazones used in this study are organosulfur compounds derived from the reaction of thiosemicarbazides with compounds containing carbonyl groups. They are important compounds that have attracted the attention of scientists since the 1960s due to a wide range of biological activities, including antiviral, antibacterial, antimalarial, antifungal, antiparasitic, antituberculosis and anticancer effects. Since thiosemicarbazone compounds have common pharmacological properties, the synthesized compounds are promising for further investigation in pharmacological studies. This work provides valuable information for the design and synthesis of new materials with potential applications in both nonlinear optics and pharmacology.